PATHOGÈNES SOURIS - Direction des services vétérinaires

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Direction des services vétérinaires
PATHOGÈNES
SOURIS – de la théorie à la réalité
Anne-Marie Catudal et Daphnée Veilleux-Lemieux
Table des matières
1.
Introduction et définitions ...................................................................................................... 3
2.
Généralités .............................................................................................................................. 4
3.
Historique ................................................................................................................................ 6
4.
Prévalence ............................................................................................................................... 6
5.
Virus ......................................................................................................................................... 9
6.
Bactéries ................................................................................................................................ 12
7.
Parasites ................................................................................................................................ 14
8.
Techniques de détection ....................................................................................................... 15
9.
Avenir… .................................................................................................................................. 17
Anne-Marie Catudal et Daphnée Veilleux-Lemieux
1. Introduction et définitions
À Québec, près de 75 % des animaux utilisés en recherche ou en enseignement sont des
rongeurs qui sont principalement des souris transgéniques. Les rats sont utilisés dans une
proportion moindre. Les maladies infectieuses peuvent être considérées comme l’une des
variables les plus importantes pouvant interférer avec les résultats de recherche. Les
infrastructures, les équipements ainsi que les procédures doivent réduire au maximum la
propagation des pathogènes.
Les lignées de souris, qu’elles soient transgéniques ou non, possèdent des phénotypes
particuliers. Elles peuvent spontanément développer une paralysie, être plus susceptibles à
l’hydrocéphalie, avoir des stéréotypies comportementales et autres particularités. Il en est de
même pour la susceptibilité aux maladies et aux infections.
Outre les susceptibilités de lignées, d’espèces ou d’âge, il est important de savoir que les
animaux réagissent de manière différente aux infections naturelles et aux infections
expérimentales. En effet, une souris infectée naturellement par un pathogène peut ne
démontrer aucun signe clinique, mais il en est tout autre lorsqu’elle est infectée
expérimentalement.
Finalement, la présence de pathogènes de manière simultanée peut modifier grandement la
réponse de l’animal à son environnement, mais aussi aux effets potentiels des maladies.
Vous pouvez donc constater que plusieurs facteurs sont présents. Nous ciblerons donc les
pathogènes dont la prévalence était plus élevée en animalerie dans les dernières années ainsi
que leurs effets sur la recherche.
Définitions :
Infection : présence d’un agent infectieux dans l’organisme, tels les bactéries, les virus, les
parasites, les fungus mais aussi les prions (peu connu chez les rongeurs toutefois).
Agent commensal : micro-organisme qui fait partie de la microflore d’un animal et qui profite de
l’hôte, sans lui nuire.
Agent pathogène opportuniste : micro-organisme qui ne provoque habituellement pas de
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maladie, mais qui peut l’engendrer lorsque le système immunitaire et la résistance de l'individu
sont affaiblis.
Agent pathogène strict : agent infectieux qui peut entraîner une maladie chez son hôte. Cet
agent infectieux est généralement retrouvé chez les hôtes malades uniquement.
Maladie : Animal présentant des signes cliniques tels qu’un pelage ébouriffé, une diminution du
poids corporel, de la diarrhée ou tout autre signe visible.
2. Généralités
Il est important de savoir qu’une infection n’est pas synonyme de maladie. Un animal infecté ne
démontrera pas nécessairement de signes cliniques. La majorité des agents infectieux causent
des effets invisibles qu’ils soient locaux ou systémiques. Malgré l’absence de signes, les
répercussions sur les résultats de recherche peuvent être importantes, notamment lorsque les
pathogènes affectent le système immunitaire, le système reproducteur, etc. En plus de l’effet
direct du pathogène, des résultats biaisés pourraient être observés à la suite du traitement avec
un médicament systémique ou topique. Les coûts associés aux ressources humaines et
matérielles utilisées lors du traitement sont également à considérer en plus des conséquences
sur les animaux infectés et tous ceux hébergés dans l’animalerie, si l’euthanasie est la seule
option possible. Les conséquences dépendent du pathogène.
Il est donc impératif de tout mettre en œuvre pour identifier les agents potentiellement
« problématiques » et de diminuer les risques de contamination des animaux. Une absence de
signes cliniques ne permet pas de conclure à une absence de l’un de ces agents. Les facteurs qui
entraineront une infection sont nombreux et sont liés aux agents infectieux en cause ainsi
qu’aux animaux.
