HAL ENVT (Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse)
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Les technologies numériques en élevage : de la mesure à l’évaluation comportementale du bien-être de chaque animal
No full textInternational audienceThe welfare of farm animals is a complex concept that is intrinsically linked to the animal’s perception of its environment. Although welfare cannot be measured directly, it can be assessed by identifying and quantifying specific indicators according to the context of the assessment. Animal behaviour, widely recognized as a key welfare indicator, responds dynamically to changes in the rearing environment, such as access to pasture, which affect both the routine and spatial dynamics of the animals. The analysis of these behavioural changes allows the identification of new indicators and the negative or positive impact of these environmental changes on animal welfare. The integration of sensor technologies, mathematical models and artificial intelligence opens new avenues for longitudinal monitoring of activities, spatial dynamics and other parameters of interest throughout an animal’s life cycle. For example, supervised classification algorithms have enabled the association of raw sensor data with specific behaviours, while unsupervised algorithms are expected to reveal novel indicators. This article explores the potential opportunities offered by digital technologies. We highlight the role of behavioural assessment in welfare assessment, illustrated by three case studies : (1) discriminating pathological, reproductive or stress conditions in cows, (2) lameness prediction in dairy cows, and (3) the study of emotions in pigs. Finally, wehighlight the importance of close interdisciplinary collaboration between ethologists, physiologists, mathematicians and computer scientists toadvance this emerging field, which we term’digital ethologyLe bien-être des animaux est une notion difficile à définir car se référant à un phénomène complexe, intrinsèquement liée à la perception qu’a l’individu de son environnement. Ne pouvant être mesuré directement, le bien-être est évalué à partir de la détermination et la quantification d’indicateurs spécifiques. Ces indicateurs, dont les variations sont associées à différents états de bien-être, doivent être combinés en fonction du contexte d’évaluation. Le comportement animal, reconnu comme une des clés pour l’évaluation du bien-être, peut changer face aux variations de l’environnement d’élevage, telles que l’accès au pâturage, influençant à la fois la routine et la dynamique de l’occupation de l’espace des animaux. L'analyse de ces changements comportementaux permet de définir de nouveaux indicateurs, facilitant l’évaluation de l’impact positif ou négatif de ces modifications environnementales sur le bien-être des animaux. L’intégration des technologies de capteurs, de modèles mathématiques et de l’intelligence artificielle ouvre de nouvelles perspectives pour un suivi longitudinal des activités, des dynamiques spatiales et d’autres paramètres d’intérêt tout au long du cycle de vie des animaux. Par exemple, les algorithmes de classification supervisée ont permis d’associer les données brutes fournies par des capteurs aux comportements d’intérêt, tandis que les algorithmes non supervisés devraient révéler de nouveaux indicateurs en lien avec le bien-être des animaux. Cet article met en lumière les opportunités offertes par les technologies numériques émergentes. Nous nous concentrons sur l’évaluation comportementale et son rôle crucial dans l’évaluation du bien-être, en présentant trois études de cas : 1) pour distinguer les problèmes liés à la santé, au stress thermique et à la reproduction chez les vaches laitières, 2) pour prévoir la boiterie chez la vache laitière et 3) pour étudier des émotions chez les porcs. Enfin, nous soulignons l’importance d’une collaboration interdisciplinaire étroite entre éthologistes, physiologistes, mathématicien(ne)s et informaticien(ne)s pour favoriser le développement de ce domaine émergent que nous désignons sous le terme d’« éthologie numérique »
Miniaturized workflow for the analysis of oxylipins: from extraction to analysis
No full textInternational audienc
Développement d'un support pédagogique sous forme d'un questionnaire à destination des étudiants vétérinaires de l'ENVT pour améliorer la prise en charge d'un chien junior
