Summary
L’amélioration des études porcines est obtenue par l’introduction d’une liste de contrôle normalisée et d’une formation de renforcement positif à l’aide d’un clicker. Ce travail soutient la collecte d’échantillons et la conduite des tâches quotidiennes liées aux animaux.
Abstract
La mise en œuvre des initiatives 3R est importante. Pour affiner la vie des porcs de laboratoire, nous nous sommes concentrés sur la période précédant l’inclusion des animaux dans les expériences. Nous avons amélioré la liste de contrôle au cours de l’élaboration. À l’aide de la liste de contrôle, les progrès de chaque porc ont été documentés. Cela aide les gardiens afin qu’ils restent concentrés sur les actions nécessaires pour socialiser les animaux et limiter le niveau de stress et d’anxiété de l’animal. Au cours de cette phase, les porcs deviennent calmes et prêts à commencer un entraînement supplémentaire au clicker pour limiter davantage le stress pendant la période expérimentale. Les porcs permettront facilement de recueillir des mesures de base des résultats sans sédation ni fixation.
Le protocole est divisé en deux. Tout d’abord, la phase de transition qui commence lorsque les porcs arrivent à l’installation de recherche. L’introduction de friandises et un contact progressivement plus étroit avec les gardiens sont les premières étapes. Ensuite, le gardien introduit des actions pour pouvoir toucher la tête et l’arrière, pour imiter par exemple manipuler l’oreille pour prélever un échantillon de sang ou l’arrière pour obtenir une température rectale. Une base solide est établie dans la relation animal-gardien, ce qui minimise rapidement le stress que les porcs expriment après leur arrivée. Deuxièmement, la formation de renforcement positif commence à enseigner à l’animal comment effectuer des tâches plus complexes sans devenir stressé. Un clicker est introduit comme un renforçateur secondaire.
Le temps, la structure, l’éducation et une communication approfondie semblent être les critères les plus importants pour réussir dans l’application de ce protocole. En plus d’avoir des porcs calmes et conformes, les gardiens rapportent qu’ils apprécient la concentration qu’ils sont autorisés à donner à chaque porc individuel, ce qui ajoute à leur satisfaction globale au travail. Le fait d’avoir des gardiens avec un engagement fort et un accent sur les progrès de la transition et le bien-être de chaque porc renforce en outre la culture de soins du Ministère.
Introduction
Les principes des 3R (remplacement, réduction et raffinement) discutés par Russell et Burch en 1959, forment aujourd’hui la base de normes éthiques élevées concernant l’utilisation d’animaux à des fins expérimentales. Dans les installations de recherche biomédicale engagées dans des études précliniques sur des animaux de laboratoire, une grande importance doit être respectée au principe de raffinement. « Par raffinement, on entend toute diminution de l’incidence ou de la gravité des procédures inhumaines appliquées aux animaux qui doivent encore être utilisés »1.
Une définition contemporaine indique en outre que le raffinement « fait progresser la recherche sur le bien-être animal en exploitant les dernières technologies in vivo et en améliorant la compréhension de l’impact du bien-être sur les résultats scientifiques »2. Cela implique que non seulement les initiatives de raffinement d’aujourd’hui sont importantes pour le bien-être de l’animal en soi, mais qu’elles sont également importantes pour la qualité de la recherche, car les résultats scientifiques bénéficieront de ces initiatives 3.
Une initiative de raffinement à envisager consiste à socialiser et à entraîner les animaux de laboratoire. Ils peuvent être formés pour effectuer une certaine tâche, par exemple, marcher sur une balance ou se comporter calmement pendant que des échantillons de sang sont prélevés. Certaines espèces peuvent être plus naturellement disposées à suivre l’entraînement que d’autres, ce qui a une incidence sur la tradition de formation des espèces d’animaux de laboratoire. Traditionnellement, la formation des chiens a été effectuée pendant des siècles, par exemple, afin d’utiliser le chien dans la chasse. Ces traditions historiques ont très certainement rendu la formation des chiens dans le cadre de la recherche biomédicale plus simple. Avec les primates non humains, la formation des chiens de laboratoire a été discutée et entreprise depuis un certain temps4,5.
Le point commun à ces deux espèces est qu’elles se classent en bonne place sur « l’échelle socio-zoologique ». Cette échelle classe les animaux en fonction de leur place et de leur utilisation dans la société humaine 6. Un classement élevé entraîne également une forte demande du public pour traiter les animaux aussi humainement que possible et limiter leur niveau de stress et d’anxiété. Les rongeurs, contrairement aux chiens et aux primates non humains, sont placés dans l’extrémité inférieure de l’échelle socio-zoologique. Ils n’ont pas reçu l’attention et les soins du public équivalents. Historiquement, ils ont été moins bien traités - probablement aussi en raison de leur capacité à propager une maladie potentiellement mortelle. Cependant, au cours des dernières années, la formation des rongeurs a été mise en œuvre dans des contextes de recherche préclinique et les avantages scientifiques connexes ne sont pas passés inaperçus. Les rats et les souris sont intéressants assez facilement entraînés et l’entraînement limite également leur réponse au stress et renforce ainsi les résultats scientifiques7,8.