La contamination des animaux peut s’effectuer selon trois modes de transmission des agents
infectieux :
-
Contact direct : Agent dont un contact direct entre animaux ou animaux-humains est
requis pour la transmission. Ex : Teigne, mites
-
Contact indirect : Agent dont la transmission se fait grâce à l’environnement. Ex :
Maladie respiratoire transmise par aérosol
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-
Vecteur passif : Agent dont la transmission se fait grâce à des objets. Ex. : Cages,
cachettes, litière, eau, nourriture, etc.
La provenance des contaminants provient surtout des animaux infectés qui excrètent le
pathogène dans leurs urines, leurs fèces, leurs sécrétions respiratoires, mais aussi les squames
de la peau, le sang, le lait. Cette excrétion va de l’animal infecté à l’animal porteur selon un des
modes de transmission mentionnés ci-haut. L’animal s’infecte majoritairement par la voie
digestive et respiratoire. L’inoculation par voie cutanée est aussi une possibilité lors d’injection
ou de traitements. Certains agents infectieux peuvent se transmettre par voie sexuelle.
Les animaux doivent donc provenir de fournisseurs reconnus où des tests sont effectués
régulièrement et dont les résultats sont connus par l’animalerie. Toutes les souris provenant
d’un fournisseur non autorisé doivent être considérées comme sources potentielles d’infection.
L’état de santé des animaux peut être compromis durant le transport. Il est donc primordial de
vérifier l’état des boites de transport à l’arrivée des animaux. Un transport direct entre le
fournisseur et l’animalerie va permettre une diminution des risques de contaminations.
Les souris sont en contact direct avec de la litière, de la nourriture, de l’eau ainsi que des
éléments d’enrichissement en tout temps. Les sources et le traitement de ces éléments doivent
être analysés afin de mettre des mesures opérationnelles suffisantes pour réduire l’introduction
d’agents pathogènes dans les cages. C’est pourquoi la nourriture, la litière ainsi que l’eau
doivent être stérilisées ou traitées de manière à éliminer les pathogènes (par exemple : osmose
inversée ou irradiation).
L’environnement implique aussi l’air fourni aux animaux et il est important d’utiliser des cages
adaptées. Les cages conventionnelles ou munies exclusivement de couvercles filtres sont à
proscrire et sont interdites en colonies. Les changements de cages ne doivent pas être effectués
à l’air libre puisque la meilleure protection demeure au niveau de la cage.
L’humain est essentiel à la recherche d’un point de vue expérimental (pour effectuer le
protocole) ainsi qu’au maintien de bonnes pratiques pour le bien-être des animaux
(changement de cages, alimentation, traitement, désinfections régulières, etc.). Il est important
de diminuer l’entrée des pathogènes par l’humain. Plusieurs actions simples doivent être mises
en place afin de limiter la contamination : limiter l’accès strictement au personnel nécessaire
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pour la réalisation du projet, porter les équipements de protection individuels pour protéger le
manipulateur ainsi que l’animal manipulé. D’autres mesures peuvent aussi devoir être mises en
place comme la douche, l’absence de possession de rongeurs à la maison, etc. Il est important
de vous rappeler qu’il faut éviter de parler à son collègue la porte ouverte ! Rester debout dans
le cadrage de la porte, c’est inefficace !
Comme nous sommes TOUS responsables du bon maintien d’un statut de santé chez les
animaux, il est important de vous rappeler que toute action prescrite, qu’elle vous semble
minime ou extraordinaire, doit être effectuée !
3. Historique
Trois périodes ont été identifiées par Weisbroth en ce qui a trait à la prévalence des agents
infectieux chez les rongeurs de laboratoire.
La première période fait référence à la domestication et à l’hébergement des animaux à
l’intérieur d’établissement. Une diminution marquée voire la disparition de certains pathogènes
demandant un hôte secondaire ou un vecteur a été observée. Les pathogènes demandant des
conditions environnementales spécifiques ont aussi été éliminés.
La deuxième période est liée au développement de technologies d’analyse et de mesures
opérationnelles pour identifier, mais aussi limiter la flore de l’animal. C’est à cette période que
la dérivation par césarienne a été effectuée pour la première fois.
