Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 06/02/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-829916)
60 souris juvéniles vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent un régime pauvre en protéines et riche en graisses, un probiotique, puis des tests de tolérance au glucose et à l’insuline avec sept prélèvements de sang à la queue, avant mise à mort pour prélever les organes. Le porteur étudie l’effet d’une bactérie sur le métabolisme de souriceaux mal nourris, en vue de futures cibles pour la malnutrition infantile. Il affirme qu’aucun modèle in vitro ne reproduit un organisme entier.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La malnutrition infantile est un problème majeur à travers le monde. Elle inclut la sous-nutrition, mais également l’obésité chez les enfants, résultant toutes deux d’un régime alimentaire déséquilibré. Des études ont montré que le microbiote des individus mal nourris était sévèrement impacté. De plus, une intervention probiotique (micro-organisme vivant qui, lorsqu’il est ingéré en quantité suffisante, exerce des effets positifs sur la santé, au- delà des effets nutritionnels traditionnels) permettait de compenser partiellement les effets négatifs de la sous-nutrition protéique chez un modèle préclinique de rongeur. Cependant, les effets de ce probiotique dans un contexte nutritionnel lié à l’obésité infantile ainsi que les mécanismes d’action de ce dernier sont encore mal connus. Des études précédentes portant sur des régimes riches en graisses ont permis de montrer qu’un traitement avec ce probiotique permettait d’améliorer l’équilibre glucidique, en particulier sur des périodes longues de régimes riches en graisses et pauvres en protéines (ce type de régime reproduit un régime occidental). Il serait donc intéressant d’explorer de façon détaillée l’effet du probiotique en conditions contrôle ou riches en graisse et pauvre en protéines, et sur des périodes de temps plus courtes, après le sevrage. En utilisant un modèle murin de régime pauvre en protéines et riche en graisses permettant une approche de physiologie intégrée, l’objectif de ce projet est de caractériser finement le métabolisme des souris et les potentiels effets bénéfiques d’une bactérie probiotique dans un contexte nutritionnel contrôle ou de régime occidental.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les altérations métaboliques induites pas la malnutrition dans un contexte juvénile sont encore mal connues, de même que les effets bénéfiques du probiotique. Ce projet permettra d’identifier les modifications précises qui s’opèrent lors d’un régime métaboliquement délétère et d’évaluer les potentiels effets positifs d’un traitement avec la bactérie probiotique. Il sera possible d’identifier au cours du projet de futures cibles thérapeutiques permettant d’optimiser à long terme la prise en charge des enfants souffrant de syndrome métabolique au travers d’un traitement nutritionnel et probiotique adapté.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à un régime nutritionnel faible en protéine et riche en graisse (qui mime un régime occidental) ou à un régime contrôle pendant la durée de la procédure, ainsi qu’à un traitement avec une bactérie probiotique ou un placebo dans le creux de la joue 5 jours sur 7. Un test de tolérance au glucose sera réalisé sur les animaux vigiles (voie orale par gavage) et 7 prélèvements sanguins (2-3 μL) seront réalisés au bout de la queue afin de mesurer la glycémie au cours du temps, ainsi que trois prélèvements de 20 µL pour mesurer l’insulinémie au cours du temps. Les animaux nourris avec le régime nutritionnel « occidental » seront soumis à un test de tolérance à l’insuline. Pour cela les animaux recevront une injection intrapéritonéale d’insuline et 7 prélèvements sanguins (2-3 µL) seront réalisés au bout de la queue afin de mesurer la glycémie au cours du temps. Les animaux nourris avec un régime contrôle seront soumis à un test de tolérance au glucose par voie intrapéritonéale. Ils recevront une injection intrapéritonéale de glucose (2mg/L) et 7 prélèvements sanguins (2-3 µL) seront réalisés au bout de la queue afin de mesurer la glycémie au cours du temps. Enfin, un prélèvement de sang dans la veine porte sera réalisé 15 minutes après un gavage au glucose. Pour cela, après une injection de buprénorphine, les animaux seront anesthésiés avec de la kétamine et de la lidocaïne et une laparotomie sera réalisée. L’ensemble des interventions seront réalisées sur 60 animaux.