Les rapports sur la façon de socialiser et de former des porcs dans un cadre animal de laboratoire sont à notre connaissance rares9. Sur l’échelle socio-zoologique, les porcs sont placés entre les chiens et les rongeurs. Nous reconnaissons l’espèce principalement comme une ressource alimentaire, mais néanmoins un assez grand nombre de porcs sont également utilisés dans la recherche biomédicale. Rien que dans l’UE, environ 75 000 porcs ont été utilisés chaque année à des fins scientifiques en 2015-2017 10. Ce nombre comprend à la fois les porcs d’élevage et les porcs miniatures. On met de plus en plus l’accent sur le perfectionnement de la vie de ces animaux par la formation comme mesure pour se conformer aux 3R. Les porcs de ferme et les porcs miniatures peuvent en effet être dressés 11,12,mais leur point de départ en termes de socialisation varie. Les porcs miniatures sont élevés pour la recherche et socialisés au début de leur vie. Ils sont élevés pour avoir un tempérament calme. Les porcs de ferme sont élevés pour la consommation et souvent pas du tout socialisés. Les porcs finisseurs pour la production de viande au Danemark sont généralement logés dans des groupes à haute densité de 15 à 25 porcs où ils doivent rivaliser pour gagner une position dans la hiérarchie du troupeau. Leur tempérament reflète cette capacité. Souvent, ils sont logés dans des installations stables avec un plancher partiellement prévu pour limiter la charge de travail de l’étouffement. Pour optimiser la prise de poids, ils sont nourris ad libitum par des systèmes automatisés de livraison de nourriture et d’eau. Par conséquent, leurs contacts avec les travailleurs agricoles sont limités et ils deviendront stressés lorsqu’ils seront manipulés. Cela pose certains défis lorsque les animaux sont transférés dans une installation de recherche. Ici, le bien-être animal, l’élevage et les 3R jouent un rôle clé13,14. Du point de vue de la recherche, chaque animal individuel est important pour obtenir les meilleurs résultats de recherche possibles. Le bien-être des animaux est également important pour assurer une faible variation inter-animaux en ce qui concerne le stress, l’anxiété et la peur. Pour ces raisons, il est important de prêter attention à la transition d’un « animal de troupeau » à un « individu ». À leur arrivée, les porcs entrent dans un nouvel environnement avec de nouveaux parfums, de nouveaux aliments, un contact quotidien avec les gardiens des animaux et souvent aussi de nouveaux compagnons de plume. Pour un cochon, le changement peut être très stressant et l’importance d’une période d’acclimatation de plusieurs jours est reconnue dans la science des animaux de laboratoire15.
En structurant la période d’acclimatation, nous avons créé ce que nous appelons une « phase de transition » à l’aide d’une liste de contrôle structurée étape par étape. La liste de contrôle garantit que chaque porc reçoit suffisamment de contacts avec le gardien et apprend à permettre une manipulation de base pour l’examen et le prélèvement d’échantillons sans être stressé. Des travaux continus peuvent ensuite être effectués pour entraîner les porcs à l’aide d’une formation de renforcement positif ciblée sur chaque projet de recherche spécifique16,17. Un clicker est utilisé pour signaler une récompense alimentaire lorsque l’action souhaitée est effectuée. La combinaison des étapes de la phase de transition avec une formation supplémentaire des porcs au clicker donne aux animaux une installation en douceur à l’installation de recherche. Ils deviennent calmes et faciles à manipuler et peuvent, avec peu d’effort, apprendre à rester immobiles pour, par exemple, la collecte d’échantillons de sang. Par l’utilisation de ce type de protocole de manipulation, les techniques démodées telles que la sédation des animaux ou les pièges sont remplacées. Pour s’assurer que tous les porcs sont manipulés suffisamment, une liste de contrôle est remplie.
Il est de plus en plus largement admis que les animaux ressentent effectivement des émotions positives et que, par conséquent, lorsqu’ils travaillent avec les animaux, ils ne devraient pas se concentrer uniquement sur l’élimination des émotions négatives 18. La séance d’entraînement avec le gardien est un exemple d’expérience émotionnelle positive. C’est assez agréable pour le cochon car il reçoit des friandises et de l’attention. Outre l’avantage de réduire les comportements liés à la manipulation, au stress et à la peur dans l’établissement, la formation des animaux offre l’occasion de donner aux animaux des expériences émotionnelles positives. L’ajout d’expériences positives peut contrebalancer certaines des expériences négatives que les animaux de laboratoire rencontrent par rapport aux expériences effectuées et augmentera ainsi davantage le bien-être animal 19,20.
Alors que les porcs apprécient évidemment les séances d’entraînement, les séances offrent simultanément au gardien l’occasion de renforcer le lien avec chaque porc individuel. Être gardien d’animaux, effectuer des actions douloureuses, telles que des injections d’animaux, fait partie du travail. Cependant, être capable de former les animaux et de transformer ces actions en expériences positives est gratifiant en soi. Il accroît l’engagement des gardiens et joue un rôle clé dans le renforcement de la culture de soins du ministère21,22,23.
