Chapitre XVIII. Les miniporcs - Canadian Council on Animal Care

XVIII. LES MINIPORCS*
A. INTRODUCTION
1. Caractéristiques générales
Les caractéristiques biologiques générales du miniporc sont essentiellement les
mêmes que celles des porcs domestiques conventionnels. L'exception à cette règle
est le poids du miniporc adulte qui se situe autour de 70 à 90 kg, approximativement
celui de l'homme.
En ce qui concerne son anatomie et sa physiologie, le porc ressemble étrangement à
l'homme. Son coeur et son système circulatoire, son régime alimentaire, son tube
digestif et même ses dents sont très semblables à ceux de l'être humain. Les
chercheurs se préoccupent depuis longtemps de la valeur potentielle de ces
ressemblances afin de développer des modèles porcins dans des études spécifiques.
Cependant, en pratique, l'utilisation du porc domestique standard a dû être de loin
limitée à des études à court terme après le sevrage des porcelets dû au fait de sa
croissance rapide (100 kg vers l'âge de 5 à 6 mois) jusqu'à sa taille maximale (250300 kg ou plus).
On doit signaler que la décision d'entreprendre des recherches, soit avec des porcs
conventionnels ou avec des miniporcs, dépend de la disponibilité des ressources
physiques et du personnel lequel possède déjà, ou est disposé à l'acquérir, la
compétence requise pour travailler avec ces animaux. Travailler avec des porcs
suppose de la force physique chez les personnes qui peuvent ne pas être habituées à
travailler avec des animaux forts et lourds.
Les miniporcs sont reconnus comme étant des animaux d'expérimentation depuis
plus de vingt ans, période durant laquelle plusieurs lignées différentes ont été
développées ainsi que leurs caractéristiques (1, 7).
2. Lignées et comportement
Les deux lignées initiales qui ont été établies sont:
a. la lignée Hormel, développée à Hormel Institute de University of Minnesota (5)
et,
b. la lignée Pitman-Moore, développée par la compagnie pharmaceutique du même
nom à partir d'une variété sauvage trouvée originellement dans un marais de
Floride (3).
Plus récemment, plusieurs autres lignées de miniporcs ont été développées aux
États-Unis, en Europe et, encore plus récemment, en Australie (4). Des programmes
actifs de reproduction dans le but de trouver d'autres lignées continuent toujours de
s'implanter. La sélection chez le miniporc est orientée vers le comportement et les
caractéristiques de reproduction aussi bien que vers la taille.
Les porcs, incluant les miniporcs, sont habituellement curieux, occasionnellement
agressifs et enclins à refuser à être dérangés et manipulés (8). Les truies allaitantes
protègent généralement leurs petits excepté, occasionnellement, ceux de leurs
premières portées (9).
Le Colorado State University a développé une colonie de miniporcs appelée Yucatan
(Mexican Hairless) (10, 11). Cette lignée est semble-t-il, très facile à manipuler
contrairement à la plupart des autres qui refusent d'être immobilisées et, à cause de
cela, elles doivent être calmées (sédatif) ou anesthésiées. Un autre avantage de la
lignée Yucatan est son absence de poils (hairless), ce qui élimine les besoins de
rasage et contribue à diminuer les odeurs à l'intérieur des installations (10). On doit
cependant éviter les températures plus froides de leur environnement, ce qui
représente un désavantage (11).
3. Utilité en recherche
Le porc possède plus de ressemblances avec l'homme sous presque tous les aspects
que les espèces animales d'expérimentation communément utilisées comme le rat et
le chien. La peau du porc est semblable à celle de l'homme, exception faite de ses
glandes sudoripares, alors que les similarités entre le porcelet nouveau-né et le
nouveau-né humain sont remarquables en particulier dans des domaines comme la
régulation des hydrates de carbone et de la température. Les jeunes porcs
apprennent rapidement et, au moins pendant quelques semaines, ils peuvent être
maintenus dans des conditions gnotoxéniques.
Les miniporcs développent des ulcérations stomacales et des maladies
cardiovasculaires ressemblant à celles de l'homme. Les porcs conventionnels et les
miniporcs se sont avérés particulièrement utiles dans les études sur les problèmes
que causent les maladies cardiaques et vasculaires, à partir de ceux impliquant la
circulation coronarienne jusqu'à ceux de l'athérosclérose auxquels sont reliés d'une
manière particulière des aspects nutritionnels (12, 15). Les miniporcs servent aussi à
beaucoup d'autres modèles utiles pour l'étude d'un grand éventail de problèmes
biomédicaux dans divers champs comme le diabète, la recherche dentaire, la
nutrition, l'oncologie et la physiologie rénale (16, 20).