No full textThe first months of a puppy’s life represent a critical stage in their development. Due to their growth, their nutritional, behavioral, social, and other needs differ from those of an adult dog and are often poorly understood by owners. To assess their knowledge and practices, we developed and distributed a questionnaire to puppy owners, covering all the topics that should be addressed during preventive medicine consultations. These consultations are essential to guide and support owners on their animal’s needs during growth and development. The questionnaire was also designed as an educational tool for veterinary students at the National Veterinary School of Toulouse, to help them structure these consultations. Owners’ responses will make it possible to evaluate their knowledge and provide individualized advice.Les premiers mois de vie des chiots constituent une étape importante dans leur développement. En raison de leur croissance, leurs besoins nutritionnels, comportementaux, sociaux et autres, différent de ceux d’un chien adulte et sont souvent mal connus des propriétaires. Afin d’évaluer les connaissances et pratiques, nous avons élaboré et diffusé auprès de propriétaires de chiots, un questionnaire regroupant toutes les thématiques à aborder lors des consultations de médecine préventive. Ces consultations sont essentielles pour accompagner et conseiller les propriétaires sur les besoins de leur animal durant la croissance et son développement. Ce questionnaire a également été conçu comme un support pédagogique destiné aux étudiants vétérinaires de l’École Nationale Vétérinaire de Toulouse, afin de les aider dans la structuration de ces consultations. Les réponses des propriétaires permettront de faire le point sur leurs connaissances pour ensuite apporter des conseils individualisés
Extraction QuEChERS et analyse UHPLC-ESI-MS/MS pour l'évaluation de nouvelles matrices mixtes viande-champignon en vue d'atténuer l'exposition aux composés toxiques induits par la cuisson
No full textInternational audienceNumerous studies have shown that toxic food contaminants are implicated in various diseases, including cancer. Meat products are particularly affected by the generation of process-induced toxic compounds (PITs) during cooking (especially heterocyclic aromatic amines, HAAs), which are targeted by health safety agencies. At the same time, FAO projections for 2030 indicate an increase in global protein demand of around 40%, which will require greater use of plant proteins in diets. In this context, the MixMeat project (INRAE SYALSA 2023-2024) aims to test new mixed food formulations (meat + mushrooms) that guarantee lower HAA generation during cooking while maintaining a good intake of protein and essential nutrients.PAMs are substances known to be mutagenic and carcinogenic in rodents, and in some cases in humans (certain PAMs are classified as carcinogenic by the International Agency for Research on Cancer (IARC)). To date, more than twenty AAHs have been characterized at concentrations in the ng/g (ppb) range in most meats cooked under normal cooking time and temperature conditions. These are divided into several families, which have different chemical structures, physicochemical properties, and formation mechanisms.In previous work, we published a QuEChERS extraction and LC-MS/MS quantification method for the determination of 16 AAHs in various cooked meats [1] as part of work aimed at modeling the formation of AAHs during meat heating [2] and reducing their formation by incorporating antioxidants [3]. The method was adapted and revalidated to account for the presence of mushrooms in this new hybrid matrix for possible interferences and matrix effects. The analyses were performed using a transposed QuEChERS extraction/purification method and an Altis+ triple quadrupole used in ESI-MRM mode. The entire methodology, validated in terms of sensitivity, linearity, memory effect, repeatability, trueness, and accuracy, was applied to the analysis of approximately 100 cooked mixed matrix samples in order to evaluate the potential of this new mixed formulation to reduce consumer exposure to these PITs. The results of the development, validation, and application of this method will be presented, showing the influence of incorporating mushrooms to mitigate the formation of AAH during cooking.De nombreuses études ont montré l'implication de contaminants toxiques d'origine alimentaire dans diverses pathologies dont le cancer. Les produits carnés sont particulièrement concernés par la génération de composés toxiques induits par les procédés (PIT) au cours de la cuisson (en particulier les amines aromatiques hétérocycliques, AAH), ciblées par les agences de sécurité sanitaire. En parallèle, les projections de la FAO pour 2030 indiquent une augmentation de la demande mondiale en protéines d'environ 40%, ce qui nécessite une plus grande utilisation de protéines végétales dans les régimes alimentaires. Dans ce contexte, le projet MixMeat (INRAE SYALSA 2023-2024) vise à tester