Les porcs ont été hébergés conformément à la politique de bien-être animal de l’institution, qui fait référence à la législation nationale sur l’expérimentation animale, le logement et l’élevage. Le protocole peut être appliqué aux porcs sevrés de tout âge. Pour l’élaboration de la liste de contrôle de transition(figure 1),un total de 40 porcs d’élevage croisés femelles (Danish Landrace-Yorkshire-Duroc) pesant de 35 à 80 kg ont été utilisés(tableau 1). Les porcs ont été affectés à un groupe en fonction de leur heure d’arrivée. Les porcs ont été logés dans l’installation de recherche stable entre janvier et septembre 2020. Tous les porcs de ferme sont élevés dans une ferme traditionnelle de truies et transférés dans une ferme collaborante lorsqu’ils pèsent environ 15 kg. Au moins deux semaines avant d’être inclus dans les études de survie, les porcs sont transportés à l’installation stable de recherche de l’université. Au cours des deux premières semaines, la transition du porc d’élevage à l’animal de recherche a lieu. Le protocole est composé d’actions non nuisibles et positives et peut donc être initié immédiatement dans le cadre de la période d’acclimatation.
Les porcs ont été logés un par un dans des enclos mesurant 3,4 à 6,8 m2 sur des sols en béton massif et ont accès à l’eau via un approvisionnement automatique en eau. Il y a une mangeoire pour chaque porc et au moins une section de la séparation avec les enclos voisins permet le contact avec le museau. Lorsque les porcs doivent subir des interventions chirurgicales ou se faire implanter de l’équipement, ils sont logés seuls pour éviter que les compagnons de plume ne lèchent et ne mordent les plaies et ne retirent les implants. Le matériau de litière est de la paille et les animaux sont encore enrichis de foin et de différents jouets d’activité, par exemple de la corde, des boules, des seaux, des bâtonnets à mâcher en plastique(Figure 2).
Les animaux proviennent d’un troupeau inclus dans le programme national de surveillance de la santé des porcs d’élevage, ce qui signifie qu’ils sont dépistés pour sept agents pathogènes24 qui peuvent affecter les porcs dans un contexte de production. Des contrôles aléatoires semestriels sont effectués pour le troupeau de recherche sur la base des recommandationsFELASA 25,26,en plus des échantillons de porcs qui justifient un diagnostic en raison de résultats de recherche inattendus. Certains des porcs utilisés pour ce projet étaient séropositifs pour le syndrome reproducteur et respiratoire porcin; cependant, aucun des porcs ne présentait de symptômes cliniques correspondant à une infection. Tous les échantillons évalués à l’aide de la réaction en chaîne de la polymérase étaient négatifs, ce qui corrobore que les porcs étaient en bonne santé.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Les porcs utilisés pour valider le protocole faisaient partie d’études approuvées par l’Animal Experimental Council - une institution gouvernementale nationale évaluant et approuvant toutes les expériences sur les animaux au Danemark. Le Conseil effectue l’examen éthique comme un IACUC.
1. Arrivée à l’installation de recherche
- Tout d’abord, lavez les porcs dans une zone désignée pour permettre une inspection visuelle approfondie. Utilisez une liste d’exclusion pour exclure les porcs présentant des plaies, des morsures d’oreille, des abcès, des boiteries, etc., afin que seuls les animaux qui semblent cliniquement en bonne santé soient autorisés à entrer dans l’établissement.
- Après le lavage, triez les porcs en groupes en fonction des marques de couleur. Les marques de couleur indiquent quels porcs ont été enclos chez le fournisseur. Ceci est important car les porcs se battront pour établir une hiérarchie lorsqu’ils seront présentés à de nouveaux compagnons d’enclos. Les garder triés en groupes avec des porcs qu’ils connaissent déjà limite considérablement ce combat.
- Laissez les porcs tranquilles (sauf lorsqu’ils sont nourris dans l’après-midi) pour le reste de la journée d’arrivée car ils peuvent être assez stressés après le transport.
2. Première partie: La phase de transition (temps estimé 4-6 jours)
REMARQUE: Les porcs restent dans leur enclos pendant les activités effectuées dans la phase de transition. Nous utilisons une demi-pomme pour chaque séance de friandises. Les progrès de chaque porc sont notés dans la Liste de contrôle de la progression de la phase de transition(figure 1 et dossier supplémentaire 1).
- Les deux jours consécutifs après l’arrivée, présentez les friandises.
- Lancer des friandises à la fois (moitié pomme totale) dans l’enclos deux fois par jour pour permettre aux porcs de rechercher les friandises par eux-mêmes et de se tenir tranquillement juste à l’extérieur de l’enclos. En plus de se familiariser avec les friandises, l’objectif est que l’animal associe positivement la friandise à la présence d’un gardien.
- Le troisième jour et les jours successifs introduisent la familiarisation du cochon avec « manipulation par un gardien ». Entrez dans le stylo pendant l’alimentation.
- Asseyez-vous à bout de bras du cochon pendant qu’il mange (Figure 3). Tendez calmement une main vers le cochon pour toucher son dos. L’entrée tactile doit être supérieure à deux secondes pour être considérée comme réussie. Si le cochon s’éloigne de la nourriture, retirez la main lentement.
