Impact de traitements antibiotiques sur la flore digestive du porcelet

En 1928, Alexander Fleming découvre le premier antibiotique et c’est le début de l’ére de l’antibiothérapie : toute une classe de médicaments sont alors développés afin de combattre des infections bactériennes à la fois chez l’Homme et chez les animaux (Gould, 2009).

Puis, dans les années 50, les Etats-Unis, puis l’Europe commencent à utiliser ces antibiotiques comme facteurs de croissance en production animale. Afin d’encadrer cette nouvelle pratique, la Commission Interministérielle et Interprofessionnelle de l’Alimentation Animale, créée en France en 1960, établit une liste de substances pouvant être utilisées pour supplémenter certains aliments. Par la suite, au niveau européen, la Directive 70/524/CEE précise les conditions d’utilisation, les espèces destinataires, les doses applicables et les délais de retrait. Dès la fin des années 60, les premières alertes concernant la transmission de bactéries résistantes et de gènes de résistance de l’animal vers l’Homme entrainent une réflexion plus approfondie concernant l’utilisation de ces antibiotiques chez l’animal de rente (Coffman et al., 1999; Sanders et al., 2011). En Europe, des retraits successifs des autorisations précédentes d’antibiotiques comme additifs alimentaires sont enregistrés en 1997 (avoparcine), en 1999 (bacitracine-zinc, spiramycine, virginiamycine, tylosine) et en 2006 (avilamycine, flavophospholipol). A compter de 2006, l’utilisation des antibiotiques comme facteurs de croissance dans les aliments pour animaux est interdite dans les pays de l’Union Européenne. Cependant, leur administration en tant qu’additifs alimentaires reste en usage sur d’autres continents, et en Europe, les antibiotiques sont encore malheureusement parfois utilisés en invoquant un but préventif afin de traiter des animaux sains susceptibles d’être exposés à un facteur de risque pour une maladie infectieuse, l’administration pouvant être individuelle ou collective. Des modes de traitement comme la métaphylaxie sont préconisés afin de cibler non seulement des animaux malades présents dans un lot, mais aussi des animaux cliniquement sains susceptibles d’être infectés du fait de leur proximité avec les malades. Enfin, une administration à but curatif, qu’elle soit individuelle ou collective, est effectuée lorsque tous les animaux traités présentent les symptômes d’une maladie infectieuse à endiguer. Toutes ces modalités d’usage des antibiotiques favorisent la sélection de bactéries résistantes dans le microbiote digestif (en particulier, mais pas uniquement, lorsque les antibiotiques sont donnés par voie orale). Ces bactéries commensales résistantes sont alors un réservoir de gènes de résistance pour les bactéries pathogènes des animaux, et peuvent diffuser dans l’environnement ou la chaine alimentaire par le biais de carcasses souillées. Il est donc fondamental d’évaluer les conséquences des traitements antibiotiques prescrits aux animaux d’élevage de façon à limiter le risque de sélection de bactéries résistantes ou multirésistantes à l’origine d’échecs thérapeutiques en médecine vétérinaire ou chez l’Homme.

En raison de l’importante utilisation d’antibiotiques en élevage porcin pour traiter des maladies respiratoires ou digestives, de nombreuses études sont actuellement en cours afin de trouver d’éventuelles alternatives à l’utilisation de ces médicaments tout en maintenant des performances de croissance optimale. C’est dans ce contexte qu’est né ce projet de thèse ayant comme premier objectif de mieux comprendre l’impact potentiel de traitements antibiotiques sur le microbiote digestif de porcelets. Par ailleurs, les réglementations actuelles visant à réduire le nombre d’animaux utilisés en expérimentation animale justifient le deuxième objectif de cette thèse, à savoir le développement et la validation d’un modèle in vitro colique porcin qui permettrait de se libérer des contraintes de l’expérimentation animale pour évaluer, par exemple, l’impact de différents antibiotiques ou alternatives aux antibiotiques.

Le porc domestique Sus scrofa domesticus est un mammifère monogastrique. Cette espèce est composée de plusieurs races, dont le Large White, originaire d’Angleterre et introduite en France dans les années 1920. Cette race de grands porcs est destinée à la production de viande et de produits de charcuterie. Le marché européen annuel représente 152 millions de porcs, soit 10% du cheptel mondial. Pour l’Union Européenne (figure 1), ceci représente environ 22 millions de tonnes en 2013 dont près de 2 millions de tonnes pour la France, placée 3ème producteur derrière l’Allemagne et l’Espagne (Eurostat, 2013).

L’objectif d’un éleveur de porcs français est d’obtenir des animaux atteignant un poids vif d’environ 115 à 120 kg (IFIP, 2014) aux alentours de 26 semaines d’âge, ceci en diminuant au maximum les coûts de production, tout en respectant les normes d’élevage imposées.

