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Methodologies to Assess the Bioactivity of an Herbal Extract on Immunity, Health, Welfare and Production Performance in the Chicken: The Case of Melissa officinalis L. Extract

Par 22 octobre 2021 novembre 10th, 2021 Pas de commentaire

Type de document : Article scientifique publié dans Frontiers in Veterinary Science

Auteurs : Angélique Travel, Angélique Petit, Perrine Barat, Anne Collin, Camille Bourrier-Clairat, Marion Pertusa, Fabien Skiba, Sabine Crochet, Estelle Cailleau-Audouin, Pascal Chartrin, Vanaïque Guillory, Denis Bellenot, Rodrigo Guabiraba,Laurence A. Guilloteau

Résumé en français (traduction) : Méthodologies pour évaluer la bioactivité d’un extrait de plantes sur l’immunité, la santé, le bien-être et les performances de production chez le poulet : Cas de l’extrait de Melissa officinalis L.

Résumé en français (traduction) : Le potentiel des extraits de plantes contenant des composés bioactifs pour renforcer l’immunité pourrait contribuer à réduire l’utilisation d’antimicrobiens chez les volailles. Cette étude visait à développer un outil méthodologique fiable et robuste pour évaluer la capacité d’extraits de plantes à renforcer les défenses innées du poulet, en particulier en matière d’inflammation et de stress oxydatif. Cette méthodologie a été appliquée à l’extrait de Melissa officinalis L. (MEL), reconnu pour ses activités biologiques, notamment ses propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires. Différentes méthodes ont été utilisées pour (1). garantir la qualité de l’extrait de MEL et sa capacité à stimuler le système immunitaire inné ; (2). évaluer la pertinence d’un modèle ex vivo pour mimer les défis de l’inflammation et du stress oxydatif en remplacement de l’injection de LPS chez les poulets ; (3). analyser les effets d’une alimentation supplémentée en extrait de MEL sur l’inflammation et le stress oxydatif induits ex vivo ; (4). évaluer les effets de l’extrait de MEL sur l’équilibre redox, la santé, le bien-être et les performances des poulets de chair exposés à des conditions de départ suboptimales par une approche à grande échelle. La qualité des préparations d’extraits de MEL, par la quantification phytochimique de l’acide rosmarinique (AR), a révélé des concentrations variables d’AR dans les différents extraits de MEL. Les concentrations d’AR sont restées stables pendant au moins 9 mois et dans les aliments trois mois après l’incorporation de l’extrait de MEL. Lors de l’incubation avec des lignées de cellules de poulet, l’extrait de MEL a montré une activation métabolique potentielle et la capacité de stimuler les fonctions immunitaires, mais a induit une cytotoxicité à des concentrations élevées. Le modèle original ex vivo d’inflammation développé sur des cellules sanguines de poulet a permis d’exprimer des biomarqueurs d’inflammation et de stress oxydatif et a révélé que les cellules sanguines de poulets nourris à l’extrait de MEL présentaient des propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires. Le modèle expérimental de conditions de départ suboptimales des poulets a validé les effets bénéfiques de l’extrait de MEL sur l’équilibre redox et a également mis en évidence une amélioration des performances pendant la phase de croissance, une tendance à moins de défauts musculaires mais une plus grande sévérité des lésions de pododermatite sans affecter les autres indicateurs de bien-être. Cette étude a regroupé des méthodes et des outils pouvant être combinés en fonction de l’extrait végétal, des besoins des professionnels travaillant dans les systèmes de production avicole et du personnel responsable de la santé, du bien-être et de l’alimentation des animaux.

Résumé en anglais (original) : The potential of herbal extracts containing bioactive compounds to strengthen immunity could contribute to reducing antimicrobial use in poultry. This study aimed at developing a reliable and robust methodological pipeline to assess the ability of herbal extracts to strengthen chicken innate defenses, especially concerning inflammation and oxidative stress. This methodology was applied to Melissa officinalis L. (MEL) extract, recognized for its biological activities including antioxidant and anti-inflammatory properties. Different methods were used to (1). guarantee the quality of MEL extract and its capacity to stimulate the innate immune system; (2). evaluate the relevance of an ex vivo model to mimic inflammatory and oxidative stress challenges to replace LPS injection in chickens; (3). analyse the effects of feed supplemented with MEL extract on inflammation and oxidative stress induced ex vivo; (4). assess the effects of MEL extract on the redox balance, health, welfare and performance in broilers exposed to suboptimal starting conditions through a large-scale approach. The quality of MEL extract preparations, through phytochemical quantification of rosmarinic acid (RA), revealed varying concentrations of RA in the different MEL extracts. RA concentrations remained stable for at least 9 months and in feed three months after incorporating MEL extract. When incubated with chicken cell lines MEL extract showed potential metabolic activation and ability to stimulate immune functions but induced cytotoxicity at high concentrations. The original ex vivo model of inflammation developed on chicken blood cells enabled inflammation and oxidative stress biomarkers to be expressed and revealed antioxidative and anti-inflammatory properties of blood cells from chickens fed MEL extract. The experimental model of chicken suboptimal starting conditions validated beneficial effects of MEL extract on the redox balance and also evidenced improved performance during the growth phase, a tendency for fewer muscle defects but a higher severity of pododermatitis lesions without affecting other welfare indicators. This study grouped methods and tools that could be combined according to the plant extract, the needs of professionals working in poultry production systems and staff responsible for animal health, welfare and feeding.

Article ayant donné lieu à une actualité d’INRAE le 28 octobre 2021 : Evaluer le potentiel des extraits de plantes pour renforcer l’immunité des volailles en élevage

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Extrait du site de Frontiers in Veterinary Science