- Attendez que l’animal commence à manger et effectuez à nouveau l’action. Si l’animal recule à nouveau loin de la nourriture, arrêtez d’essayer de la toucher mais restez à l’intérieur de l’enclos à côté de l’auge (2-3 minutes au total pour la séance).
- Passez à autre chose dans la procédure de manipulation lorsque le cochon accepte d’être touché sur le dos pendant qu’il mange. Maintenant, déplacez la main sur le dos dans les deux sens de la tête et de la queue.
- Touchez la tête et les oreilles si le cochon l’accepte. Si à tout moment, le cochon recule loin d’une action arrêter l’action, mais rester à l’intérieur de l’enclos pour le temps restant (2-3 minutes au total pour la session). L’oreille est importante car elle permet le prélèvement sanguin à partir d’un cathéter intraveineux dans l’oreille.
- Levez-vous lentement pour pouvoir toucher la région de la queue qui est la deuxième zone importante. Se tenir debout et se déplacer est plus effrayant pour le cochon, c’est pourquoi cette étape est notée indépendamment. Lorsque le cochon accepte que la zone soit touchée et que la queue soit manipulée, une température rectale peut être prise pour soutenir la plupart des protocoles de recherche.
- Pour renforcer davantage le lien entre le gardien et l’animal, entrez dans l’enclos pendant deux séances en dehors des temps d’alimentation. Offrez les friandises pour porcs (une tranche à la fois) pendant deux séances (2-3 minutes chacune), tout en étant assis dans un coin à l’intérieur de l’enclos. Au début, donnez les friandises d’un bras tendu, mais diminuez progressivement la distance afin que le cochon doive se rapprocher pour obtenir sa récompense.
- La dernière étape de la phase de transition est de pouvoir toucher le porc dans les zones spécifiques du corps et de n’utiliser que quelques friandises pour le faire. Entrez dans l’enclos pendant qu’un deuxième gardien se tient à l’extérieur de l’enclos et offre une friandise ou deux au cochon. Récompensez le cochon pour être calme et permettre de toucher comme décrit et en même temps être capable de garder les quatre sabots sur le sol (ne pas sauter sur la clôture de l’enclos).
3. Deuxième partie: Commencer la formation clicker
REMARQUE: Après la phase de transition, les animaux sont prêts à commencer l’entraînement du clicker. Il est recommandé que l’entraînement soit effectué dans une zone désignée, car il aide le porc à reconnaître qu’une séance d’entraînement est sur le point de commencer. Plusieurs séances courtes tout au long de la journée valent mieux qu’une séance plus longue.
- Prenez un cochon à la fois à l’extérieur de l’enclos et dans la zone d’entraînement désignée. Si la zone utilisée est nouvelle pour le porc, les premières séances doivent être sans formation et strictement exploratoires avec quelques friandises pendant environ 5 à 7 minutes d’exploration par porc.
- Présentez le clicker assis ou debout avec les friandises hors de portée du cochon. Cliquez lorsque le cochon montre de l’intérêt et donnez immédiatement une friandise. Faites-le rapidement pendant que le cochon maintient son intérêt. Si le cochon perd tout intérêt, mettez en pause le click-and-treat jusqu’à ce que le cochon recontacte. Cette séance ne devrait pas durer plus de 10 minutes.
- Le cochon comprendra le clic rapidement, mais il est important de rendre l’association entre le clic et le traitement très forte. Répétez l’étape quelques sessions d’affilée pour rendre forte l’association entre click et treat. Testez si le cochon associe le clic à une friandise en cliquant une fois et en ne suivant pas cela avec une friandise et en surveillant de près le comportement du porc. Si le cochon regarde autour de soi en attendant avec impatience la friandise, l’entraînement est terminé, sinon effectuez quelques séances supplémentaires.
- Une fois que le clic est connu par le cochon, introduisez le bâton cible. Un bâton de cible est un bâton avec une zone marquée à une extrémité. Maintenez l’extrémité cible à la hauteur du museau. À un moment donné, le cochon le touchera par curiosité. Cliquez à la seconde même où le cochon touche la cible et donnez une friandise.
- Présentez à nouveau la cible immédiatement et si vous touchez, cliquez à nouveau et donnez une friandise. Continuez l’entraînement de la cible jusqu’à ce que le cochon comprenne qu’il sera récompensé pour avoir touché la cible. Déplacez la cible progressivement plus loin afin que le cochon doive se déplacer plus loin pour atteindre la cible.
- Lorsque le cochon suit la cible lorsqu’il est déplacé, ajoutez des défis supplémentaires en plaçant des objets dans la zone d’entraînement, de sorte que le cochon doit se concentrer plus fort sur la tâche du bâton cible pour obtenir ses récompenses.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
L’application de la phase de transition décrite dans la première partie du protocole permet une introduction en douceur des porcs d’élevage dans l’installation de recherche. Avoir des porcs calmes avec lesquels travailler facilite les tâches quotidiennes et permet d’effectuer des procédures mineures et le prélèvement d’échantillons sans anesthésie ni fixation.
Pour suivre les progrès des porcs pendant la phase de transition, une liste de contrôle (liste de contrôle 1) a été élaborée pour marquer quand les porcs individuels atteignent des étapes définies dans leur transition. Les porcs doivent participer à des projets de recherche dans les deux semaines suivant leur arrivée et le nombre total de jours a été la mesure choisie pour montrer le succès de la transition.