En France, la reproduction porcine se fait essentiellement par insémination artificielle (Béraud, 2011), la durée de gestation de la truie étant de trois mois, trois semaines et trois jours. La truie donnera alors naissance à une dizaine de porcelets et pourra avoir un peu plus de deux portées par an (IFIP, 2014). La séparation du porcelet de la mère, plus communément appelé sevrage, se pratique principalement à l’âge de 28 jours, à un poids moyen de 6 à 8 kg (IFIP, 2014). La période suivant cet acte de séparation, appelée post-sevrage, dure un mois. Durant le post-sevrage, l’animal va endurer de multiples stress physiologiques, physiques et psychiques allant du changement de local au changement d’alimentation (passant ainsi d’une alimentation liquide à une alimentation solide). La phase d’engraissement, ou finition, commence au moment où l’animal atteint 25 à 35 kg et se continue jusqu’à atteindre 115 à 120 kg (IFIP, 2014), à un âge d’environ 26 semaines pour le porc. Ce dernier est ensuite envoyé à l’abattoir.

L’élevage porcin industriel présente la particularité d’être conduit « en bandes » (Pellois et al., 1998; Hebert et al., 2007), c’est-à-dire par lots d’animaux à un même stade physiologique et ceci, afin de répondre spécifiquement à leurs besoins (alimentation, conditions de logement,. . . ). Ce mode de conduite d’élevage, à partir de la synchronisation des inséminations des truies, permet également une organisation optimale du travail de l’éleveur, une rentabilité meilleure de l’utilisation des bâtiments et un contrôle sanitaire facilité (Ice et al., 1999; De Grau et al., 2005). La conduite en 7 bandes appelée aussi « conduite à trois semaines » est la plus rencontrée en France (adoptée par 86% des élevages naisseurs-engraisseurs selon les données de l’ITP en 2000, Hebert et al. (2007)). D’un point de vue sanitaire, elle permet un vide sanitaire de 7 jours dans tous les postes de l’élevage.

Les conditions de vie des porcelets en élevage sont primordiales afin de limiter l’apparition ou la propagation de maladies bactériennes ou virales. Les paramètres d’ambiance tels que la température, l’hygrométrie, la propreté des surfaces, la quantité de poussières, les teneurs en gaz ou encore la vitesse de l’air sont donc à surveiller (Massabie et al., 1998).

Dans les années 60, les systèmes de production étaient encore mixtes (Ilari et al., 2004) et, avec la recherche d’amélioration de rendements, trois spécialisations distinctes ont vu le jour et peuvent être choisies par les éleveurs :
– le naisseur va se préoccuper de la reproduction des truies et des porcelets de la naissance jusqu’à la période de post-sevrage.
– l’engraisseur sera, lui, en charge des animaux dans les périodes de post-sevrage et engraissement et ce, jusqu’à leur âge d’abattage.
– le naisseur / engraisseur s’occupera des porcs tout au long de leur vie, ce mode de fonctionnement étant le plus répandu en France (IFIP, 2014).

Par l’intermédiaire de cette spécialisation pour une certaine période de vie de l’animal, de meilleurs résultats ont pu être obtenus aussi bien au niveau de la productivité qu’au niveau sanitaire (Corrégé et al., 2011). L’amélioration de ces résultats passe par une recherche perpétuelle de performance dans le but d’augmenter non seulement le prix lors de la vente, le nombre d’animaux produits et leur vitesse de croissance mais aussi de limiter les coûts totaux de production (aliments, médicaments,. . . ). En plus des critères d’hygiène à respecter pour favoriser la croissance des porcelets, la composition de l’aliment est un paramètre clé à prendre en compte pour une production optimale.

Table des matières

Introduction 
1 Le porcelet
1.1 Elevage et alimentation
1.1.1 L’élevage porcin
1.1.2 L’alimentation du porcelet
1.1.2.1 Alimentation générale
1.1.2.1.1 Alimentation du porcelet sous la mère
1.1.2.1.2 Alimentation au cours du post-sevrage
1.1.2.1.3 Alimentation en période d’engraissement
1.1.2.2 Autres compléments alimentaires ajoutés à l’alimentation de base
1.1.2.2.1 Généralités
1.1.2.2.2 Les probiotiques
1.1.2.2.3 Autres compléments alimentaires
1.1.2.2.4 Comparaison de différents additifs utilisés comme alternative aux antibiotiques en élevage porcin
1.2 Système digestif du porc et microbiote intestinal
1.2.1 Le système digestif du porc
1.2.2 Le microbiote intestinal du porcelet
1.2.2.1 Implantation du microbiote
1.2.2.2 Composition du microbiote
1.2.2.3 Les facteurs influençant le microbiote
1.2.2.4 Le microbiote en période de post-sevrage
1.2.3 Les différentes méthodes d’étude du microbiote intestinal
1.2.3.1 Les méthodes culturales
1.2.3.2 Les méthodes de biologie moléculaire
2 Les antibiotiques utilisés en élevage porcin
2.1 Antibiotiques, définitions, réglementation
2.2 Usage des antibiotiques en production porcine
2.3 Focus sur la colistine et mécanismes de résistance
2.4 Focus sur les C3G et mécanismes de résistance
2.4.1 Les céphalosporines : définition, utilisation chez le porc
2.4.2 Résistance aux céphalosporines : mécanismes, prévalence et facteurs de risque
Conclusion

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