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Cette procédure devrait entraîner des nuisances modérées sur les animaux. Le régime pauvre en protéines et riche en graisses (RO) utilisé dans le cadre de cette procédure a déjà été utilisé et il n’engendre pas de phénotype délétère. Ce régime vise à modéliser les altérations métaboliques induites par un régime occidental. Aucune modification de l’activité, ni de stress anormal n’a cependant été détecté chez les animaux nourris avec le régime pauvre en protéines et riche en graisses (RO). Pour limiter les effets délétères du régime RO, leur poids sera surveillé de façon régulière et les animaux seront mis à mort si un des points limites est atteint. Leur comportement sera également surveillé de manière quotidienne. Les tests de tolérance au glucose et à l’insuline impliquent des prélèvements sanguins au bout de la queue pouvant induire une douleur et un stress. L’injection sous-cutanée peut entraîner un gonflement ou un œdème, dont l’apparition sera surveillée quotidiennement après la procédure. La cicatrisation du bout de la queue sera également surveillée. Lors du test de tolérance à l’insuline, si la glycémie des animaux chute sous 60 mg/dL au cours de l’expérience, celle-ci sera arrêtée et les animaux recevront une injection intrapéritonéale d’une solution de glucose à 20%.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
L’ensemble de animaux mis en procédure seront mis à mort après le prélèvement en veine porte en vue du prélèvement des organes d’intérêt. Les mères qui n’auront pas subi de procédure expérimentale, seront réformées dans l’animalerie.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Cette étude implique une réponse intégrée de l’organisme à l’ingestion de divers régimes alimentaires et d’une bactérie probiotique, ce qui nécessite une étude chez l’animal. Aucun modèle in vitro ne permet de reproduire la complexité d’un organisme dans son entier, ce qui est nécessaire pour l’étude des fonctions métaboliques liées à la communication entre plusieurs organes. C’est pourquoi cette étude nécessite l’expérimentation animale. La souris sera utilisée car il s’agit d’un bon modèle pour étudier les modifications induites par divers régimes alimentaires et une bactérie probiotique sur le métabolisme dans un contexte physiologique.
2. Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au maximum pour permettre une analyse statistique pertinente des résultats obtenus, tout en contournant le problème de la variabilité inter-individuelle des paramètres étudiés. Dans une optique de réduction,l’ensemble des organes impliqués dans le métabolisme mais qui ne seront pas analysés dans le cadre de ce projet seront prélevés et conservés au congélateur pour d’éventuelles analyses ultérieures. Le protocole expérimental utilisera des souris issues d’une reproduction chez un fournisseur agrée. Le choix d’utiliser des souris issues d’un fournisseur permettra de mieux contrôler certains paramètres liés à l’âge et à la croissance juvénile afin d’assurer une analyse pertinente et un résultat statistiquement significatif. Les mères epourront être réutilisées pour d’autres procédures.
3. Raffinement
Afin de limiter les nuisances sur le bien-être des animaux au cours de cette procédure expérimentale, une surveillance accrue des animaux sera mise en place avec des visites quotidiennes. La croissance en taille et en poids sera mesurée individuellement chaque semaine afin d’identifier tout signe de souffrance que les animaux pourraient développer en cours d’expérimentation. Les animaux seront tatoués en début de procédure afin de permettre un suivi individuel de ces paramètres. La prise alimentaire sera également mesurée pour vérifier que les animaux s’alimentent correctement, et la nourriture sera mise directement dans la litière au début de la procédure expérimentale afin de faciliter l’accès aux souriceaux qui viendront d’être sevrés. Lors des tests de tolérance au glucose et à l’insuline, l’apparition d’un œdème ou d’un gonflement au point d’injection sous-cutanée ainsi que la bonne cicatrisation du bout de la queue suite aux prélèvements sanguins seront surveillés quotidiennement et pourront donner lieu à l’application locale d’antiseptiques le cas échéant. L’atteinte des points limites entraînera la mise à mort des individus concernés. Le protocole du régime expérimental et l’administration de probiotique, ainsi que le prélèvement en veine porte avant mise à mort ont déjà été employés au laboratoire et ne devraient pas apporter de souffrance animale.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris, qui est un animal omnivore, est un modèle classique en nutrition humaine. En raison de la connaissance de son microbiote, et des modèles disponibles, il s’agit d’un modèle préclinique de choix afin de comparer l’effet d’un probiotique dans une étude nutritionnelle. Les animaux utilisés seront suivis à partir du jour d’identification par tatouage dans la paume de pate arrière, et pendant les 35 jours de traitement post-sevrage. . L’objectif du projet est d’étudier les effets d’un probiotique sur le métabolisme pendant la période juvénile. Pour cela, les animaux doivent être inclus dans la procédure dés le sevrage, qui est une période clé pour la croissance et la maturation métabolique.