D’après la liste de contrôle 1, la phase de transition de 20 porcs a été suivie pour vérifier qu’il est possible de faire passer des porcs d’élevage aux porcs de recherche dans un délai de deux semaines(figure 4). Tous les porcs ont complété la liste dans un délai de 12 jours, ce qui montre que le délai fixé était suffisant.
La liste de contrôle 1 a été modifiée en fonction des premières expériences. Une nouvelle liste de contrôle rigoureuse(liste de contrôle 2)a été élaborée. Afin d’améliorer et de normaliser davantage la transition, la révision majeure consistait à augmenter le nombre de séances quotidiennes et à limiter le temps passé par session. La comparaison des deux listes de contrôle montre que les porcs qui ont fait la transition à l’aide de la liste de contrôle 2 ont connu une progression similaire au cours des premiers jours de transition, tandis que les étapes ultérieures ont été atteintes plus rapidement. Une comparaison entre l’utilisation de la liste de contrôle 1 et de la liste de contrôle 2 peut être vue à la figure 5.
Après la fin de la phase de transition, les animaux permettront des mesures de résultats de base telles que la prise de température et l’inspection des plaies chirurgicales. Lorsqu’un porc (femelle) a été transféré pour permettre le toucher de la région de la queue, un échantillon d’urine peut être prélevé à l’aide d’un sac de stomie placé autour des organes génitaux externes, mais sous l’anus (figure 6).
Un autre exemple de résultat de données qui peut être recueilli est un échantillon de sang. Dans notre établissement, nous plaçons souvent un cathéter veineux dans une veine de l’oreille pendant la chirurgie. Après la récupération, le cathéter peut être utilisé pour administrer des médicaments afin de réduire le nombre d’injections intramusculaires, de prendre plusieurs échantillons de sang pour soutenir le projet et d’évaluer le retour du porc à une physiologie normale (Figure 7).
En passant de la phase de transition, la formation clicker s’appuiera sur la phase de transition pour permettre d’autres avantages pendant la manipulation et pour obtenir des données sur les résultats. L’entraînement des porcs à suivre un bâton cible permettra au gardien de déplacer le porc, par exemple sur une balance pour surveiller le poids corporel (figure 8) ou dans une caisse de transport (figure 9) si les porcs doivent être transportés à une chirurgie ou à une installation d’imagerie. Dans le cas d’un projet, les porcs ont été entraînés à rester immobiles pendant que des médicaments étaient administrés dans les yeux(figure 10).
Lors du démarrage de la formation clicker, il devient évident que chaque cochon est unique et qu’il réagit différemment à l’entraînement. Pendant la formation, cela est reconnu et les séances de formation sont adaptées en conséquence. Certains porcs ont besoin de deux ou trois fois plus de séances d’entraînement pour apprendre la même tâche, ce qui peut être problématique si certaines tâches doivent être apprises à des moments précis pour soutenir le projet de recherche.
| Données animales | Liste de contrôle 1 (n=20) | Liste de contrôle mise à jour (n=20) |
| Espèce | Porc domestique (Sus scrofa domesticus) | Porc domestique (Sus scrofa domesticus) |
| Race | (Danish Landrace x Yorkshire) x Duroc | (Danish Landrace x Yorkshire) x Duroc |
| Sexe | Femelle | Femelle |
| Poids | 35-80 kg (moyenne 47,5 kg) | 40-80 kg (moyenne 62,5 kg) |
| Âge | 10-22 semaines | 10-22 semaines |
Tableau 1 : Caractéristiques de base des porcs utilisés pour évaluer les listes de contrôle.
