Les interactions entre génotype et environnement ont longtemps été négligées en sélection avicole, car la standardisation précoce des conditions d'élevage y limitait leur amplitude. Aujourd'hui, on assiste à une forte concentration des entreprises de sélection avicole, qui entraîne une réduction du nombre de souches disponibles et une standardisation de plus en plus poussée des conditions d'élevage en sélection. Simultanément, le développement de l'aviculture s'accompagne d'une diversification des milieux dans lesquels sont élevés les animaux, en terme de conditions d'élevage ou de climat. Ce travail avait donc pour but de répondre à plusieurs questions que se pose un sélectionneur face à la présence d'interactions: quelle souche doit-on choisir pour un milieu donné, dans quel milieu et sur quel critère doit-on retenir les candidats à la sélection ? Pour répondre à la 1ère question, nous avons comparé les performances de croissance, de qualité de carcasse, de viande et organoleptiques de poulets standard et label élevés en conditions de température tempérées ou chaudes. Les poulets labels présentaient les trois génotypes possibles pour le gène "Cou Nu". Notre étude a montré que les poulets labels résistaient mieux à la chaleur que les poulets à croissance rapide. En revanche, le gène "Cou Nu" n'apporte pas d'avantage supplémentaire pour la résistance à la chaleur de ce génotype à croissance lente. Enfin, nous avons mis en évidence plusieurs interactions triples entre génotype, température et sexe, qui montrent qu'il ne faut pas extrapoler à un sexe les résultats obtenus pour l'autre. Dans une 2ème partie, nous nous sommes placés dans le cas où le génotype était déterminé d'avance, en travaillant sur des races de poules pondeuses traditionnelles, la Gauloise Noire et la Gauloise Dorée. Ces races sont destinées à un élevage traditionnel, en conditions extérieures, où elles sont soumises à une variation naturelle de la photopériode. Dans cette partie, la question était donc de déterminer le meilleur milieu de sélection (en claustration avec un programme lumineux fixe ou en simulant une variation de photopériode naturelle). Si très peu d'interactions significatives ont pu être mises en évidence dans cette partie, le rang des pères de souche Gauloise Dorée est très variable entre milieux. Cela implique qu'ignorer les interactions conduirait à ne pas retenir les meilleurs candidats à la sélection pour beaucoup de caractères. Pour certains caractères présentant une interaction croisée, on retiendrait même les plus mauvais candidats en sélectionnant en claustration plutôt qu'en photopériode simulant le printemps. Enfin, dans une 3ème partie, nous avons étudié l'interaction entre système d'élevage chez le poulet label. Ces animaux sont sélectionnés en claustration au sol et élevés avec accès à un parcours extérieur. Les corrélations génétiques estimées entre milieux montrent la présence d'interaction entre génotype et environnement sur les caractères de croissance et de composition corporelle, mais d'amplitude suffisamment limitée pour maintenir la sélection en claustration. D'autre part, nous avons évalué les possibilités de sélection, dans ce génotype, de l'indice de consommation. La sélection directe est possible au vu de l'héritabilité de ce caractère, mais elle implique de maintenir les animaux en cage. Si l'on ignore la présence d'interactions entre génotype et environnement, le meilleur critère indirect de sélection de l'indice de consommation en cage est l'engraissement. En revanche, si l'on prend ces interactions en compte, les meilleurs critères de sélection sont les paramètres de la courbe de croissance mesurés au sol, en claustration ou avec accès à un parcours extérieur

Les poules pondeuses sont susceptibles d’être exposées à des polluants organiques persistants (POP) potentiellement présents dans leur environnement. Dans un contexte de sécurisation des systèmes d’élevage avicole vis-à-vis des POP, nous avons étudié les facteurs influençant le transfert des POP ingérés vers l’œuf. Ces facteurs sont liés à la nature de la matrice ingérée (sol ou aliment), aux caractéristiques de l’animal (taux de ponte, état d’engraissement) et aux caractéristiques de la molécule (lipophilicité, susceptibilité à la métabolisation). Pour cette étude, différentes approches scientifiques ont été mobilisées : l’expérimentation in vivo et la modélisation mathématique. Les expérimentations in vivo ont permis d’étudier la biodisponibilité relative des PCB d’un sol naturellement contaminé, et de renseigner les paramètres de la cinétique de transfert vers l’œuf de molécules non encore étudiées chez la poule pondeuse telles que des molécules émergentes (exemple d’un retardateur de flammes bromé, HBCD) ou les HAP. Nos résultats montrent en particulier l’importance de l’impact du degré de métabolisation de la molécule sur l’allure de la cinétique et le niveau du transfert. L’élaboration d’un modèle mathématique dynamique a permis d’explorer l’influence des caractéristiques de l’animal sur le transfert de POP vers l’œuf. Le niveau de ponte influence directement, et de façon proportionnelle, le niveau de contamination des tissus de la poule à l’état d’équilibre. Le niveau d’engraissement a un rôle de dilution en cas de période de non ponte et influence