B. ÉLEVAGE
1. Hébergement
Les miniporcs peuvent être élevés dans des conditions comparables à celles des
troupeaux de porcs domestiques standards. Cependant, dans des conditions
expérimentales, ces animaux sont habituellement hébergés dans des pièces
comportant des enclos construits de barrières métalliques sur des planchers de
ciment. On doit fournir de 1,5 à 3 mètres carrés de surface par porc adulte.
Les cloisons métalliques doivent mesurer 0,6 mètres de hauteur.
Les animaux élevés sur des planchers de ciment doivent toujours jouir de la
présence de beaucoup de litière de sciure, de copeaux ou d'éclats de bois. Les effets
d'ordre comportemental et physique qu'ont les qualités des planchers sur les
porcelets et les truies ont déjà fait l'objet d'une étude (21). Un endroit convenable
sec où chaque animal peut s'étendre à sa longeur doit être prévu dans chaque
enclos.
On n'a pas besoin d'installations élaborées et spéciales pour héberger les miniporcs
et, en règle générale, une installation qui est équipée pour héberger des gros chiens
peut être facilement modifiée pour les héberger (22).
2. Entretien
L'instinct de fouilleur et la force physique considérable des porcs sont deux raisons
majeures pour s'assurer que les distributeurs d'aliments et d'eau soient fixés
solidement dans tous les enclos. Les truies ont tendance à être maladroites et
souvent elles se couchent sur leurs petits ou elles les entassent contre un mur. Il
faut donc prévoir l'installation de barrières de sécurité dans les enclos à mise bas
afin de protéger les porcelets, à moins que l'on ait à sa disposition un enclos (caisse)
spécial à mise bas.
De plus, il peut être utile de fournir des distractions aux animaux à l'intérieur des
enclos. Par exemple, le fait de suspendre un pneu peut contribuer à diminuer l'ennui
particulièrement si les porcs sont logés individuellement dans les enclos.
Le sevrage se produit habituellement vers l'âge de six semaines et les portées
sevrées peuvent être logées ensemble dans des enclos avant de les séparer
sexuellement et de les distribuer dans des groupes (expérimentaux) plus petits.
Cette façon de procéder contribue à prévenir les batailles et éventuellement les
blessures qui peuvent résulter lorsque les animaux sont regroupés après avoir
d'abord été séparés. La séparation des animaux selon le sexe devrait être faite
approximativement vers l'âge de quatre mois.
Si on doit utiliser des stalles contiguës, on doit veiller aux mêmes soins
d'acclimatation et de surveillance du confort des miniporcs tels que recommandés
pour les porcs conventionnels (de la ferme) dans le volume 1 du Manuel.
3. Nutrition
Les besoins nutritionnels du porc sont semblables à ceux de l'homme et ils sont bien
connus, ce qui en augmente sa valeur comme modèle expérimental pour l'étude de
certains problèmes nutritionnels chez l'homme (23, 27).
Les rations alimentaires en cubes pour le porc s'avèrent très satisfaisantes pour la
croissance et l'entretien des animaux. On peut obtenir de l'information sur un régime
spécifique universel pour ces animaux (11). On doit leur fournir de l'eau à volonté.
Si on les laisse faire, les miniporcs deviennent très obèses. Donc, il est avantageux
de ne pas trop les nourrir. Leur appétit n'est habituellement pas affecté, même
temporairement par des changements dans la variété des régimes expérimentaux,
une qualité qui contribue à augmenter leur utilité dans des études sur les effets de
divers régimes alimentaires sur les différents systèmes de l'organisme.
4. Reproduction
Le physiologie de la reproduction du miniporc est essentiellement la même que celle
des diverses lignées de porcs domestiques. Le premier estrus apparaît
habituellement aux environs de 200ième jour (variation de 150 à 250 jours). La
durée du cycle est de 21 jours avec des variations de 19 à 23 jours. L'estrus dure de
trois à cinq jours. Pendant la période du proestrus, laquelle dure de un à trois jours,
la femelle est alerte et consciente de l'approche du verrat. Elle a tendance à monter
les autres femelles et elle permet aux autres femelles en diestrus de la monter;
cependant, elle ne permet pas au verrat d'essayer de l'accoupler.
On reconnaît l'estrus chez la truie à l'enflure et à la rougeur de la vulve et aux
sécrétions vaginales. D'autres signes incluent l'agitation, le fait de monter sur
d'autres femelles et d'uriner souvent. La truie se laisse accoupler pendant deux et
même quelquefois trois jours pendant l'estrus. L'ovulation apparaît habituellement à
partir du milieu jusque vers la fin de l'estrus. Par la suite, c'est le diestrus, période
pendant laquelle la truie rejette férocement les avances du verrat.
La période de gestation dure en moyenne 114 jours.