Figure 1: Listede contrôle de la phase de transition. Comme on l’a vu, plusieurs des activités ont lieu le même jour, mais à des intervalles de temps différents. Les étapes 3 à 5 ont lieu pendant l’alimentation, tandis que les étapes 1 à 2 et 6 à 7 ont lieu à des moments définis pendant la journée. Notez que chaque séance doit être effectuée pendant le temps indiqué en haut de la liste de vérification, mais ne prend qu’environ 2 minutes à effectuer par porc. Les cases ombragées indiquent que la tâche ne doit pas être effectuée. La liste de contrôle complète se trouve dans le dossier supplémentaire 1. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 2: Une partie de l’enrichissement utilisé au ministère Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 3: Illustration de la position du gardien lors des étapes 2.2 et 2.3 du protocole. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 4: Chronologie de la phase de transition à l’aide de la liste de contrôle 1. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 5: Progression de la phase de transition. Nuage de points montrant la progression de la phase de transition à l’aide de la liste de contrôle 1 ( 
) par rapport à la liste de contrôle 2 (Ο). Chaque placette correspond à l’observation d’un porc. La moyenne et l’écart-type sont indiqués par les barres d’erreur. L’axe des y est le nombre de jours. Sur l’axe des x, les étapes sont appelées suivantes: 1; Pommes de la main. 2; Touchez le cochon pendant l’alimentation. 3; Touchez l’arrière et la queue pendant l’alimentation. 4; Touchez l’arrière et la queue tout en donnant des friandises. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 6: Prélèvement d’échantillons d’urine au moyen d’un sac de stomie placé autour des organes génitaux externes pendant l’alimentation. Le cochon reste calme pendant la procédure et ne tient aucun compte du sac de stomie. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 7: Dosage intraveineux pendant l’alimentation après la phase de transition. Le gardien est capable de s’asseoir à proximité de l’animal et de se concentrer sur l’infusage correct du médicament. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 8: Pas à pas sur l’échelle à l’aide du bâton cible. Le cochon est impatient de suivre le bâton de la cible en raison de l’entraînement de renforcement positif. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 9: Bâton de cible suivant dans la caisse de transport. Cette procédure est utile si le porc doit être transporté, par exemple, vers une installation d’imagerie. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 10: Porc dressé pour placer sa tête dans un support et rester immobile afin que les médicaments puissent être administrés dans les yeux sans sédation. Une fois le médicament administré, le porc repose la tête sur le support et une inspection visuelle des yeux peut être effectuée. Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Dossier supplémentaire 1. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier. La liste de contrôle complète de la progression de la phase de transition prête à être imprimée. Notez qu’une modification dans le champ date d’arrivée affecte les dates de la feuille.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
La mise en œuvre d’un protocole qui comprend la première partie, une liste de contrôle de la phase de transition et la deuxième partie, un programme consécutif de formation clicker est un succès confirmé. L’introduction et l’utilisation d’une liste de contrôle détaillée ont permis d’affiner l’introduction de porcs dans l’installation de recherche. La phase de transition structurée crée en outre une meilleure base pour entraîner les porcs avant leur inclusion dans des projets de recherche. Ce fut une bonne surprise de constater que l’engagement des gardiens envers le travail augmente et que les émotions positives que les porcs éprouvent se reflètent dans leur comportement quotidien.
L’arrivée de nouveaux porcs et la transition en douceur vers le porc de recherche ont longtemps été un domaine d’intérêt, mais les changements ont été difficiles à introduire. Pour créer une vue d’ensemble du travail et des avantages, il a été décidé d’utiliser une liste de contrôle pour surveiller l’efficacité des étapes prioritaires. Dans la liste de contrôle 1, les étapes étaient fondées sur les mesures qui devraient avoir le plus d’incidence sur la transition. La transition de 20 porcs a été notée et évaluée à l’aide de la liste de contrôle 1. Ensuite, la liste a été ajustée pour éliminer les problèmes rencontrés. Celles-ci étaient principalement liées à des malentendus et à des rapports incohérents. Une étape critique était l’interprétation de chaque étape et des actions qu’elle impliquait. Par conséquent, la description de chaque étape a été élaborée et la liste de contrôle a été modifiée pour être plus intuitive. Une étape a été supprimée pour simplifier la distinction entre le succès et l’échec lors du toucher le cochon. Pour indiquer clairement si l’étape a été effectuée ou non, une case à cocher indiquant si l’étape a été effectuée ( 
) a été ajoutée en plus d’une case indiquant si le porc a effectué l’action (+) ou a refusé d’effectuer l’action (÷). Pour appuyer les modifications, du temps supplémentaire a été alloué à l’utilisation de la liste de vérification 2. Cette discussion s’est déroulée en groupes dans le but de discuter de chaque étape et de convenir des critères de réussite. En ce qui concerne l’exécution pratique, des questions importantes ont été soulevées. Par exemple, lorsque les porcs sont habitués aux gardiens et aux friandises, ils peuvent être très intrusifs, ce qui peut être intimidant et même dangereux pour les gardiens. En dernière modification, le nombre de séances avec chaque cochon a été augmenté tandis que le temps passé sur chaque séance a été réduit.
Pour évaluer la liste de contrôle 2, 20 porcs ont été inclus. Les données de l’étape 4 sont manquantes pour trois porcs, en raison d’une mauvaise communication entre le vétérinaire et le gardien, et soulignent le besoin de communication. On estime que le temps utilisé quotidiennement est le même, mais les porcs terminent la phase de transition en moins de jours. Le fait d’avoir défini certains créneaux horaires au cours de la journée où les étapes devaient être effectuées exigeait un changement dans certaines routines quotidiennes. En combinaison avec le temps total nécessaire pour préparer et effectuer les étapes, cela a été la plus grande limitation dans la mise en œuvre. Les listes de contrôle contiennent chacune 7 étapes, mais en raison de la modification de la liste, la comparaison de la figure 3 est réduite à quatre étapes comparables. La mise en œuvre d’une structure complète pendant la phase de transition crée une prise de conscience et fait de l’initiative de perfectionnement une priorité dans une installation de recherche achalandée.
La mise en œuvre d’une liste de contrôle structurée a permis d’évaluer la variation entre les porcs individuels. Il était intéressant de noter que pour certains porcs, le nombre de jours avant qu’ils comprennent la friandise était souvent plus élevé par rapport à l’achèvement des étapes liées au toucher par le gardien. Une autre observation intéressante était un changement assez soudain dans la volonté d’être touché. Une séance, le cochon reculait instantanément, et à la session suivante seulement quelques heures plus tard, le cochon permettait de toucher pendant de longues périodes (plus d’une minute à la fois).