La dernière période est liée au développement de colonies exemptes de pathogènes spécifiques
ou communément appelées SPF (Specific pathogen free). Des avancées importantes dans les
soins à apporter aux animaux en termes notamment d’hébergement (cages ventilées par
exemple) ont été observées.
4. Prévalence
Virus
Les virus sont les pathogènes reconnus comme étant ceux qui influencent le plus le système
immunitaire, que ce soit par sa suppression ou son activation. Leur présence est donc à éviter !
Le norovirus ou MNV est de loin le virus le plus présent avec une prévalence plus de 10 fois
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celles des autres virus additionnés. Le MHV (hépatite) et le MPV (parvovirus) sont aussi des virus
qui sont présents de manière importante.
Bactéries
La famille des Helicobacter prédomine le spectre des bactéries testées positives chez la souris.
Des bactéries opportunistes et faisant partie de la flore normale sont aussi présentes en
quantité non négligeable.
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Parasites
La liste des parasites pathogènes chez la souris est limitée. De ceux-ci, seuls les oxyures sont
présents en quantité importante. Les parasites intestinaux non pathogènes sont souvent
observés (Entamoeba, Trichomonads, etc.).
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5. Virus
MNV (Mouse Norovirus)
Le norovirus fait partie de la famille des calicivirus et il est non enveloppé (très résistant dans
l’environnement). Il a été découvert en 2003 et est de loin le virus le plus présent dans les
animaleries nord-américaines. Il est spécifique d’hôte et la souche murine n’affecte pas les
humains. Ce virus ne semble pas occasionner de signes cliniques chez les animaux
immunocompétents. Cependant, comme le phénotype complet du système immunitaire de
plusieurs lignées transgéniques est inconnu, ce virus pourrait occasionner des problèmes !
Ce virus est apparu dans le radar des infectiologues et des chercheurs lorsque des mortalités
importantes ont été observées chez une lignée double KO. Une infection généralisée a été
observée et aucun pathogène connu n’avait été détecté. Un nouveau virus venait donc
d’apparaitre ! Les animaux présentaient des signes généraux de maladies, soient une perte de
poids, un dos courbé ainsi qu’un pelage ébouriffé. Certaines lignées comme les 129 et les C3H
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ont démontré des signes de diarrhée après une infection expérimentale.
Ce virus est transmis par la voie féco-orale. La transmission aux sentinelles est donc
habituellement un moyen efficace pour savoir s’il est présent dans les salles d’hébergement. La
dose infectieuse est petite et l’excrétion semble assez longue. Cependant, des études
comparatives ont montré des différences dans la réplication virale et l’excrétion de différentes
souches. Bien qu’il semble assez inoffensif, ces effets peuvent être importants d’un protocole de
cancer à un protocole d’immunologie. Son éradication est facile, mais comme la dose
infectieuse de contamination est faible et que sa persistance dans l’environnement est longue,
ce virus est un bon indicateur du maintien de bonnes pratiques en animalerie. L’absence de
résultat positif signifie un travail bien fait !
La dépopulation avec décontamination, la redérivation par transfert d’embryons ou de sperme
ainsi que la césarienne avec transfert adoptif ont démontré leur efficacité dans l’éradication de
ce virus.
MHV (Mouse Hepatitis Virus)
Les coronavirus sont des virus larges, pléomorphiques et enveloppés. Le MHV est un pathogène
peu commun au Québec, mais qui revient tout de même positif aux tests de santé de manière
modérée. Ce virus a deux biotypes particuliers liés à leur tropisme pour certains organes et à
leurs effets biologiques. Les souches entérotropiques affectent habituellement le système
digestif et les souches polytropiques affectent en premier lieu le système respiratoire pour
progresser parfois en maladie systémique avec atteinte du foie et du cerveau. Les isolats ne sont
toutefois pas limités à ces deux catégories. En effet, ils peuvent posséder des caractéristiques
des deux biotypes simultanément.
Les formes entérotropiques sont très fréquentes tandis que les formes généralisées sont très
rares. Il est important de noter qu’il y a plus de 25 souches de ce virus. Les signes cliniques
peuvent donc être très différents selon la virulence, le tropisme tissulaire et les antigènes
présents en plus des facteurs liés à l’animal comme l’âge, le génotype, la fonction immunitaire
ainsi que les manipulations expérimentales.