de nouvelles formulations d'aliments mixtes (viande + champignon) garantissant une plus faible génération d'AAH lors de la cuisson tout en maintenant un bon apport en protéines et nutriments essentiels.Les AAH sont des substances dont les propriétés mutagènes et cancérogènes sont connues chez les rongeurs, et pour certaines chez l’Homme (certaines AAH étant classées comme cancérigènes par le Centre International de Recherche sur le Cancer (CIRC)). A ce jour, plus d’une vingtaine d’AAH ont été caractérisées à des concentrations de l'ordre du ng/g (ppb) dans la plupart des viandes cuites dans des conditions normales de temps et de température de cuisson. Celles-ci sont réparties en plusieurs familles, qui présentent à la fois des structures chimiques, des propriétés physico-chimiques ainsi que des mécanismes de formation différents.Dans des travaux antérieurs, nous avons publié une méthode d'extraction QuEChERS et de quantification LC-MS/MS pour la détermination de 16 AAH dans diverses viandes cuites [1] dans le cadre de travaux visant à modéliser la formation des AAH lors du chauffage des viandes [2] et de réduire leur formation en incorporant des antioxydants [3]. La méthode a été adaptée et revalidée pour gérer la présence de champignons dans cette nouvelle matrice hybride pour les interférences et les effets de matrice possibles. Les analyses ont été réalisées à l'aide d'une méthode d'extraction/purification QuEChERS transposée et d'un triple quadripôle Altis+ utilisé en mode ESI-MRM.L’ensemble de la méthodologie, validée en termes de sensibilité, de linéarité, d'effet mémoire, de répétabilité, justesse et exactitude, a été appliquée à l'analyse d'une centaine d’échantillons de matrices mixtes cuites, dans le but d'évaluer l'intérêt de cette nouvelle formulation mixte pour réduire l'exposition des consommateurs à ces PIT. Les résultats du développement, de la validation et de l'application de cette méthode seront présentés, montrant l'influence de l'incorporation de champignons pour atténuer la formation d'AAH pendant la cuisson
Inferring Domestic Goat Demographic History Through Ancient Genome Imputation
No full textInternational audienceGoats were among the earliest managed animals, making them a natural model to explore the genetic consequences of domestication. However, a challenge in ancient genomic analysis is the relatively low genome coverage for most samples, limiting analysis to pseudohaploid genotypes. Genotype imputation offers potential to alleviate this limitation by improving information content and accuracy in low coverage genomes. To test this, we used published high coverage (>8✕) goat palaeogenomes, imputing downsampled genomes using the VarGoats dataset (1,372 individuals) as a reference panel. Measuring concordance between imputed and high coverage genotypes, we find high concordance after filtering for common (>5%), high confidence variants, with 0.5✕ genomes reaching >0.97 concordance. There is a trade-off between coverage, genotype probability (GP) thresholds, and genotype recovery, where higher coverage and more lenient GP thresholds result in higher recovery, and a reduction in heterozygous false-positive rates with stricter thresholds. We then imputed 36 goat palaeogenomes with ≥0.5✕ coverage to examine runs-of-homozygosity (ROH) and identity-by-descent (IBD) patterns. Using a novel approach combining ROH profiles across tools, we find that among Neolithic goats, ROH increases with distance from the Zagros Mountains, suggesting a large effect of the initial dispersal of managed herds. Inbreeding levels decrease across Southwest Asia in more recent periods. IBD mirrored this pattern, with less relatedness in the early herding site of Ganj Dareh compared to higher relatedness in goats from later in the dispersal process. These findings provide insights into the genetic consequences of early goat management on demography, and confirm the utility of imputation in leveraging low coverage palaeogenomes
Recherches sur le pastoralisme en France : état des lieux des connaissances et questions vives