de façon marquée la vitesse de décontamination des tissus lors d’une période d’épuration suivant une exposition / Laying hens are likely to be exposed to a wide range of persistent organic pollutants (POPs) potentially present in their environment. In the context of securing poultry farming systems regarding POPs, our research has focused on identifying and grading factors likely to influence the transfer of ingested POPs to eggs. These factors are related to the nature of the ingested matrix (soil or feed), to the characteristics of the animal (laying rate, fatness) and to the properties of the molecule (lipophilicity, sensitivity to metabolism). Different scientific approaches have been implemented: in vivo experimentation and mathematical modeling. In the frame of in vivo experiments we have assessed the relative bioavailability of PCBs from one naturally contaminated soil. In addition, we have calculated parameters of the kinetics of transfer to eggs of molecules that had never been studied in laying hens, such as emerging molecules (for example a brominated flame retardant, HBCD), or PAHs. Our results point out the dominant impact of the molecule metabolism on the shape of its kinetics and on its rate of transfer to eggs.The developed dynamic mathematical model makes it possible to pilot variations with time of the size of the lipid compartments in the animal and of the frequency of laying. It was used to assess the influence of these animal characteristics on the transfer of POPs to eggs. Laying rate proportionally influences the contamination level of eggs and of animal tissues at steady state. Body fat dilutes absorbed POPs in absence of laying and significantly influences the rate of decontamination of tissues during depuration subsequent to an exposure period

Le chlordécone est un pesticide organochloré, qui a été utilisé dans les Antilles françaises pour lutter contre le charançon du bananier Cosmopolites sordidus. Ce pesticide a été interdit en 1993 en raison de sa toxicité et de sa persistance dans l'environnement. Cependant des études ont montré que la population antillaise continue d'être exposée (lait maternel et sang contaminés, transfert de chlordécone mère-jeune, retard du développement cognitif, risque de cancer de la prostate) en particulier via l'alimentation. Depuis 2008, la réglementation européenne n°396/2005 est appliquée sur le territoire antillais (limite maximale fixée à 10 et 20 µg chlordécone /kg poids frais repsectivement dans le foie et l'oeuf et de 100 µg/kg de matière grasse dans le gras). Il s'avère que la contamination des denrées au chlordécone est due au fait que les sols d'anciennes bananeraies autrefois traités au chlordécone (principalement des andosols, des nitisols et des ferrisols) demeurent contaminés. L'andosol contient de l'argile allophane, structure qui confère une microporosité élevée par l'enchevêtrement de motifs particulaires répétés à plusieurs échelles. Le chlordécone de l'andosol a été potentiellement piégé par ce réseau de micropores et est supposé être fortement retenu. Au contraire, le nitisol contient de l'argile halloysite, dont la structure correspond à une superposition de couches et ménage une faible porosité. Notre hypothèse est que le chlordécone est moins retenu par le nitisol que par l'andosol. Les animaux monogastriques élevés en plein air (porcin, volaille) sont susceptibles d'ingérer du sol de manière involontaire. Chez la poule pondeuse, les niveaux d'ingestion de sol peuvent atteindre 25 % de la ration alimentaire journalière dans le cas d'une réduction du couvert végétal et/ou d'un rationnement alimentaire. L'ingestion de sol pour le porcin a été peu étudiée. Nous avons cherché à déterminer les aptitudes d'un andosol et d'un nitisol à retenir le chlordécone durant le processus digestif. Pour cela nous avons évalué la biodisponibilité relative du chlordécone d'un andosol et d'un nitisol chez l'animal monogastrique. La détermination de la biodisponibilité relative repose sur la comparaison des pentes entre la réponse (concentration de chlordécone dans les matrices animales) obtenue lors des doses croissantes de chlordécone ingérées via la matrice testée (l'andosol ou le nitisol) à la réponse obtenue lors des mêmes doses de chlordécone ingérées via une matrice de référence (huile). Les résultats obtenus chez la poule pondeuse et le porcelet ont indiqué que l'andosol et le nitisol n'affectent pas la biodisponibilité du chlordécone. Ainsi, la biodisponibilité relative du chlordécone des sols étudiés a été identique et considérée égale à 100% aussi bien chez la poule que chez le porcelet. Le chlordécone du sol a donc été extrait durant le processus digestif et absorbé par l'animal monogastrique à l'identique du chlordécone dissous dans de l'huile. Le chlordécone du sol est donc assimilable par l'animal d'élevage. Ainsi, les sols contaminés en chlordécone présentent un réel risque pour la filière animale. Les teneurs en chlordécone des produits (foie, gras, oeuf) ont dépassé les limites maximales acceptables dès lors que les animaux monogastriques ont ingéré 6,8 µg chlordécone /jour/kg de poids vif. Sachant que 10% des sols cultivables contiennent au moins 1 mg chlordécone /kg, dès lors qu'un animal monogastrique (poule pondeuse ou porcelet) ingère 17 % de sol dans sa ration alimentaire quotidienne, les teneurs en chlordécone des produits dépasseront les limites maximales et seront « impropres » à la consommation. Il convient ainsi d'identifier les pratiques d'élevage à risques pour préconiser des mesures limitant la contamination des produits animaux au chlordécone / Chlordecone (CLD) is an organochlorine pesticide used in the French West Indies against black weevil Cosmopolites sordidus. This pesticide was banned in 1993, because of the toxicity and persistence of this compound in the environment. However, several studies indicated that the population is already exposed to chlordecone (contaminated blood and maternal milk, chlordecone transfer to the mother from the child, memory delay in child and risk to the prostate cancer) particularly by food ingestion. Since 2008, European Regulation °396/2005 is applied in French West Indies (maximal limit fixed at 10 and 20 µg chlordecone/kg of fresh weight in liver and egg and at 100 µg chlordecone /kg of fat in fat). Soils of banana crops previously treated by chlordecone (mainly andosols, nitisols, ferrisols) are still contaminated and are the major source of contamination of food products. Andosol contains allophane clay structure which allows a high microporosity with the formation of particle aggregates in a pattern repeated at different scales. chlordecone would be strongly trapped by this micropores structure and supposed to be strongly retained. Nitisol contains halloysite clayed structure composed to the clay layers superposition with a low porosity. Our hypothesis is that chlordécone is less retained by nitisol than by andosol. Monogastric animals reared outside (pig, poultry) may involuntary ingest soil. It has been shown that hen can ingest soil amounts corresponding to 25 % of the daily ration in the case of vegetation reduction and of nutritional imbalance. Soil ingestion by pig was less studied. In the frame of this research work, we determined andosol and nitisol capacities to retain chlordecone during the digestive process. The relative bioavailability of soil-bound chlordecone in monogastric farm animals (laying hen and juvenile swine) was established. The relative bioavailability determination consists to the slope comparison between the response (concentrations of chlordecone in animal matrices) obtained with increasing chlordecone doses via andosol or nitisol and the response obtained with the same chlordecone ingestion doses via a reference matrix (oil). Results showed that andosol and nitisol did not reduce the chlordecone bioavailability. Thus, relative bioavailability of soil-bound chlordecone was considered to be equal to 100% in laying hen and in juvenile swine. chlordecone was extracted during the digestive process and was absorbed by the monogastric animals. Thus, soil-bound chlordecone is directly assimilated by monogastric farm animals. Concentrations of chlordecone in animal products (liver, fat, egg) exceeded maximal limits for a chlordecone ingestion at least equal to 6.8 µg chlordecone/day/kg of body weight. Since 10% of agricultural soils are contaminated with at least 1 mg/kg, the ingestion of 17% of soil in the daily food ration will result in animal products not acceptable for human consumption. Therefore, it is important to characterize the risk livestock farming practices in order to limit the contamination of food products

L’hexabromocyclododécane (HBCD) a été utilisé comme additif dans des polystyrènes (PS). En 2013, l’HBCD a été inclus à la Convention de Stockholm comme Polluant Organique Persistant. Les denrées alimentaires d’origine animale (DAOA) constituent la source principale d’exposition de la population générale à ce polluant. Le niveau moyen d’exposition du consommateur ne représente pas un risque majeur pour la sécurité sanitaire des aliments (EFSA, 2011). Malgré des concentrations moyennes généralement proches d’un ng g-1 lipides dans les DAOA, des concentrations maximales supérieures à 2000 ng g-1 lipides dans certains échantillons d’œuf ont été rapportées. Plusieurs sources potentielles d’exposition orale des volailles existent. Les poules pondeuses pourraient être exposées majoritairement à l’isomère α-HBCD. Au vu de l’absence d’informations dans la littérature sur le devenir de l’α-HBCD chez la poule pondeuse, une expérimentation in vivo a été réalisée et a permis d’estimer la plupart des paramètres cinétiques du devenir de l’α-HBCD ingéré chez la poule pondeuse. Un modèle pharmacocinétique basé sur la physiologie (PBPK) de transfert de l’α-HBCD chez la poule pondeuse a été développé, calibré par des données de la littérature, soumis à analyse de sensibilité et plusieurs paramètres ont été ajustés sur des résultats in vivo. Une validation du modèle a été testée. Ce modèle a permis de déterminer l’influence des caractéristiques physiologiques de la poule pondeuse sur le devenir de l’α-HBCD en cas d’exposition à la molécule. Parmi les caractéristiques d’intérêt, le poids vif (PV) est celle qui influence le plus la concentration d’α-HBCD dans les tissus et les œufs. Un PV bas et des performances de ponte réduites prédisposent à une concentration plus élevée dans ces matrices. La mue produit une augmentation de la charge corporelle de la molécule. Ce modèle peut être