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L’objectif du présent projet était de caractériser l’impact d’injections d’acide folique et de vitamine B12 sur la reprise de l’activité ovarienne postpartum chez des vaches laitières grâce à une amélioration de l’efficacité du métabolisme énergétique. La phase expérimentale s’est effectuée sur 24 vaches réparties en 12 blocs de deux vaches. À partir de trois semaines avant la date prévue du vêlage les vaches ont reçu une injection intramusculaire hebdomadaire de 5 ml de : 1) saline 0,9 % ou; 2) 320 mg d’acide folique et 10 mg de vitamine B12. La prise alimentaire et la production du lait ont été enregistrées. Des échantillons de lait ont été récoltés aux deux semaines et analysés pour les composantes du lait. Des échantillons sanguins ont aussi été prélevés à toutes les semaines, sauf pour les trois premières semaines postpartum durant lesquelles des échantillons sanguins ont été prélevés aux trois jours, afin d’évaluer le statut métabolique. À compter du jour 30 de lactation, des échantillons sanguins ont été prélevés aux trois jours afin de définir le point de reprise de l’activité ovarienne. Le développement folliculaire a été suivi par un examen échographique aux trois jours à partir du jour 42. Aux fin de caractériser le développement folliculaire, une classification basée sur le diamètre des follicules (f<8 mm; 8<f<10 mm; 10<f<12 mm; 12<f<13 mm and f>14 mm) a été utilisée. Durant chaque échographie, le nombre de follicules dans chaque classe a été enregistré. La comparaison de développement folliculaire entre les vaches demandait un moment précis et comparable, et pour ce faire, le profil de concentrations sanguines de progestérone à l’ovulation comme un point commun des animaux a été retenu. Pour le taux de gestation, seule une conception à la première insémination a été considérée comme un résultat positif. Les concentrations plasmatique plus élevées de vitamine B12 et d’acide folique chez les animaux traités (p<0,0001, p=0,0014 respectivement) confirment que l’administration du traitement fut efficace. Les résultats ont mis en évidence l’effet positif du supplément vitaminique sur la perte de poids en début de lactation, période de balance négative d’énergie (p=0,0036). Le traitement vitaminique a augmenté le lactose total secrété dans le lait (p=0,0139), durant les premières huit semaines suivant la parturition et aussi la sécrétion de protéines totales du lait (p=0,0204), même si les gras totaux n’étaient pas significativement affectés par le traitement (p=0,3059). Ni les pourcentages des composantes du lait (gras, lactose et protéines), ni la prise alimentaire en périodes de pré- et postpartum, ont été affectés par le traitement (p>0,1). La production du lait tendait à augmenter chez les animaux traités (p=0,0543). La concentration de BHB a été diminuée par les vitamines en période postpartum (p=0,032) et un effet du temps a aussi été observé (p=0,005). Les analyses des données postpartum confirment une tendance décroissante dans le temps du BHB chez les vaches traitées (p=0,063). La concentration plasmatique de l'urée n'a pas été influencée par le traitement. La concentration plasmatique des AGL n'a pas été affectée par le traitement, mais une interaction de traitement et temps (p=0,076, p=0,088 pour le pré et postpartum, respectivement) indique une tendance à être plus faible chez les vaches traitées. Il y avait plus de follicules pré-ovulatoires chez les vaches traitées (p=0,0263) et le follicule dominant était plus gros (p=0,0091). Une différence significative des concentrations sériques d’œstradiol à l’ovulation ± 1 jour (p=0,0433) confirme le nombre et la taille plus élevés des follicules chez les vaches traitées. La première insémination des vaches se faisait au premier œstrus après 57 jours de lactation. Les vaches recevant l’injection de vitamine B12 et d’acide folique ont été inséminées 5,5 jours avant les vaches témoins mais la différence n’était pas significative. Les résultats confirment l’hypothèse de départ que des injections de vitamine B12 et d’acide folique auraient des effets positifs sur les performances productives et reproductives de vaches laitières en début de lactation.

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Ce mémoire porte sur l’analyse de la croissance folliculaire dans l’ovaire chez la vache et l’humain. La transcription des gènes dans les cellules folliculaires indique quels mécanismes moléculaires sont modulés dans le follicule. Le premier volet de ce projet, chez le bovin, avait pour but de déterminer le profil transcriptomique des follicules de taille moyenne, entre 6 et 9 mm, appartenant à la phase de développement portant les ovocytes les plus compétents. Dans le deuxième volet, réalisé avec des tissus humains, l’impact de l’administration de hCG, une hormone pré-ovulatoire, a été évalué au niveau transcriptomique dans un cycle stimulé. Pour la première fois, des indicateurs géniques sont associés spécifiquement à trois phases clés du développement folliculaire, mais plus particulièrement à la phase plateau, ou atrésie précoce, correspondant à une compétence accrue des ovocytes à produire un embryon. Ces résultats apportent une contribution importante dans la définition des mécanismes moléculaires agissant dans le développement folliculaire. / This master’s thesis focused on the analysis of follicle growth in the ovary of both cows and humans. Genes’ transcription in follicular granulosa cells indicates which molecular mechanisms are modulated in the follicle. The first part of this project, in bovine, aimed to determine the transcriptomic profile of medium-sized follicles, between 6-9 mm, belonging to the follicular phase containing the most competent oocytes. In the human facet, the impact of hCG administration, a pre-ovulatory hormone, was evaluated at the transcriptomic level in a stimulated cycle. For the first time, genic indicators are specifically associated to three key phases of follicular development, especially the plateau phase, or early atresia, which correspond to an enhanced competence of the oocyte to produce an embryo. These results are an important step towards further defining the molecular mechanisms at work during follicular development, or folliculome.