No full textInternational audienceThis synthesis provides a state of play of pastoral systems and territories in France, through the lens of the main challenges they face. Particular attention is given to pastoral decline under conditions of production intensification and herd expansion, adaptation to climate change and market fluctuations, and the return of wild predators. Five key areas of research have been defined: animal selection and breeding in pastoral environments; pastoralism as a specific agroecological model, with its strengths and weaknesses; multi-stakeholder pastoral territories, as spaces of confrontation and of collective project development; pastoral professions and their attractiveness; and data derived from monitoring methods for tracking changes in vegetation, biodiversity, and livestock farming systems. Many of these issues show similarities with pastoral situations observed in other regions of the world, notably in West Africa, without entirely overlapping with them.Cette synthèse dresse un état des lieux des connaissances sur les systèmes et territoires pastoraux en France au prisme des principaux enjeux qui les traversent. Le repli pastoral en situation d’intensification de la production et d’agrandissement des troupeaux, l’adaptation au changement climatique et aux fluctuations des marchés, ou encore le retour de prédateurs sauvages sont particulièrement discutés. Cinq champs de recherche prioritaires ont été dégagés : l’animal en milieu pastoral ; le pastoralisme comme modèle d’agroécologie avec ses forces et ses faiblesses ; les territoires pastoraux multi-acteurs, espaces de confrontation et de projets collectifs ; les métiers du pastoralisme et leur attractivité ; les données issues des méthodes de suivi de l’évolution des végétations, de la biodiversité et des systèmes d’élevage. Bien des sujets font écho avec les situations pastorales du reste du monde, notamment en Afrique de l’Ouest, sans pour autant les recouvrir exactement
Comprehensive detection of structural variations in long and short reads dataset of French cattle
No full textInternational audienceStructural variants (SVs) correspond to different types of genomic variants larger than 50 bp. Many findings suggest the use of long-read (LR) rather than short-read (SR) sequencing to improve the accuracy of SVs detection. Here, we present the results of an in-depth analysis for detection of SVs, mainly large insertions and deletions, in 14 French bovine breeds, based on whole-genome sequence (WGS) data comprising 176 LR and 571 SR samples, with 154 individuals having both LR and SR data available. We first investigated possible biases on the performances of well-known SVs detection tools, namely CUTESV, PBSV, and SNIFFLES, using LR from different technologies, including PacBio HiFi, Oxford ONT, and PacBio CLR. We subsequently highlighted the abilities of tools for detecting SVs (DELLY, LUMPY, and MANTA) and for genotyping known SVs (GRAPHTYPER, SVTYPER, PARAGRAPH, and VG toolkit) using SR data. We then show how the incremental composition of samples in the reference panel affected the SVs genotyping for six validation individuals sequenced in SR. We then searched for the optimal parameters and created the final SVs reference panel consisting of 25,191 deletions and 30,118 insertions. Finally, we emphasized the landscape of the genotyped SVs segregating across 571 SR individuals of 14 breeds
Révision de dose pour l'Association Triméthoprime/sulfamides via la détermination d'Index pharmacocinétiques/pharmacodynamiques Optimisés (RATIO)
No full textDue to the restriction of use of critical antibiotics by veterinarians in Europe, the use of old first-line antibiotics such as the combination of sulfonamides (S) and trimethoprim (TMP) is likely to increase in many animal species. In human medicine, the combination TMP/sulfamethoxazole is administered at a ratio of 1:5 dose, to obtain a constant plasma concentration ratio of 1:19, considered the most optimal against bacterial species pathogenic for humans. In veterinary medicine, the current doses used are based on a direct transposition of this human formulation, without taking into account the use of other sulfonamides or inter-species pharmacokinetic (PK) differences. In addition, the pharmacodynamic (PD) effects of TMP and sulfonamides, alone or in combination, remain poorly characterized in veterinary pathogens. Studies have shown that there does not seem to be a universal optimal synergistic ratio making it difficult to choose a single ratio for all bacteria. In this context, the integrated PK/PD approach appears as an essential tool to better understand and optimize the effectiveness of TMP/S associations on veterinary pathogens, while taking into account interspecific PK specificities. The thesis work focuses on this PK/PD exploration through two major works:•PK studies were performed in three animal species (pigs, poultry and calves) with 3 different sulfonamides (sulfamethoxazole, sulfadiazine, sulfadimethoxine) in combination with TMP. A population pharmacokinetic model was developed for each molecule and Monte-Carlo simulations were generated to predict the ratios of free concentrations obtained in vivo for each animal species and each TMP/S combination studied. The results show that the in vivo ratio of free TMP/S concentrations is not constant over time and does not correspond to the 1:19 ratio classically sought. Moreover, it varies greatly depending on the sulfonamide associated with TMP and according to the animal species for the same TMP/S combination.