extrapolé à d’autres animaux et molécules lipophiles après modification de certains paramètres / Hexabromocyclododecane (HBCD) has been used as an additive in polystyrene (PS). In 2013, HBCD was included in the Stockholm Convention as a Persistent Organic Pollutant. The foodstuffs of animal origin are the main source of exposure of the general population to this pollutant. The mean exposure level of the consumers to HBCD doesn’t represent a major risk to the food safety (EFSA, 2011). In spite of mean concentrations generally close to 1 ng g-1 lipids in the foodstuffs of animal origin, maximal concentrations higher than 2000 ng g-1 lipids have been reported in some egg samples. There are several potential sources of oral exposure of the hens to this pollutant. The hens could be exposed mainly to the α-HBCD isomer. Since the bibliographic synthesis highlights the absence of information about the α-HBCD kinetics in the laying hen, an in vivo experience has been realized and has allowed the estimation of the majority of the α-HBCD kinetic parameters in the laying hen. A physiologically based pharmacokinetic (PBPK) model has been developed, calibrated by literature data, submit to a sensitivity analysis and some parameters have been adjusted on the basis of experimental data. A validation of the model has been attempted. This model has allowed to determine the influence of the main physiological characteristics of the laying hen exposed to the molecule on the α-HBCD accumulation in tissues and transfer to eggs. Among the physiological characteristics of concern, the body weight (BW) is the main feature influencing the α-HBCD kinetics. If the hen is exposed to the α-HBCD, a low BW and low laying performances predispose the hen to have higher concentrations of the molecule in all the matrices. The molting stage raises the body charge of the molecule. This model can be extrapolated to other animals and lipophilic molecules after modification of some parameters

Alors que les producteurs d'œufs canadiens font la transition des cages conventionnelles vers les systèmes de logement alternatifs, il est important de déterminer l’impact de ceux-ci sur le bien-être et les performances des poules pondeuses. L’objectif de cette étude était d’évaluer la prévalence de déviation du bréchet, de fracture du bréchet, de dermatite du coussinet plantaire et l’état du plumage dans les fermes commerciales du Québec, Canada. Le taux de ponte, la mortalité cumulée, la consommation alimentaire, l’épaisseur de la coquille, le poids de l’œuf, la force de la coquille, l’unité Haugh et la prévalence d’œufs sales et craqués ont été utilisés pour déterminer la performance du troupeau. L’utilisation de la thermographie infrarouge comme outil diagnostique pour les fractures du bréchet et les dermatites du coussinet plantaire a également été évaluée. Les données révèlent que les poules maintenues en volières présentent une prévalence de fracture du bréchet (P=0,011) et une mortalité (P=0,0049) plus élevée, en plus de produire des œufs avec une épaisseur de coquille supérieure comparativement aux poules maintenues en cages enrichies (P=0,0049). Une faible consommation alimentaire était corrélée avec une prévalence élevée de poules présentant une perte de plumes (P < 0,05) et une consommation alimentaire élevée était corrélée avec un poids d’œufs élevé (P < 0,05). Les systèmes de logement n’ont pas influencé les autres paramètres étudiés. Globalement, les volières impactent négativement les fractures du bréchet, les dermatites du coussinet plantaire ainsi que la mortalité et la thermographie infrarouge n’est pas un outil diagnostique fiable. / As Canadian egg farmers transition their flocks from conventional cages to alternative housing systems, it is important to evaluate the impact of the latter on the performance and welfare of laying hens. To this end, the present study investigates the prevalence of keel bone deviation, keel bone fracture, footpad dermatitis and feather coverage in commercial flocks in Quebec, Canada, housed in enriched cages and aviaries. Mean egg production, cumulative mortality, feed intake, shell thickness, egg weight, shell strength, Haugh unit, and the prevalence of cracked or dirty eggs were used as measures of flock performance. The present study also investigates the use of infrared thermography as a diagnostic tool for keel bone fractures and footpad dermatitis in hens. Our data show that hens housed in aviaries have a significantly higher prevalence of keel bone fracture (P=0.011) and cumulative mortality (P=0.0049) but that the egg shells of aviary hens are significantly thicker than their counterparts in enriched cages (P=0.0049). While thermal imaging could not distinguish between hens with and those without fractures, footpad temperatures were significantly higher in hens with severe dermatitis (P<0.01). Furthermore, a low feed intake positively correlated with damaged feather coverage (P<0.05), while high feed intake correlated with high egg weight (P<0.05). The other parameters studied were not influenced by the type of housing. Overall, aviary housing negatively impacted keel bone fractures, footpad dermatitis and mortality and infrared thermography is not a valid diagnostic tool for keel fracture and footpad dermatitis in hens.

