Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 26/08/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-269237)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La forte prévalence de l’obésité et du diabète, en particulier chez les enfants, souligne la nécessité de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le développement de ces pathologies. L’appétit et la dépense énergétique sont régulés par une région particulière du cerveau. Des études antérieures ont montré qu’une modification de l’environnement maternel de façon délétère (régimes déséquilibrés, stress) modifie le développement de cette région du cerveau et contribue aux maladies métaboliques tout au long de la vie. Le microbiote intestinal constitue une communauté complexe et dynamique de bactéries vivant dans le système digestif. Des changements dans la composition ou la fonction du microbiote intestinal ont été associés au développement de maladies métaboliques. Des données récentes suggèrent que le microbiote intestinal maternel influence le métabolisme, le comportement, le développement du cerveau chez la progéniture. Cependant, il reste à déterminer comment le microbiote maternel exerce ces effets sur la descendance. Le microbiote intestinal exerce ses effets en produisant des acides gras à courtes chaines. Chez l’individu adulte, la production des acides gras à courtes chaines par le microbiote exerce des effets anti-obésité et anti-diabète en activant une fonction de l’intestin : la production intestinale de glucose. De façon intéressante, la production intestinale de glucose double au cours des deux premières semaines de vie chez les rongeurs et nos données préliminaires montrent que cette augmentation spécifiquement dans cette période influence le développement du cerveau et protège des maladies métaboliques. L’objectif de cette étude pilote est d’évaluer si l’absence du microbiote maternel perturbe le pic d’induction de la production intestinale de glucose pendant la période périnatale et contribue à un mauvais développement du cerveau et aux maladies métaboliques.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Cette étude nous permettra de déterminer si l’absence de microbiote intestinal maternel (induit par un traitement antibiotique) altère le profil périnatal de la production intestinale de glucose. Ces résultats seront une première étape pour comprendre comment l’absence de microbiote maternel exerce ces effets sur la descendance. Si notre hypothèse est vérifiée, un projet plus important nous permettra d’étudier si l’induction constitutive de la production intestinale de glucose peut restaurer les défauts induits par l’altération du microbiote intestinal maternel. Dans l’affirmative, ces résultats offrent des perspectives intéressantes pour améliorer l’alimentation des nourrissons de manière à induire la production intestinale de glucose périnatale.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les 32 femelles suivront un traitement antibiotique de 36 jours par gavage les trois premiers jours (30 secondes) puis via une administration dans l’eau de boisson. Un groupe de 2 femelles subiront un prélèvement de sang à la queue (30 secondes) et 28 femelles subiront deux prélèvement de sang (30 secondes chacun).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Le traitement aux antibiotiques n’entraine pas de modification du comportement maternel, de perte de poids et de mal-être. Le gavage journalier pourrait présenter une légère irritation de l’œsophage. Les prélèvements sanguins peuvent engendrer une légère douleur de très courte durée au moment de la piqure.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les femelles et les souriceaux issus des croisements seront mises à mort pour prélèvements d’organes. Les mâles utilisés pour la reproduction seront réutilisés dans l’EU.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Cette étude ne peut pas être réalisée sur des cellules ou organoïdes car elle concerne l’influence de l’environnement maternel sur un paramètre d’un descendant. Les connaissances actuelles ne permettent pas de reproduire la complexité de l’environnement maternel sur un modèle cellulaire représentant l’organe du descendant.
2. Réduction
Le nombre de descendants nécessaires pour observer une variation de la production intestinale de glucose est le paramètre pris en compte pour calculer le nombre d’individus nécessaires. Ce nombre a été calculé au plus juste par des méthodes statistiques et à partir des résultats d’études précédentes : soit un maximum de 14 par point de mesure. L’analyse précise de la production intestinale de glucose nécessite d’étudier 8 points de mesure dans les 21 premiers jours. Le nombre de souriceaux par portée est de 7 descendants en moyenne. Il faut donc 2 portées par point de mesure soit 16 portées par condition. Dans cette étude, 2 conditions seront étudiées : mères traitées aux antibiotiques – mères non traitées. Condition traitement : 16 portées = 16 femelles Condition non-traitée : 16 portées = 16 femelles TOTAL 32 femelles Les femelles et les mâles utilisés pour l’obtention des portées sont des souris de réforme d’élevage.
3. Raffinement
Les femelles du protocole seront acclimatées à l’animalerie avant la mise en place de la procédure. Pour favoriser l’accouplement, le soir précédent l’accouplement, de la litière des mâles sera introduite dans la cage des femelles et vice et versa. Les portées seront équilibrées à 7 bébés par portées en réalisant des adoptions de souriceaux issus de grandes portées par des mères de petites portées. Pour limiter le stress de séparation des nouveau-nés de leur mère en cas d’adoption, l’expérimentateur se frottera les mains avec la litière et les souriceaux à adopter seront déplacés avec de la litière et une partie du nid. Afin d’induire un renforcement positif, la sonde de gavage sera préalablement trempée dans une solution d’eau sucrée pour favoriser la déglutition de l’animal. Pour limiter l’irritation, le gavage sera réalisé avec une sonde de gavage souple. Les comportements anormaux qui doivent nous alerter sont : une souris prostrée, ayant les yeux fermés, n’ayant pas fait sa toilette, ayant une perte de poids suggérant une perte de la portée, une impossibilité à mettre bas. En cas d’observation de ces comportements anormaux et si aucun moyen de prévention/correction de la douleur n’a été efficace, l’animal en question est écarté du protocole et mis à mort par dislocation cervicale après anesthésie gazeuse.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le rôle de la production endogène de glucose par l’intestin pendant la période néonatale a été étudié chez les rongeurs. Les études réalisées sur des vertébrés inférieurs tels que le poisson montrent que les régulations observées ne sont pas les mêmes que les mammifères. Nos études sont réalisées afin de fournir des bases fondamentales à la recherche clinique humaine. Nous souhaitons donc réaliser nos expériences avec des modèles animaux dont les systèmes de régulation sont semblables à l’Homme. Nous étudions l’importance du microbiote intestinal maternel sur la descendance donc cette étude ne concerne que des femelles adultes âgées de 12 semaines.