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Le bioréacteur est composé de huit réacteurs alimentés par deux pompes qui simulent une alimentation constante de l’animal et deux autres pompes chargées d’évacuer les surplus. Photo : Faculté de médecine vétérinaire de l’Université de Montréal

Le bioréacteur est composé de huit réacteurs alimentés par deux pompes qui simulent une alimentation constante de l’animal et deux autres pompes chargées d’évacuer les surplus. Photo : Faculté de médecine vétérinaire de l’Université de Montréal

Un système de bioréacteur pour réduire l’utilisation d’animaux en recherche

Les producteurs porcins doivent innover afin de conserver leur compétitivité. Une de ces innovations est la manipulation du microbiote. Celle-ci permet aux éleveurs d’améliorer la santé et les performances de leur troupeau, tout en continuant d’offrir des produits de qualité exempts de pathogènes alimentaires tels que Salmonella.

Dans l’optique de faciliter la manipulation du microbiote, la Chaire de recherche en salubrité des viandes, en collaboration avec le laboratoire du Dr Yves Arcand, à Agriculture et Agroalimentaire Canada, a mis en place un système de bioréacteur à alimentation continue afin de simuler les conditions intestinales du porc et de pouvoir cultiver ce microbiote intestinal.

Simuler la digestion du porc

Pour ce projet, ils utilisent un système, nommé l’IViDiS, qui permet de simuler la digestion de moulée avec des solutions représentant les solutions gastriques, les solutions pancréatiques, la salive, la bile et la lipase. Ce système produit donc une solution, appelée digesta, qui simule le contenu de l’intestin du porc. Ce digesta est alors utilisé pour l’alimentation du système de bioréacteur. Le bioréacteur est composé de huit réacteurs alimentés par deux pompes qui simulent une alimentation constante de l’animal et deux autres pompes chargées d’évacuer les surplus. La température du système est maintenue à la température corporelle de l’animal grâce à un chauffe-eau. Un système de contrôle du pH conserve le niveau correspondant à l’intestin. Ce système compte un panneau de contrôle relié à un ordinateur, une sonde de pH par réacteur et une paire de pompes par réacteur, soit une pour augmenter le pH du milieu et une pour le diminuer. Finalement, le système est connecté à une bonbonne d’azote, qui permet de retirer l’oxygène du système pour mieux reproduire le faible taux d’oxygène présent dans l’intestin.

Dans un réacteur, un volume de digesta est mélangé avec un volume égal de contenu intestinal porcin, contenant le microbiote. Une fois le microbiote stabilisé après 24 heures, des bactéries exogènes (par exemple Salmonella ou des probiotiques) peuvent être ajoutées, puis le système se stabilise pendant un autre 24 heures. Par la suite, il est possible d’évaluer l’effet de ces bactéries sur le microbiote. Il est possible également d’utiliser des additifs alimentaires, par exemple des huiles essentielles, en les ajoutant dans le réacteur, dans la bouteille d’alimentation, ou éventuellement dans la moulée avant la digestion pour évaluer l’impact sur le microbiote.

Ce système est prometteur, puisque les tests préliminaires permettent d’obtenir un microbiote stable. De plus, les chercheurs sont capables d’observer l’effet d’ajout de Salmonella et d’additifs alimentaires sur le microbiote. Cela permettra à terme d’identifier des additifs ayant un effet potentiel sur le microbiote, puis de valider cet effet par la suite dans le modèle animal lui-même.

Qu’est-ce qu’un microbiote?

Un microbiote est l’ensemble des bactéries présentes dans l’intestin de l’animal. La manipulation du microbiote permet de favoriser les bactéries bénéfiques pour l’animal, ce qui limite la croissance des pathogènes. Toutefois, les études sur la manipulation du microbiote sont longues, coûteuses et requièrent  généralement l’utilisation d’animaux.

Mathieu Bellerose, étudiant à la maîtrise
Alexandre Thibodeau, professeur adjoint sous octroi
Dre Marie-Lou Gaucher, m.v., professeure adjointe
Philippe Fravalo, professeur associé à la Faculté de médecine vétérinaire de l’Université de Montréal