La forte demande sociétale pour un meilleur bien-être des poules a conduit l’industrie ovocole canadienne à remplacer progressivement les cages conventionnelles par des logements alternatifs tels que les cages enrichies (CE) et les volières (V). L’objectif de cette étude était de comparer les performances et la qualité des œufs dans 24 élevages commerciaux au Québec : 12 en CE et 12 en V. Le taux de ponte, la mortalité cumulative et la consommation alimentaire ont été choisis pour évaluer les performances des élevages entre 19 et 65 semaines d’âge. L’évaluation de la qualité des œufs a été réalisée à 35, 45, 55 et 65 semaines d’âge incluant la masse de l’œuf, la force et l’épaisseur de la coquille, l’unité Haugh, l’intensité de la couleur du jaune et la prévalence des œufs sales et fêlés. Aucune différence significative (P> 0,05) n’a été observée entre les CE et les V pour tous les paramètres de performance et de qualité étudiés. L’interaction entre le logement et l’âge a eu un effet significatif sur la mortalité (P< 0,05) qui a augmenté plus rapidement avec l’âge dans les V que dans les CE. L’âge a eu un effet significatif sur toutes les variables étudiées (P< 0,05) excepté la prévalence des œufs sales. Ces résultats sont encourageants pour les producteurs d’œufs québécois en pleine phase de transition. En conclusion, au Québec, durant le cycle de ponte les performances des oiseaux et la qualité des œufs sont similaires entre les CE et les V à l’échelle commerciale. / The strong societal demand for better hen welfare has led the Canadian egg industry to progressively replace conventional cages with alternative housing such as enriched cages (EC) and aviaries (A). The objective of this study was to compare the performance and quality of eggs from 24 commercial farms in Quebec: 12 in EC and 12 in A. Laying rate, cumulative mortality, and feed consumption were used to evaluate farm performance between 19 and 65 weeks of age while egg quality evaluation consisted of egg mass, strength and thickness shell, Haugh unit, yolk color intensity and prevalence of dirty and cracked eggs at 35, 45, 55 and 65 weeks of age. No significant differences (P> 0.05) were observed between EC and A for all performance and quality parameters studied. The interaction between housing and age had a significant effect on mortality (P< 0.05) which increased faster with age in A than in EC. Age had a significant effect (P< 0.05) on all variables studied except the prevalence of dirty eggs. These results are encouraging for Quebec egg producers in the midst of a transition phase. In conclusion, in Quebec, during the laying cycle the performance of the birds and egg quality are similar between the EC and the A on a commercial scale.

Les infections à Salmonella Enteritidis chez les humains sont associées à la consommation d’œufs ou d’ovoproduits contaminés. La vaccination est un outil utilisé pour diminuer les risques d’infection à SE chez la volaille, mais avec des résultats variables. Au Canada deux bactérines, MBL SE4C et Layermune, sont couramment utilisées pour lutter contre SE. Cependant, leur efficacité n’a pas été complètement déterminée chez les poules pondeuses plus âgées. Par ailleurs, la capacité de ces vaccins à prévenir la transmission verticale et horizontale n’a pas encore été étudiée. L’objectif principal de cette étude était d’évaluer l’effet des deux bactérines sur la réponse immunitaire chez les poules pondeuses, de vérifier la protection conférée par ces vaccins contre l’infection expérimentale à SE, et d’identifier des protéines immunogènes afin de développer un vaccin sous-unitaire. Les oiseaux ont été vaccinés avec deux protocoles d’immunisation en cours d’élevage (soit à 12 et 18, ou à 16 semaines d’âge). Le groupe contrôle a été injecté avec la solution saline. Les oiseaux ont été inoculés per os avec 2 x 109 CFU de la souche SE lysotype 4 à 55 ou à 65 semaines d’âge. Les anticorps (IgG et IgA) ont été mesurés à différents temps avec un ELISA maison en utilisant l’antigène entier de SE. La phagocytose, flambée oxydative, les populations des splénocytes B et T ont été analysées en utilisant la cytométrie en flux. Les signes cliniques, l’excrétion fécale, la contamination des jaunes d’œufs et l’invasion des salmonelles dans les organes ont été étudiés pour évaluer l’efficacité de protection. La transmission horizontale a aussi été étudiée en évaluant l’infection à SE chez les oiseaux mis en contact avec les oiseaux inoculés. Les protéines immunogènes ont été identifiées par SDS-PAGE et Western blot à l’aide d’antisérums prélevés suite à la vaccination et/ou à l’infection expérimentale/naturelle, puis caractérisées par la spectrométrie de masse. Le protocole de vaccination avec deux immunisations a généré un niveau élevé de séroconversion à partir de 3 jusqu’à 32-34 semaines post-vaccination par rapport à celui avec une seule immunisation (p < 0.02), mais il n’y avait plus de différence entre les groupes à 54 et 64 semaines d’âge. Il n’y a pas eu de corrélation entre les niveaux d’IgG et les taux d’isolement des salmonelles dans les organes et des jaunes d’œuf. La production des IgA n’a été observée que chez les oiseaux vaccinés avec 2 injections de MBL SE4C (p ≤ 0.04). Après l’infection expérimentale, la production des IgA a été significativement plus élevée aux jours 1 et 7 p.i dans l’oviducte des oiseaux vaccinés (sauf pour le