•Time-kill curve experiments to evaluate the in vitro PD activity of TMP, the three sulfonamides and their combinations at different ratios (corresponding to those observed in vivo) against Escherichia coli, Pasteurella multocida and Mannheimia haemolytica were performed. A strong synergy of TMP/S combinations over a wide range of concentration ratios was observed, suggesting that there does not seem to exist an optimal universal ratio applicable to all veterinary bacterial species. A semi-mechanistic PK/PD model was developed, solely from the data generated with E. coli, including the General Pharmacodynamic Interaction Model (GPDI) in order to characterize the nature and intensity of TMP/S interactions. Thanks to the model, it was highlighted that the synergy is explained by an increase in sulfonamide potency (maximum 95% decrease of EC50). Finally, this PK/PD model was validated by reproducing the TMP/SDZ association PK in broilers and horses in a dynamic Hollow-Fiber system with E. coli.This work contributes to optimizing the dosages and therapeutic efficacy of TMP/S combinations while limiting the risks associated with inappropriate doses. They will promote the rational use of TMP/S combinations in veterinary medicine by limiting ineffective treatments and the use of more critical second-line antibiotics.En raison de la restriction d’utilisation des antibiotiques critiques par les vétérinaires en Europe, l’utilisation d’anciens antibiotiques de première ligne tels que la combinaison de sulfonamides (S) et de triméthoprime (TMP) est susceptible d’augmenter chez de nombreuses espèces animales. En médecine humaine, la combinaison TMP/sulfaméthoxazole est administrée à un ratio de dose 1:5, pour obtenir un ratio de concentration plasmatique constant de 1:19, considéré comme le plus optimal contre les espèces bactériennes pathogènes pour l’Homme. En médecine vétérinaire, les doses actuelles utilisées reposent sur une transposition directe de cette formulation humaine, sans tenir compte de l’utilisation d’autres sulfamides ni des différences de pharmacocinétique (PK) inter-espèces. De plus, les effets pharmacodynamiques (PD) du TMP et des sulfamides, seuls ou en combinaison, restent mal caractérisés chez les agents pathogènes d’intérêt vétérinaire. Des études ont montré qu’il ne semble pas exister de ratio synergique optimal universel rendant difficile le choix d’un ratio unique pour toutes les bactéries. Dans ce contexte, l’approche intégrée PK/PD apparait comme un outil essentiel pour mieux comprendre et optimiser l’efficacité des associations TMP/S sur les pathogènes vétérinaires, tout en tenant compte des spécificités PK interspécifiques. Les travaux de thèse portent sur cette exploration PK/PD au travers de deux travaux majeurs :•Des études PK ont été réalisées chez trois espèces animales (porcs, poulets et veaux) avec 3 sulfamides différents (sulfaméthoxazole, sulfadiazine, sulfadimethoxine) en combinaison avec le TMP. Un modèle pharmacocinétique de population a été développé pour chaque molécule et des simulations de Monte-Carlo ont été générées pour prédire les ratios de concentrations libres obtenus in vivo pour chaque espèce animale et chaque combinaison TMP/S étudiée. Les résultats montrent que le ratio in vivo de concentrations libres TMP/S n’est pas constant au cours du temps et ne correspond pas au ratio de 1:19 classiquement recherché. De plus, il varie fortement selon le sulfamide associé au TMP et selon l’espèce animale pour une même combinaison TMP/S.•Des expériences de time-kill curve permettant d’évaluer l’activité PD in vitro du TMP, des trois sulfamides et de leurs combinaisons à différents ratios (correspondant à ceux observés in vivo) contre Escherichia coli, Pasteurella multocida et Mannheimia haemolytica ont été effectuées. Une forte synergie des combinaisons TMP/S sur un large intervalle de ratio de concentrations a été observée, suggérant qu’il ne semble pas exister de ratio optimal universel applicable à l’ensemble des espèces bactériennes vétérinaires. Un modèle semi-mécanistique PK/PD a été développé, uniquement à partir des données générées avec E. coli, en incluant le modèle général d’interaction pharmacodynamique (GPDI) afin de caractériser la nature des interactions TMP/S et leur intensité. Grâce au modèle, il a été mis en évidence que la synergie est expliquée par une augmentation de la puissance des sulfamides (diminution maximale de 95% d’EC50). Enfin, ce modèle PK/PD a été validé en reproduisant la PK de l’association TMP/SDZ chez le poulet de chair et le cheval dans un système dynamique d’Hollow-Fiber avec E. coli.Ces travaux contribuent à optimiser les posologies et l’efficacité thérapeutique des combinaisons TMP/S tout en limitant les risques liés à des doses inappropriées. Ils favoriseront un usage raisonné des combinaisons TMP/S en médecine vétérinaire en limitant les traitements inefficaces et le recours à des antibiotiques de seconde intention plus critiques