Pour préparer davantage les porcs aux projets de recherche, une formation en renforcement positif est commencée après la phase de transition. Un programme de formation clicker est recommandé. Il permet à plusieurs gardiens en quarts de travail de participer à la formation des animaux. L’utilisation du clicker facilite le décalage entre les gardiens car le signal de récompense reste le même. Lorsque la formation clicker commence, il devient évident que chaque cochon est unique et répond différemment à la formation. En quelques séances, cependant, tous les animaux sont impatients de participer aux séances d’entraînement et de profiter pleinement du temps passé avec le gardien. La formation clicker des porcs permet d’effectuer des tâches spécifiques en relation avec des projets de recherche sans recourir à la force. Il réduit également la variation inter-animaux observée dans certains projets, par exemple les analyses de la démarche. Il peut également être d’une grande aide dans les tâches quotidiennes, par exemple lorsque le porc est déplacé à l’intérieur de l’installation de recherche ou est pesé. Une étape critique dans la formation du clicker est le niveau de confiance entre le cochon et le gardien lorsque le clicker est introduit. Le cochon doit faire confiance au gardien car il doit s’approcher tout en restant concentré sur la tâche au lieu du gardien. Une autre étape critique est le choix de la friandise. L’animal doit le percevoir comme une récompense. De temps en temps, nous rencontrons un cochon qui ne trouve pas les pommes savoureuses et nous échangeons ensuite la pomme avec, par exemple, un morceau de date ou un pruneau. Il est important de tenir compte du risque lié au travail avec de gros porcs, surtout lorsqu’ils sont excités dans un cadre d’entraînement. Ils ont une morsure puissante, et ils peuvent sauter pour tenter d’atteindre des friandises à des moments inattendus. Pour contrer ces dangers, envisagez d’utiliser le bâton cible pour détourner l’attention de l’entraîneur, garder les friandises clairement hors de portée, travailler en courtes séances et ne pas manquer de friandises.
Travailler avec la transition ciblée et la formation des porcs a entraîné un enthousiasme accru de la part du personnel soignant. L’éducation dans le domaine de la formation de renforcement positif a été une priorité et a donné lieu au fait que les gardiens connaissent un engagement plus fort dans les projets de recherche. La participation des gardiens à la planification pratique de nouveaux projets en dialogue avec le chercheur et le personnel vétérinaire permet aux gardiens de donner des suggestions qualifiées sur la façon dont la formation pourrait soutenir les résultats de la recherche et le bien-être des animaux. La collecte de plus de données auprès de chaque porc sans causer de dommages est l’une des pierres angulaires des 3R. Les réunions hebdomadaires axées sur la transition et la formation ont permis de mettre davantage l’accent sur chaque porc et d’améliorer la culture de soins du Ministère. Voir les porcs lorsqu’ils sont sur le point de commencer une séance d’entraînement est gratifiant en soi, et le comportement suggère plus que suggère que les porcs apprécient les séances. Lors de la planification de la formation des porcs pour des projets spécifiques, gardez à l’esprit que les porcs entreront dans un état d’excitation lorsqu’ils se familiariseront avec les routines de formation. Les idées pour contrer cela comprennent; Dans la mesure du possible, n’entraînez pas l’endroit où les échantillons doivent être prélevés. Donc, si vous prévoyez de faire des échantillons de sang dans l’enclos à la maison, essayez de faire la formation ailleurs. Les porcs connaîtront leur routine quotidienne, alors prévoyez de prendre des échantillons à des moments où l’entraînement n’est généralement pas effectué si possible. Lorsque l’entraînement doit être l’endroit où les échantillons doivent être prélevés, laissez le porc explorer la zone pendant un nombre défini de minutes à chaque fois, avant de commencer le protocole d’entraînement ou de collecte de données.
La mise en place d’une structure pour notre phase de transition a été une initiative globalement positive. Une réduction du stress des porcs peu de temps après leur arrivée et une transition rapide vers des porcs qui apprécient la compagnie des gardiens plutôt que de se plaindre des enclos sont évidents. Nous avons connu un revirement au sein du personnel d’un point de vue où il n’a vu que du travail supplémentaire, au point où il a vu les avantages de la transition des porcs à l’aide de la liste de contrôle. Le protocole a un immense potentiel d’application et peut être appliqué en tant qu’outil important dans presque toutes les mises en place impliquant des porcs de recherche. Nous l’utilisons maintenant pour la transition des porcs d’élevage et des minipigs et visons à mettre en œuvre la formation clicker encore plus loin dans des projets liés par exemple aux sciences cardiovasculaires, aux neurosciences et à l’ophtalmologie. L’attitude générale et la culture des soins dans le département ont été soulevées et il y a un souhait et un empressement à propulser davantage ces nouvelles expériences pour fusionner continuellement la recherche et le bien-être animal et appliquer les 3R.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Les auteurs n’ont aucune information à fournir.