groupe vacciné avec 2 injections de Layermune) par comparaison avec le groupe contrôle (p ≤ 0.03). Seule la bactérine MBL SE4C a eu un effet protecteur contre la contamination des jaunes d’œuf chez les oiseaux infectés. Ce vaccin réduit partiellement en utilisant deux immunisations, le taux d’excrétion fécale des salmonelles chez les oiseaux inoculés et les oiseaux horizontalement infectés (p ≤ 0.02). Cinq des protéines identifiées par la spectrométrie de masse sont considérées comme des protéines potentiellement candidates pour une étude plus approfondie de leur immonogénicité: Lipoamide dehydrogenase, Enolase (2-phosphoglycerate dehydratase) (2-phospho-D-glycerate hydro-lyase), Elongation factor Tu (EF-Tu), Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) et DNA protection during starvation protein. En général, les bactérines ont induit une immunité humorale (IgG et IgA) chez les poules pondeuses. Cette réponse immunitaire a protégé partiellement les oiseaux quant à l’élimination des salmonelles, la contamination des jaunes d’œuf, ainsi que la transmission horizontale. Dans cette étude, la bactérine MBL SE4C (avec deux immunisations) s’est montrée plus efficace pour protéger les oiseaux que la bactérine Layermune. Nos résultats apportent des informations objectives et complémentaires sur le potentiel de deux bactérines pour lutter contre SE chez les poules pondeuses. Étant donné la protection partielle obtenue en utilisant ces vaccins, l’identification des antigènes immunogènes a permis de sélectionner des protéines spécifiques pour l’élaboration éventuelle d’un vaccin plus efficace contre SE chez les volailles. / Contaminated eggs and egg products have been associated with outbreaks of human Salmonella Enteritidis (SE) infections. Killed bacteria (bacterins) have been used to control Salmonella infections in poultry but variation in the conferred protection has been observed. In Canada the bacterins MBL SE4C and Layermune are currently used to control SE. However, their efficacy in protecting older layers has not been fully determined. Furthermore, the capacity of these bacterins to prevent vertical and horizontal transmissions has not yet been investigated. The main objectives of this study were to evaluate the effect of two available commercial bacterins on the immune response of laying hens, to verify the protection conferred by these vaccines against SE challenge and to identify immunogenic proteins to develop an oral subunit vaccine. Laying hens were vaccinated with two immunization schedules prior to the lay cycle (either at 12 and 18, or 16 weeks of age). The control group was injected with a saline solution. Laying hens were later inoculated per os with 2 x 109 CFU of SE PT4 strain either at 55 or 65 weeks of age. Serum IgG and mucosal IgA antibodies were measured with an in-house SE whole cell antigen ELISA. The phagocytosis, oxidative burst, splenic T and B cells populations were analyzed using flow cytometry. Clinical signs, fecal shedding, egg yolks contamination and organ invasion by SE were assessed to evaluate vaccine protection. Potential horizontal transmission from inoculated laying hens to non-inoculated laying hens, housed in the same isolator unit, was also evaluated. Immunogenic proteins were identified by SDS-PAGE and Western blot with sampled antisera during vaccination and/or infection of poultry with SE and then subjected to mass spectrometry. The vaccination protocol with two immunizations showed a higher seroconversion level than the single vaccination at 3 until 32-34 weeks post vaccination (p < 0.02) but no difference before challenge (54 and 64 old weeks). There was no relationship between high IgG level and SE isolation rates in organs and egg yolks. Only the MBL SE4C vaccine elicited IgA antibody production at 3 weeks post vaccination in both immunization protocols (p ≤ 0.04). Significant higher mucosal IgA levels were observed at day 1 and 7 post challenge in oviduct of vaccinated birds (except for the twice vaccinated Layermune group) compared to the control group (p ≤ 0.03). Humoral efficacy to protect from SE contamination of egg yolk was only observed in MBL SE4C vaccinated group and only this bacterin administered twice reduced SE shedding rate in inoculated birds and their exposed cagemates (p ≤ 0.02). A set of 5 proteins were considered as putative protein candidates to further detailed study on their immunogenicity: Lipoamide dehydrogenase; Enolase (2-phosphoglycerate dehydratase) (2-phospho-D-glycerate hydro-lyase); Elongation factor Tu (EF-Tu); Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) and DNA protection during starvation protein. Overall, the commercial bacterins induced humoral immunity (IgG and IgA antibodies) in laying hens. This immune response partially protected for SE clearance, egg yolks contamination as well as horizontal transmission. In this study, MBL SE4C bacterin appeared to be more efficient in comparison to Layermune for protection of hens with a vaccination protocol comprising two immunizations. Our results provide additional and objective information on the potential of these vaccines for the control of SE in laying hens. Considering the partial protection achieved with the use of these bacterins, the identification of immunogenic antigens could help in the selection of specific proteins to elaborate a more efficient vaccine against SE in poultry.