La spermatogénèse apparaît chez le verrat vers l'âge de six mois; cependant, il est
préférable de ne pas l'utiliser pour la reproduction avant qu'il ait atteint l'âge de huit
mois.
C. MANIPULATIONS
1. Identification
Comme pour tous les animaux d'expérimentation, l'identification adéquate de chaque
membre d'un troupeau de porcs est essentielle. Un marquage temporaire peut être
effectué en utilisant des crayons de couleur ou des étiquettes d'oreilles en métal ou
en plastic. Quant aux identifications plus permanentes, on utilise des techniques tels
le tatouage ou le marquage au froid. Elles sont préférables aux techniques d'entaille
des oreilles communément utilisées dans les troupeaux de porcs.
2. Entrave physique
Les porcs, en général, ont tendance à résister à toutes formes de manipulation
physiques et même s'ils sont rarement vicieux ils peuvent devenir très agressifs; en
conséquence, on doit toujours faire attention. L'application douce mais ferme de
méthodes et de techniques d'entrave appropriées par des personnes expérimentées
suffit habituellement pour immobiliser les porcs. Une technique populaire facile à
exécuter est celle où on utilise un serre-noeud que l'on installe derrière les canines
de la mâchoire supérieure. Le serre-noeud doit être fait d'un matériel qui ne cause
pas de blessures aux gencives et aux autres tissus mous.
Dans le laboratoire, le fait de placer l'animal sur son dos dans une position en V peut
être souvent une technique satisfaisante pour contrôler les porcs pour prélever des
échantillons de sang et pour des injections. Cette méthode d'entrave requiert la
participation de deux personnes ou plus, dépendant de la taille de l'animal. Si on
manque de personnel, on doit utiliser des entraves chimiques.
Une technique d'immobilisation pour les miniporcs a été décrite et elle consiste à
utiliser un support à entrave et une courroie de toile (28). Certains auteurs
prétendent que des manipulations telles les prises de sang peuvent être exécutées
sur des miniporcs Yucatan dociles par une seule personne en utilisant la technique de
la courroie de toile (22).
3. Entrave chimique
Le choix de la méthode d'entrave chimique dépend habituellement de la procédure
envisagée. Les tranquillisants tels le chlorpromazine et l'acépromazine sont
généralement très satisfaisants lorsqu'on les utilise à des doses variant de 0,5 à 4,0
mg/kg de poids corporel. Le diazépam s'avère un tranquillisant des plus utiles chez le
miniporc lorsqu'on emploie une dose approximative de 0,5 mg/kg en injection
intramusculaire.
D. ANESTHÉSIE
Avant de faire une anesthésie générale chez le miniporc, on devrait consulter un ou
plusieurs excellents volumes qui traitent de l'anesthésie des animaux domestique
(29, 30).
1. Procédures de sédation
La petite chirurgie peut être exécutée à l'aide de divers agents neuroleptiques. Une
combinaison d'acétylpromazine (10 mg/ml) et d'étorphine (2,25 mg/ml) à une dose
de 0,5 ml/kg induit une action rapide, amenant l'animal à se coucher après
approximativement deux minutes (31). L'antagoniste de l'étorphine, le
diprénorphine, à une dose de 0,5 ml/kg, abolit l'effet de sédation provoqué par
l'étorphine.
La kétamine à une dose de 20 mg/kg est utilisée comme sédatif pendant la petite
chirurgie et elle peut aussi être utilisée comme agent pré-anesthésique. Finalement,
le diazépam (10 mg/kg) est un sédatif efficace et son effet peut durer jusqu'à six
heures.
2. Anesthésie intraveineuse
L'injection intraveineuse de pentobarbital de sodium aux doses habituelles
d'anesthésie de 20-30 mg/kg, habituellement par la veine de l'oreille, provoque une
bonne anesthésie spécialement lorsqu'on a besoin d'une sédation prolongée. Le
thiopentalsodique, 10-15 mg/kg en injection intraveineuse, produit une anesthésie
générale d'une durée approximative de 15 minutes.
Une combinaison anesthésique pratique chez le miniporc est d'abord de donner du
sulphate d'atropine (0,04 mg/kg) 20 à 10 minutes avant d'injecter le tandem
chlorhydrate de kétamine (25 mg/kg)–acépromazine (0,5 mg/kg). L'immobilisation
qui s'ensuit est excellente pour exécuter des manipulations, comme une prise de
sang, qui exigent moins de 20 minutes. Il existe une grande marge de sécurité avec
cette combinaison et même des doses plus fortes ne causent aucun problème. A la
suite de l'utilisation du combiné kétamine/acépromazine, on peut prolonger
l'anesthésie avec du thiopental de sodique selon les besoins (6-10 mg/kg).