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Voici quelques caractéristiques importantes de ce virus :
-
Peu résistant dans l’environnement
-
Probablement non infectieux après 48 heures
-
Très contagieux
-
Transmission par fèces, contact direct, indirect et vecteurs passifs (gants, cages, etc.)
-
Transmissible aux cellules en culture et lignées tumorales
Ce virus a un impact sur plusieurs aspects de la recherche, entre autres par son action sur le
système immunitaire, la nécrose de plusieurs organes (foie, intestins, cerveau), la modification
enzymatique, le rejet de greffons, la modification de l’involution thymique, etc.
Les effets sont donc non négligeables et peuvent compromettre la viabilité de certains projets
voire la majorité des protocoles en plus d’affecter le bien-être des animaux.
Il est facile d’éliminer ce virus vu la faible résistance dans l’environnement et la susceptibilité
aux désinfectants usuels, en plus de l’habilité des animaux immunocompétents à éliminer le
virus après 3-4 semaines. L’absence de reproduction chez les nouveaux animaux pendant 6-8
semaines entraine l’élimination de ce virus. Les problèmes surviennent au niveau des animaux
immunodéficients ainsi que les lignées transgéniques qui sont peu phénotypées. L’éradication
lors d’éclosion de maladie se fait par euthanasies massives ou redérivation par transferts
d’embryons.
Parvovirus
Le parvovirus est un virus ADN non enveloppé. Avec les oxyures, il peut être considéré comme la
bête noire des agents pathogènes puisqu’il est persistant de manière importante dans
l’environnement et très résistant aux méthodes usuelles de désinfection et d’éradication ! Ce
virus peut être transmis par diverses sécrétions animales (urine, fèces, sécrétions oro-nasales).
Les souris de laboratoire ainsi que les souris sauvages peuvent être contaminées et transmettre
ce virus. Il est donc impératif de respecter des mesures strictes de contrôle de vermine, de
stérilisation de nourriture et litière et de manipulations des animaux en colonies. Ce type de
virus est composé de deux groupes génétiquement différents : le MPV (Mouse Parvovirus) et le
MVM (Minute Virus of Mice).
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Le MPV est le plus fréquent et cause une infection persistante avec une absence de lésions
apparentes chez les animaux immunocompétents et immunodéficients. Ce virus affecte
majoritairement le système immunitaire. Il peut entraîner une augmentation de rejet des
greffes en plus de l’augmentation de la mortalité fœtale entrainant de petites portées.
Le MVM est autolimitant en 4 semaines avec une absence de lésions apparentes pour les
animaux immunocompétents. Les animaux immunodéficients lors d’infections naturelles ou
expérimentales ont présenté une infection létale.
Les effets du parvovirus sont d’ordre principalement immunologique avec une diminution de
l’activité des lymphocytes T qui peut être catastrophique pour certains animaux et certains
protocoles expérimentaux.
Son élimination et la prévention de sa propagation doivent donc devenir des préoccupations
quotidiennes comme tous agents infectieux (ou presque !). Si un test positif est observé, des
mesures strictes doivent être mises en place afin de limiter la contamination :
-
Une désinfection agressive de l’environnement à l’aide de produits désinfectants
efficaces et une stérilisation par vapeur d’eau lorsque possible.
-
Les filtres des cages et les supports ventilés doivent être méticuleusement
décontaminés puisque ce virus y survit facilement.
-
Les cages, la litière, la nourriture, les vêtements du personnel et tous les équipements
doivent être considérés comme potentiellement contaminés.
-
Une quarantaine avec limitation des mouvements du personnel doit être mise en place.
-
Les animaux infectés doivent être euthanasiés avec repopulation ou une redérivation.
6. Bactéries
Helicobacter
Cette bactérie Gram négative de forme incurvée ou spiralée est micro-aérophile. Elle n’est pas
résistante dans l’environnement. Elle a été isolée de plusieurs mammifères vivants incluant
l’homme et la souris à partir des années 90. Le genre Helicobacter contient 20 espèces
identifiées, dont 11 chez la souris. Les espèces les plus fréquentes sont Helicobacter hepaticus,
bilis, rappini et rodentium.
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Helicobacter
H. bilis
Espèce(s) touchée(s)
Rat, souris, gerbilles, chiens, chats, humains, et autres ?