Acknowledgments
Beatrice Tscherning Olesen, Karoline Jakobsen, Tine Bjørnholt Gustafsen, Helena Céline Kjær Byriel et Kira Sonnichsen Graahede sont reconnues pour leurs efforts considérables, leurs commentaires et leur aide dans la conception de la liste de contrôle et son utilisation dans leur travail quotidien. L’illustrateur médical Ken Kragsfeldt est reconnu pour son aide professionnelle illustrant la figure 3.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Wrap, e-power, blå, 7,5cm | E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev | 203165B | Adhesive wrap used to wrap around the end of a stick to make a target stick. It is an advantage that it can be changed as it will get dirty quite quickly. |
| Apples | Varius | Uknown | Used as treats |
| Klikker (Clicker) | E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev | TX2289 | Clicker used in training |
References
- Burch, R. L., Russell, W. M. S. The principles of humane experimental technique. , (1959).
- The 3Rs. National Centre for the Replacement. , Available from: https://www.nc3rs.org.uk/the-3rs (2021).
- Gouveia, K., Hurst, J. L. Optimising reliability of mouse performance in behavioural testing: the major role of non-aversive handling. Scientific Reports. 7, (2017).
- Laule, G. E., Thurston, R. H., Alford, P. L., Bloomsmith, M. A. Training to reliably obtain blood and urine samples from a diabetic chimpanzee (Pan troglodytes). Zoo Biology. 15 (6), 587-591 (1996).
- Mills, D., Ledger, R. The effects of oral selegiline hydrochloride on learning and training in the dog: A psychobiological interpretation. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry. 25 (8), 1597-1613 (2001).
- Arluke, A., Sanders, C. R. Regarding Animals. , Temple University Press. (1996).
- Leidinger, C., Herrmann, F., Thone-Reineke, C., Baumgart, N., Baumgart, J. Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice. Journal of Visualized Experiments. (121), e55415 (2017).
- Leidinger, C. S., Kaiser, N., Baumgart, N., Baumgart, J. Using Clicker Training and Social Observation to Teach Rats to Voluntarily Change Cages. Journal of Visualized Experiments. (140), e58511 (2018).
- Sorensen, D. B. Never wrestle with a pig. Lab Animal. 44 (2), 159-161 (2010).
- 2019 report on the statistics on the use of animals for scientific purposes in the Member States of the European Union in 2015-2017. , Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52020DC0016&from=EN (2020).
- Louise, L. C. Target training pigs within an isolation unit (a pilot study. Animal Technology and Welfare. 17 (1), 46-47 (2018).
- Ryden, A., et al. Nursing and training of pigs used in renal transplantation studies. Laboratory Animals. , (2019).
- Smith, A. C., Swindle, M. M. Preparation of swine for the laboratory. ILAR Journal. 47 (4), 358-363 (2006).
- Swindle, M. M., Smith, A. C. Swine in the Laboratory: Surgery, Anesthesia, Imaging, and Experimental Techniques, Third Edition. , CRC Press. Ch. 1 (2016).
- Obernier, J. A., Baldwin, R. L. Establishing an appropriate period of acclimatization following transportation of laboratory animals. ILAR Journal. 47 (4), 364-369 (2006).
- Kaiser, A. R., Johnson, A. K., Ross, J. W., Selsby, J. T., Stalder, K. J. Independent Study 490A: Positive Reinforcement Training Piglets to Stand in a Container and Follow a Human. Iowa State University Animal Industry Report. 11 (1), (2014).
- Sørensen, D. B., Dragsted, N., Glerup, P. Positive reinforcement training in large experimental animals. Altex. 28, 250 (2011).
- Lawrence, A. B., Vigors, B., Sandoe, P. What Is so Positive about Positive Animal Welfare?-A Critical Review of the Literature. Animals. 9 (10), (2019).
- Jirkof, P., Rudeck, J., Lewejohann, L. Assessing Affective State in Laboratory Rodents to Promote Animal Welfare-What Is the Progress in Applied Refinement Research. Animals. 9 (12), Basel. (2019).
- Herskin, M. S., Bundgaard, C. J., Ottesen, J. L., Sørensen, D. B., Marchant-Forde, J. N. Animal-centric care and management. Sørensen, D. B., Cloutier, S., Gaskill, B. N. , CRC Press. Ch. 13 173-186 (2020).
- Network, T.T.C.o.C. What is a Culture of Care. , Available from: https://norecopa.no/more-resources/culture-of-care (2020).
- Bertelsen, T. H. in . eds Dorte Bratbo Sørensen. Animal-centric care and management. Sørensen, D. B., Cloutier, S., Gaskill, B. N. , CRC Press. Ch. 2 15-29 (2020).
- Weichbrod, R. H., Thompson, G. A., Norton, J. N. Management of Animal Care and Use Programs in Research, Education, and Testing. 2 edn. , CRC Press. (2017).
- SPF-DANARK. SPF status designations. SPF-DANARK. , (2021).
- Berset Convenor, F., et al. Federation of European Laboratory Animal Science Associations recommendations of best practices for the health management of ruminants and pigs used for scientific and educational purposes. Lab Animal. , (2020).
- Rehbinder, C., et al. FELASA recommendations for the health monitoring of breeding colonies and experimental units of cats, dogs and pigs. Report of the Federation of European Laboratory Animal Science Associations (FELASA) Working Group on Animal Health. Lab Animal. 32 (1), 1-17 (1998).