Malgré l’amélioration des techniques de procréation médicalement assistée (PMA), les données recensées depuis 40 ans montrent un faible taux de gestation après transfert embryonnaire et une incidence élevée de certains syndromes périnataux. Parmi les causes de l’insuccès de la PMA, les conditions de culture de l’embryon sont sous-optimales pour le développement normal précoce, occasionnant différents stress qui affectent la qualité de l’embryon et sa compétence à produire une gestation. Afin de mieux comprendre l’impact de la PMA sur la qualité embryonnaire, des analyses de micro-puce ont montré des changements dans l’expression de plusieurs centaines de gènes chez les embryons produits par culture in vitro en comparaison à ceux produits in vivo. Cependant, les changements transcriptomiques spécifiquement associés à la baisse de qualité embryonnaire restent encore indéterminés. En hypothèse, nous supposons que l’étude des différences transcriptomiques résultant spécifiquement du stress de la culture permette de déterminer les profiles d’expression génique directement associés à la mauvaise qualité des embryons en culture. Dans ce contexte, nos objectifs consistaient à moduler le niveau de stress en culture afin d’affecter la survie embryonnaire, puis de comparer les gènes différentiellement exprimés entre embryons contrôles et embryons stressés (analyse par miro-puce et RT-qPCR). Pour ce faire, l’exposition à un stress énergétique, oxydatif ou lipidique a été utilisée séparément pour départager les différents effets de la culture sur le développement de l’embryon bovin. Les résultats de ce projet ont mis en évidence l’impact progressif du stress énergétique en culture sur le métabolisme de l’effet Warburg, un processus développemental permettant une adaptation pathologique aux dysfonctions mitochondriales. Par la suite, l’impact du stress oxydatif a révélé des réactions inflammatoires et fibrotiques en association à la baisse de qualité embryonnaire. Enfin, l’impact du sérum et des lipides s’est traduit par un profil indiquant des perturbations inflammatoires et métaboliques, complétant notre étude des mécanismes impliqués dans la réponse au stress de la culture. En conclusion, ce projet a permis de caractériser des bio-marqueurs récurrents du stress embryonnaire chez le bovin, ouvrant à des perspectives du diagnostique de la viabilité embryonnaire et du développement d’alternatives pour mieux cultiver les embryons précoces. / For 40 years, assisted reproductive technologies have given life to millions of offspring (human and others mammals), however numerous studies have reported lower gestational survival after embryo transfer and higher risk of perinatal syndromes. One reason for ART disappointment is the lower quality of produced embryos as a result of suboptimal condition of in vitro culture (IVC). In vitro environment induces stresses that affect viability and then gestational competence. To better understand the impact of ART on embryo quality in the bovine, transcriptomic analyses have detected differential expression in hundreds of genes in IVC embryos compared to theirs in vivo counterparts. However, how the differentially expressed genes translate into developmentally compromised embryos is unresolved. Here, we hypothesized that analyzing the gene expression specifically associated to increased stress conditions of in vitro culture could identify the transcriptomic signature associated with the compromised quality of ART-derived embryos. Therefore, our strategy used microarray technology to characterize transcriptomic markers expressed by bovine blastocysts cultured in conditions which are known to impair embryo development. Separate exposure to high glucose stress, oxidative stress and high lipid stress conditions were used to exaggerate the IVC impact on embryo viability in the bovine model. Results highlighted the progressive impact of energetic stress on the Warburg metabolism, a developmental process that allows pathological adaptation to mitochondrial dysfunction. In addition, the analysis of embryonic response to oxidative stress showed the implication of inflammatory and fibrosis-like reaction to pro-oxidant exposure, and the association with embryonic quality. Finally, our last study showed the impact of serum and lipids on both metabolic and inflammatory response, complementing the identification of the developmental mechanisms underlying the stress response to sub-optimal IVC conditions. To conclude, we have characterized biomarkers of embryonic stress in the bovine, offering perspectives in the diagnostic of embryonic viability and the development of alternatives to ameliorate the culture conditions for early embryos.