H. hepaticus, muridarum,
rodentium, trogontum,
Rats, souris
typhlonius
H. rappini
Souris, moutons, porcs, chiens, chats, humains
Chez l’animal immunocompétent, l’Helicobactériose est habituellement sans signe clinique,
mais la souris infectée demeure une source du pathogène pour les animaux dont le système
immunitaire est diminué. Ceux-ci pourraient présenter des signes de maladie intestinale
inflammatoire tels que diarrhée ou prolapsus rectal. Les signes cliniques sont variables selon la
bactérie et la lignée de souris. Lors de nécropsie d’une souris infectée, une colite, une proctite,
une typhlocolite ainsi que des adénocarcinomes peuvent être observés. Le foie peut présenter
une nécrose et une hépatite non suppurative. Celle-ci semble plus sévère chez les mâles que
chez les femelles. Les animaux sont aussi plus sensibles au développement d’hépatomes et
d’hépatocarcinomes. Ces lésions sont surtout associées à Helicobacter hepaticus. Les autres
espèces affectent également le système gastro-intestinal. . Par exemple, H bilis, cause des IBD
(Inflammatory bowel diseases ou maladie intestinale inflammatoire) ainsi que des tumeurs
intestinales chez des lignées immunosupprimées. H muridarum cause des gastrites, mais
semble non pathogène au niveau des intestins.
Les conséquences au niveau de la recherche sont principalement liées à l’inflammation du
système digestif qui entraîne une susceptibilité accrue aux tumeurs, une perturbation de
l’absorption des drogues et diètes, de la reproduction, des réponses aux vaccins, etc. Il est donc
important d’éliminer cette bactérie au sein des souris de laboratoire.
Pasteurella
Pasteurella pneumoptropica est une bactérie Gram négative présent dans la flore normale de la
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souris au niveau de la peau, du système respiratoire et digestif. Cet agent opportuniste cause
des lésions purulentes et exsudatives au niveau de plusieurs organes. Ex. : abcès sous-cutanés,
conjonctivite, rhinite, mammite, métrite, etc. Ces lésions sont majoritairement retrouvées chez
les souris immunodéficientes. Le traitement consiste à l’administration d’enrofloxacin pour une
durée de 7-14 jours. Il est souhaitable d’inclure ce pathogène de la liste d’exclusion pour toutes
les colonies, mais il est difficile de s’assurer de son éradication puisque cette bactérie fait partie
de la flore normale de la souris.
7. Parasites
Oxyures
Les oxyures (pinworms) sont des nématodes ubiquitaires des souris sauvages et de laboratoire.
Chez la souris, Aspicularis tetraptera et Syphacia obvelata sont les nématodes les plus souvent
observés. Les rats, les gerbilles et les hamsters peuvent occasionnellement être infectés.
Syphacia Obvelata a une prévalence variant de 30% pour les animaleries « barrière » et de 70 %
dans les animaleries de type « conventionnel » selon un soudage américain de 2008. Le cycle du
parasite est direct (aucun hôte intermédiaire requis) et est complété entre 11 et 15 jours. La
propagation dans la colonie se fait donc rapidement. La femelle dépose ses œufs dans les poils
de la région périanale et la méthode diagnostic du ruban adhésif est suffisante. Un test PCR est
également disponible.
Aspicularis tetraptera a un cycle qui prend plus de 3 semaines à se finaliser. Les œufs sont
excrétés dans les fèces. La méthode diagnostique de choix est la coprologie avec un examen des
fèces. Un test PCR est également disponible.
Le contrôle de ces agents infectieux peut être effectué par redérivation ou par l’administration
de traitements antiparasitaires comme le fenbendazole. Plusieurs diètes contenant du
fenbendazole sont disponibles sur le marché et facilite le traitement des animaux.
Plusieurs autres traitements seuls ou en combinaison ont démontré leur efficacité (ivermectin,
piperazine, benzimidazole). Les coûts associés à ces traitements peuvent être importants et
leurs effets secondaires ne sont pas à négliger. La décontamination de l’environnement est
obligatoire et se doit d’être agressive. Les œufs sont résistants à la sécheresse et aux
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désinfectants. Mais ils sont tués par la chaleur; la stérilisation de la litière et de la nourriture est
donc essentielle. L’utilisation de cages ventilées à pression négative peut aider à contrôler la
propagation.