3. Anesthésie par inhalation
L'anesthésie par inhalation chez le porc doit être précédée (approximativement 1520 minutes) d'une prémédication avec de l'atropine à une dose de 0,4 mg/kg. Si de
la bradycardie se manifeste pendant la chirurgie, il peut être nécessaire d'utiliser
jusqu'à 0,05 mg/kg d'atropine de plus afin de rétablir le rythme normal du sinus.
Comme pour les autres espèces, l'induction de l'anesthésie est habituellement
réalisée avec l'aide de barbituriques intraveineux et on maintient l'anesthésie par la
suite avec de l'halothane en vaporisation avec de l'oxygène. Le protoxyde d'azote
peut aussi être utilisé en combinaison avec de l'oxygène dans un rapport d'à peu
près 1:2 réduisant ainsi la quantité requise d'halothane. Avec l'oxygène seul, 4 %
d'halothane est habituellement nécessaire pendant la période d'induction et
approximativement 2 % est requis par la suite pour maintenir une anesthésie
chirurgicale.
4. Précautions spéciales
Étant donné que l'intubation endotrachéale est en quelque sorte difficile à exécuter à
cause de particularités anatomiques, on devrait envisager l'utilisation d'un
laryngoscope spécialement équipé d'une longue lame. Chez le porc, on doit utiliser
un tube endotrachéal pour que les anesthésiques gazeux pénètrent bien et que
l'anesthésie soit sécure. De plus, un tube endotrachéal bien installé élimine les
risques d'aspiration si l'animal vomit. Il existe plusieurs publications sur l'anesthésie
des miniporcs et des porcs conventionnels (32, 33).
Chez certaines lignées de porcs particulièrement lorsque les animaux sont exposés à
l'halothane, il peut se produire quelquefois de l'hyperthermie potentiellement
mortelle (34). La succinylcholine semble agir comme un stimulateur puissant du
syndrome de l'hyperthermie maligne (HM) tant chez le porc que chez l'humain (35).
L'hyperthermie maligne est reliée étroitement au syndrome du stress porcin, une
condition qui est responsable de pertes économiques importantes dans l'industrie de
la production porcine. Une étude sur la fréquence de ces conditions chez le porc en
Ontario et la plus grande sensibilité des tests de sélection de la combination
halothane/ succinylcholine sur l'halothane seule ont récemment fait l'objet d'une
publication (36). Une évaluation de l'induction de l'hyperthermie maligne en
comparant cinq anesthésiques par inhalation chez des porcs sensibles à HM a
démontré que le protoxyde d'azote et le méthoxyflurane provoquent une diminution
importante des réactions causées par l'hyperthermie maligne (37).
E. CONSIDÉRATIONS SPÉCIALES
1. Échantillon de sang
Le miniporc, comme animal d'expérimentation, pose certains problèmes en ce qui
concerne la facilité d'accès aux vaisseaux sanguins pour les injections intraveineuses
et les prises de sang. La jugulaire externe n'est pas superficielle et en conséquence
elle est difficile à rejoindre pour exécuter des bonnes ponctions veineuses. La veine
de l'oreille peut être utilisée soit pour injecter des substances ou pour retirer du
sang; cependant, les ponctions répétées sont mal tolérées par les animaux.
Ragan et Gillis (38) ont décrit une technique de ponction veineuse de la veine cave
antérieure sur des porcs debout ou en décubitus dorsal laquelle consiste en une
«procédure aveugle» qui, apparemment avec de la pratique, est facilement
réalisable. Chez les petits miniporcs la ponction veineuse peut être exécutée
facilement en utilisant la veine saphène en employant essentiellement la même
technique qui est utilisée chez le chien. Cependant, étant donné que la peau du porc
est beaucoup plus épaisse que celle du chien, la distinction veineuse doit être
palpable plutôt que visuelle. Finalement, de petites quantités de sang peuvent aussi
être obtenues du sinus orbital chez le porc (39, 28).
2. Cathétérisation
La cathétérisation permanente est fréquemment employée en recherche chez les
miniporcs. Les cathéters ainsi implantés doivent toujours être bien protégés et
l'isolement strict des animaux sous sédation est habituellement nécessaire lorsqu'on
exécute des expériences chroniques de cette sorte. Cependant, Wachtel et ses
collaborateurs (40) ont fait la description d'un dispositif sous forme d'une boîte de
métal (robuste) qui permet une liberté relative de mouvements et n'exige pas
l'utilisation d'un enclos spécialement préparé ou individuel car les animaux au cours
de leur expérience ont été maintenus libres pendant quatorze jours.
3. Dévocalisation
Un désavantage à travailler avec les porcs est leur cri qui est particulièrement
inacceptable dans certaines installations de recherche (telles celles en rapport avec
les hôpitaux). Les porcs peuvent donc être dévocalisés pour éviter ce problème (41).
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