L’œuf est un aliment riche en divers composés dont de nombreuses molécules antimicrobiennes qui sont les effectrices de son système de défense moléculaire innée et complètent l’action des immunoglobulines (IgYs) afin de protéger l’embryon. La composition en IgYs de l’œuf est sous la dépendance notamment des stimulations microbiennes de la poule. L’objectif de notre travail a été d’évaluer l’influence de ces mêmes stimulations sur le système de défense moléculaire innée du blanc d’œuf. Nous avons exploré cette hypothèse en utilisant deux approches expérimentales. La première était basée sur la comparaison de l’activité antibactérienne des blancs d’œufs de poules axéniques, de poules exemptes d’organismes pathogènes spécifiques (EOPS), et de poules conventionnelles. La seconde approche a testé les effets de deux types d’inductions du système immunitaire chez la poule: injection d’un immunostimulant, le lipopolysaccharide bactérien (LPS) et administration oral de souches vaccinales atténuées (virale, bactérienne et parasitaire). Nos résultats montrent que l’activité antibactérienne du blanc d’œuf est augmentée en fonction de la charge microbienne du milieu de vie de la poule, après stimulation de celle-ci par voie intraveineuse avec du LPS ou suite à la vaccination avec des souches atténuées virale ou bactérienne. Néanmoins cette augmentation est modérée de par son amplitude et son spectre antibactérien. Ces résultats suggèrent que les poules peuvent renforcer modérément l’activité antimicrobienne du blanc d’œuf en réponse à des stimuli microbiens de leur milieu et anticiper ainsi les besoins de l’embryon en termes de protection. / The egg is a balanced source of different nutrients and contains a myriad of antibacterial peptides/proteins that ensure its chemical protection. These molecules are a part of its innate molecular defense and, in addition to the maternal immunoglobulins IgY, contribute to the protection of the forming embryo whose development occurs ex utero. It is well documented that yolk immunoglobulin deposition is induced by the environmental microbiome of the hen but no such evidence is available for antimicrobial peptides/proteins. Therefore the aim of this thesis was to assess whether the hen has the ability to stimulate the innate molecular immunity of the egg white when facing a higher environmental microbial load (commensal or pathogenic). To address these questions, we developed two main experimental approaches; the first assessed the impact of the hen environmental microbial load through the comparison of three groups of hens with different immune status:-Germ free, -Specific pathogen free (SPF), and -conventional. The second approach explored the effect of different types of immune stimulation in hens: non-infectious stimulation (systemic injection of bacterial lipopolysaccharide (LPS)); immune stimulation using attenuated live vaccines (Infectious bronchitis virus vaccine, Salmonella enterica Enteritidis vaccine and a complex of Eimeria vaccine). Our results show that the activity of egg white is increased in response to higher microbial environmental charge, after LPS systemic stimulation or after vaccinating hens with live attenuated viral and bacterial strains. However this response is moderate both in its amplitude and microbial spectrum. Altogether, it appears that hens when subjected to immune stimuli, have the ability to reinforce moderately the antibacterial activity of the egg white as an attempt to anticipate the need of protection of their embryos.

Les infections à Salmonella Enteritidis chez les humains sont associées à la consommation d’œufs ou d’ovoproduits contaminés. La vaccination est un outil utilisé pour diminuer les risques d’infection à SE chez la volaille, mais avec des résultats variables. Au Canada deux bactérines, MBL SE4C et Layermune, sont couramment utilisées pour lutter contre SE. Cependant, leur efficacité n’a pas été complètement déterminée chez les poules pondeuses plus âgées. Par ailleurs, la capacité de ces vaccins à prévenir la transmission verticale et horizontale n’a pas encore été étudiée. L’objectif principal de cette étude était d’évaluer l’effet des deux bactérines sur la réponse immunitaire chez les poules pondeuses, de vérifier la protection conférée par ces vaccins contre l’infection expérimentale à SE, et d’identifier des protéines immunogènes afin de développer un vaccin sous-unitaire. Les oiseaux ont été vaccinés avec deux protocoles d’immunisation en cours d’élevage (soit à 12 et 18, ou à 16 semaines d’âge). Le groupe contrôle a été injecté avec la solution saline. Les oiseaux ont été inoculés per os avec 2 x 109 CFU de la souche SE lysotype 4 à 55 ou à 65 semaines d’âge. Les anticorps (IgG et IgA) ont été mesurés à différents temps avec un ELISA maison en utilisant l’antigène entier de SE. La phagocytose, flambée oxydative, les populations des splénocytes B et T ont été analysées en utilisant la cytométrie en flux. Les signes cliniques, l’excrétion fécale, la contamination des jaunes d’œufs et l’invasion des salmonelles dans les organes ont été étudiés pour évaluer l’efficacité de protection. La transmission horizontale a aussi été étudiée en évaluant l’infection à SE chez les oiseaux mis en contact avec les oiseaux inoculés. Les protéines immunogènes ont été identifiées par SDS-PAGE et Western blot à l’aide d’antisérums prélevés suite à la vaccination et/ou à l’infection expérimentale/naturelle, puis caractérisées par la spectrométrie de masse. Le protocole de vaccination avec deux immunisations a généré un niveau élevé de séroconversion à partir de 3 jusqu’à 32-34 semaines post-vaccination par rapport à celui avec une seule immunisation (p < 0.02), mais il n’y avait plus de différence entre les groupes à 54 et 64 semaines d’âge. Il n’y a pas