Mites
Plusieurs espèces de mites peuvent infecter les souris. Elles incluent Myobia musculi, Radfordia
affinis, Myocoptes musculinus et Psorergates simplex. Elles ont une prédilection pour la peau en
région dorsale antérieure comme la nuque, la tête et le museau. La transmission se fait
uniquement par contact direct. Les animaux sentinelles sont inefficaces pour la détection. Une
hypersensibilité aux mites peut affecter des recherches immunologiques. Une perte de poids
pourrait également être observée ainsi que des problèmes d’infertilité et de mortalités
prématurées lors de forte charge parasitaire. Une infection chronique peut aussi causer de
l’amyloïdose. Le traitement consiste à l’administration d’ivermectin.
8. Techniques de détection
Afin de pouvoir se fier au résultat du test, il est important de faire appel à un laboratoire qui a
fait ses preuves, puisqu’un résultat erroné pourrait s’avérer catastrophique pour nos colonies.
Nous utilisons principalement les services de Charles River et d’IDEXX Radil, deux laboratoires
qui effectuent des tests de détection pour les pathogènes de rongeurs depuis de nombreuses
années. Ces laboratoires font également beaucoup de recherche et de développement pour
nous offrir de nouveaux produits mieux adaptés à la réalité, comme les tests de surveillance de
l’environnement, ou les EZ-spot ou Opti-spot, par exemple.
Le choix du test comme tel est d’importance capitale. En effet, selon le pathogène qui est
recherché, selon le temps de contact entre l’animal et le pathogène suspecté ou selon le
système immunitaire de l’animal, le test idéal pourrait varier.
Il existe plusieurs tests de détection utilisés pour permettre un diagnostic :
-
PCR (Polymerase chain reaction)
-
Sérologie
-
Culture bactérienne
-
Détection visuelle des parasites (coprologie, ruban adhésif…)
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-
Histopathologie
PCR
Ce test détecte les acides nucléiques (ADN et ARN) des agents infectieux. Chaque espèce
d’agent infectieux possède une séquence propre d’ADN ou d’ARN unique. La PCR consiste à
amplifier le matériel génétique pour un pathogène spécifique pour permettre sa détection dans
un échantillon. Elle permet la détection infime d’un pathogène et est donc très sensible. Par
contre, elle n’indique pas si le pathogène est actif chez l’animal.
Sérologie
Ce test détecte les anticorps produits par l’animal contre le pathogène spécifique. Il détecte
donc la réponse du système immunitaire de l’hôte. L’animal doit être immunocompétent ! Il ne
permet pas de détecter si l’animal est présentement malade ou a déjà été infecté par le
pathogène. La production d’anticorps par l’animal requiert un certain temps (minimum de 2
semaines) après l’exposition au pathogène pour construire la réponse immunitaire, mais cela
peut varier selon les lignées transgéniques.
Caractéristiques
PCR
Sérologie
Type d’échantillon
Animal mort ou vivant
(immunocompétent ou
non), environnement
Sang d’un animal
immunocompétent
Exposition au pathogène
Courte durée
Au moins 2 semaines
Tests disponibles
Grande quantité
Quantité plus limitée
Culture bactérienne
Les échantillons soumis sont mis en cultures sur des milieux spéciaux et les bactéries
recherchées peuvent croître sur ceux-ci. L’aspect et les caractéristiques des bactéries
permettent l’isolation et l’identification des bactéries uniquement.
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Détection visuelle des parasites
Ces méthodes s’appliquent uniquement au parasite et sont relativement faciles à effectuer.
(coprologie, ruban adhésif…)
Histopathologie
Cette technique complète la nécropsie macroscopique des animaux en analysant les lésions au
niveau microscopique.
9. Avenir…
L’utilisation de test de détection de pathogènes dans l’environnement est de plus en plus
fréquente. Il est donc possible que dans un futur assez rapproché, la PNF de sentinelles soit
modifiée pour intégrer ce genre de test. L’intégration de ces tests ne permettra pas
nécessairement d’éliminer complètement l’utilisation des animaux sentinelles, mais leur
nombre pourrait éventuellement être diminué (principe de réduction).
Remerciements
Un merci particulier à Jonathan Massé qui nous a donné un solide coup de main à l’écriture de
ce document !
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