Les systèmes d’aquaculture en recirculation (RAS) possèdent plusieurs avantages comparativement aux systèmes d’élevage ouverts. Parmi ces avantages, notons l’économie d’eau, le contrôle de certains paramètres physico-chimiques et le meilleur traitement des eaux usées. Cependant, les poissons élevés en RAS sont souvent pris avec des problèmes de mauvais goût. Ce mauvais goût chez le poisson est dû à l’accumulation dans les tissus lipidiques de molécules telles que la géosmine et le 2-méthylisobornéol. Les cyanobactéries, les actinomycètes, les myxobactéries, entres autres, sont reconnues comme étant productrices de ces molécules. Lorsque les molécules sont présentes dans les systèmes d’élevage, l’accumulation dans la chair des poissons rend le poisson impropre à la consommation bien que non-toxique. La limite de détection humaine pour ces molécules est de l’ordre du ng/L dans l’eau et du μg/kg dans la chair de poisson. Aucune technologie (ozonation, filtration, etc.) n’est suffisante pour régler complètement ce problème. Cette étude est la première qui étudie l’impact de la moulée utilisée sur l’apparition du mauvais goût chez le poisson élevé en RAS. Comme la moulée a une influence directe sur différents paramètres physico-chimiques de l’eau des bassins, il se pourrait que cela ait un effet sur la quantité de micro-organismes producteurs de molécules du mauvais goût. L’hypothèse de départ était que l’utilisation d’une moulée produisant moins de solides en suspension pourrait limiter l’apparition de mauvais goût dans la chair de truites arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss). Pour l’expérience, deux moulées différentes ont été utilisées. La première est reconnue pour produire des fèces compactes tandis que l’autre est reconnue pour produire des fèces plutôt friables. La concentration de géosmine était différente entre les deux unités. Aucune corrélation n’a été observée entre les paramètres physico-chimiques et la concentration de géosmine. Cependant, certains paramètres (concentration de phosphore, quantité de solides en suspension) pourraient avoir un influence dans ce cas-ci. L’apparition du mauvais goût chez le poisson élevé en RAS peut donc être influencée par la moulée utilisée.

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Le transport est un maillon indispensable de la production porcine, néanmoins considéré comme l’étape la plus stressante. Cette thèse avait pour objectifs d’identifier les facteurs de stress à l’origine des réactions physiologiques et comportementales des porcs d’abattage pendant le transport, ainsi que de développer des moyens de réduire ces réactions de stress. Les travaux ont tout d’abord permis de préciser l’effet de facteurs liés à l’environnement du camion. Il a été montré que le déchargement des porcs était facilité en utilisant une rampe de pente inférieure ou égale à 21o, en l’absence de marche en bas de la rampe et lorsque l’angle d’entrée à la rampe était inférieur ou égal à 30o. Les résultats ont aussi permis de souligner que la longueur de la rampe pouvait négativement affecter la perception de la rampe par l’animal. Il a ensuite été montré que les animaux souffraient de l’exposition au froid lors de transports dans les conditions climatiques hivernales canadiennes et ce, d’autant plus que les transports étaient longs (18 h). L’exposition au froid avait rendu les animaux moins enclins à s’allonger au sol dans le camion (sol trop froid) et avait causé une augmentation du métabolisme (lutte contre le froid) ainsi qu’un état de soif plus important. Cette thèse a également permis de montrer que des facteurs liés à l’expérience et à la manipulation de l’animal contribuaient au stress du transport. Nous avons observé qu’un exercice quotidien contribuait à lui seul à faciliter la manipulation des porcs et à réduire leur réponse cardiaque, alors qu’une exposition préalable à une rampe n’avait pas eu d’effet bénéfique sur leur réponse pendant le chargement. Enfin, les résultats de la présente étude soulignent l’importance de la durée de la période de repos sur la capacité d’adaptation au stress en mettant en évidence que si les porcs ne pouvaient pas suffisamment se reposer après un exercice, alors la récupération suite à une nouvelle exposition à l’exercice était négativement affectée. Cette thèse souligne que des améliorations liées à la configuration du véhicule et à la manipulation des animaux sont à apporter afin d’améliorer le bien-être des porcs d’abattage pendant le transport. / Transportation is necessary, but has been reported as the most stressful step of swine production. This thesis aimed at identifying stressors contributing to physiological and behavioural stress responses of market-weight pigs during transport, and to develop means of reducing those stress reactions. This thesis demonstrated the effect of stressors associated with vehicle design. It was found that unloading pigs was easier when a ramp with a slope equal to or lower than 21o, no step at the bottom of the ramp, or an angle of entrance equal to or lower than 30o was used. Results also highlighted that ramp length could be detrimental to the way the animal perceived the ramp. Results also showed that under Canadian climatic conditions, long transports (18 h) in cold weather appear to be more detrimental to pig’s welfare. Exposure to cold temperature made pigs reluctant to rest on cold floors and caused an increase in metabolism (cold coping mechanism) and thirst. This thesis also demonstrated that factors associated with animal handling and previous experience could contribute to the stress of transport. It was found that daily exercise, by itself, improved the ease of handling and reduced cardiovascular response, while it appeared that a previous exposure to a ramp had no beneficial effects. Results also highlighted the importance of rest duration on the capacity of adaptation to stress, by demonstrating that when pigs are not initially given enough rest to recover from exercise, the recovery from a subsequent exposure to the same exercise is negatively affected. Overall, this thesis suggests that some improvements in truck design and animal handling should be made in order to improve the welfare of market-weight pigs during transport.

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