eu de corrélation entre les niveaux d’IgG et les taux d’isolement des salmonelles dans les organes et des jaunes d’œuf. La production des IgA n’a été observée que chez les oiseaux vaccinés avec 2 injections de MBL SE4C (p ≤ 0.04). Après l’infection expérimentale, la production des IgA a été significativement plus élevée aux jours 1 et 7 p.i dans l’oviducte des oiseaux vaccinés (sauf pour le groupe vacciné avec 2 injections de Layermune) par comparaison avec le groupe contrôle (p ≤ 0.03). Seule la bactérine MBL SE4C a eu un effet protecteur contre la contamination des jaunes d’œuf chez les oiseaux infectés. Ce vaccin réduit partiellement en utilisant deux immunisations, le taux d’excrétion fécale des salmonelles chez les oiseaux inoculés et les oiseaux horizontalement infectés (p ≤ 0.02). Cinq des protéines identifiées par la spectrométrie de masse sont considérées comme des protéines potentiellement candidates pour une étude plus approfondie de leur immonogénicité: Lipoamide dehydrogenase, Enolase (2-phosphoglycerate dehydratase) (2-phospho-D-glycerate hydro-lyase), Elongation factor Tu (EF-Tu), Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) et DNA protection during starvation protein. En général, les bactérines ont induit une immunité humorale (IgG et IgA) chez les poules pondeuses. Cette réponse immunitaire a protégé partiellement les oiseaux quant à l’élimination des salmonelles, la contamination des jaunes d’œuf, ainsi que la transmission horizontale. Dans cette étude, la bactérine MBL SE4C (avec deux immunisations) s’est montrée plus efficace pour protéger les oiseaux que la bactérine Layermune. Nos résultats apportent des informations objectives et complémentaires sur le potentiel de deux bactérines pour lutter contre SE chez les poules pondeuses. Étant donné la protection partielle obtenue en utilisant ces vaccins, l’identification des antigènes immunogènes a permis de sélectionner des protéines spécifiques pour l’élaboration éventuelle d’un vaccin plus efficace contre SE chez les volailles. / Contaminated eggs and egg products have been associated with outbreaks of human Salmonella Enteritidis (SE) infections. Killed bacteria (bacterins) have been used to control Salmonella infections in poultry but variation in the conferred protection has been observed. In Canada the bacterins MBL SE4C and Layermune are currently used to control SE. However, their efficacy in protecting older layers has not been fully determined. Furthermore, the capacity of these bacterins to prevent vertical and horizontal transmissions has not yet been investigated. The main objectives of this study were to evaluate the effect of two available commercial bacterins on the immune response of laying hens, to verify the protection conferred by these vaccines against SE challenge and to identify immunogenic proteins to develop an oral subunit vaccine. Laying hens were vaccinated with two immunization schedules prior to the lay cycle (either at 12 and 18, or 16 weeks of age). The control group was injected with a saline solution. Laying hens were later inoculated per os with 2 x 109 CFU of SE PT4 strain either at 55 or 65 weeks of age. Serum IgG and mucosal IgA antibodies were measured with an in-house SE whole cell antigen ELISA. The phagocytosis, oxidative burst, splenic T and B cells populations were analyzed using flow cytometry. Clinical signs, fecal shedding, egg yolks contamination and organ invasion by SE were assessed to evaluate vaccine protection. Potential horizontal transmission from inoculated laying hens to non-inoculated laying hens, housed in the same isolator unit, was also evaluated. Immunogenic proteins were identified by SDS-PAGE and Western blot with sampled antisera during vaccination and/or infection of poultry with SE and then subjected to mass spectrometry. The vaccination protocol with two immunizations showed a higher seroconversion level than the single vaccination at 3 until 32-34 weeks post vaccination (p < 0.02) but no difference before challenge (54 and 64 old weeks). There was no relationship between high IgG level and SE isolation rates in organs and egg yolks. Only the MBL SE4C vaccine elicited IgA antibody production at 3 weeks post vaccination in both immunization protocols (p ≤ 0.04). Significant higher mucosal IgA levels were observed at day 1 and 7 post challenge in oviduct of vaccinated birds (except for the twice vaccinated Layermune group) compared to the control group (p ≤ 0.03). Humoral efficacy to protect from SE contamination of egg yolk was only observed in MBL SE4C vaccinated group and only this bacterin administered twice reduced SE shedding rate in inoculated birds and their exposed cagemates (p ≤ 0.02). A set of 5 proteins were considered as putative protein candidates to further detailed study on their immunogenicity: Lipoamide dehydrogenase; Enolase (2-phosphoglycerate dehydratase) (2-phospho-D-glycerate hydro-lyase); Elongation factor Tu (EF-Tu); Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) and DNA protection during starvation protein. Overall, the commercial bacterins induced humoral immunity (IgG and IgA antibodies) in laying hens. This immune response partially protected for SE clearance, egg yolks contamination as well as horizontal transmission. In this study, MBL SE4C bacterin appeared to be more efficient in comparison to Layermune for protection of hens with a vaccination protocol comprising two immunizations. Our results provide additional and objective information on the potential of these vaccines for the control of SE in laying hens. Considering the partial protection achieved with the use of these bacterins, the identification of immunogenic antigens could help in the selection of specific proteins to elaborate a more efficient vaccine against SE in poultry.