Porphyromonas gingivalis-induced glucose intolerance during periapical lesions requires its LPS throught a Th17 immune response
No full textInternational audienceThis study investigates the role of Interleukin 17 (IL-17) in exacerbating periapical lesions caused by Porphyromonas gingivalis ( Pg ) lipopolysaccharides (LPS) in the context of metabolic disease and its potential impact on glucose tolerance. Researchers developed a unique mouse model where mice were monocolonized with Pg to induce periapical lesions. After 1 month, they were fed a high-fat diet (HFD) for 2 months to simulate metabolic disease and oral microbiota dysbiosis. To explore the role of LPS from Pg , wild-type (WT) mice were challenged with purified LPS from Porphyromonas gingivalis , as well as with LPS-depleted and non-depleted Pg bacteria; IL-17 knockout (KO) mice were also included to assess the role of IL-17 signaling. The impact on bone lysis, periapical injury, glucose intolerance, and immune response was assessed. Results showed that in WT mice, the presence of LPS significantly worsened bone lysis, Th17 cell recruitment, and periapical injury. IL-17 KO mice exhibited reduced bone loss, glucose intolerance, and immune cell infiltration. Additionally, inflammatory markers in adipose tissue were lower in IL-17 KO mice, despite increased dysbiosis. The findings suggest that IL-17 plays a critical role in amplifying Pg -induced periapical lesions and systemic metabolic disturbances. Targeting IL-17 recruitment could offer a novel approach to improving glycemic control and reducing type 2 diabetes (T2D) risk in individuals with periapical disease
Étude de la séroprévalence de la leishmaniose canine et de la présence de phlébotomes en Ariège en 2024
No full textCanine leishmaniosis, a zoonosis transmitted by phlebotomine sand flies, has been expanding in Europe from the Mediterranean basin toward northern regions in the past decades. The objectives of this thesis were to determine the seroprevalence of leishmaniosis in a population of hunting dogs in Ariège, Occitania Region, France, and to assess the presence of phlebotomine sand flies in nearby biotopes during summer 2024. Seroprevalence was assessed using two serological rapid tests performed on serum samples collected from 81 dogs, none of which were tested seropositive. Sandflies were trapped using CDC traps within the living environments of the tested dogs, indicating a potential vector risk for these exposed and generally insufficiently protected dogs. This work reports a predominance of Phlebotomus ariasi (97 %), followed by Phlebotomus perniciosus (2 %) and the first identification of Phlebotomus mascittii in the department, to the best of the author’s knowledge. Trapped female sand flies were analyzed by PCR for the identification of Leishmania infantum and phleboviruses (Toscana virus and Sandfly Sicilian Virus Fever) DNA; none of which were positive. Further studies across multiple vector seasons will be necessary to better characterize this potential transmission area.La leishmaniose canine, zoonose vectorisée par les phlébotomes, est en expansion en Europe depuis le pourtour méditerranéen vers le Nord. Les objectifs de ce travail de thèse étaient de déterminer la séroprévalence de la leishmaniose dans une population de chiens de chasse en Ariège et d’étudier la présence des phlébotomes dans les biotopes limitrophes, durant l’été 2024. La séroprévalence a été déterminée grâce à l’utilisation de deux tests sérologiques sur sérum prélevé sur 81 chiens ; aucun d’entre eux ne s’est révélé séropositif. Des phlébotomes ont été capturés grâce à des pièges CDC au sein des milieux de vie des chiens testés, traduisant un risque vectoriel potentiel pour ces chiens exposés et globalement insuffisamment protégés. Ce travail rapporte une prédominance de Phlebotomus ariasi (97 %), quelques Phlebotomus perniciosus (2 %) et la première identification de Phlebotomus mascittii (1 %) dans le département. Les ADN de Leishmania et de phlébovirus (Toscana virus et Sandfly Sicilian Fever Virus) ont été recherchés par PCR dans les phlébotomes femelles capturées, mais n’ont pas été détectés. Des études sur plusieurs saisons vectorielles seront nécessaires à l’avenir pour mieux décrire ce bassin potentiel de transmission de la maladie