Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 30/03/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-302210)
224 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Des mères reçoivent un antibiotique dans l’eau de boisson et leurs ratons subissent des gavages quotidiens entre le vingt-deuxième et le trente-cinquième jour de vie, avant mise à mort pour accéder au contenu de leur gros intestin. Le porteur indique que les mères ne peuvent être réutilisées et sont tuées après le sevrage, et prévoit d’utiliser les portées surnuméraires pour une étude annexe sur l’appétence au lait de soja. Il affirme qu’aucun modèle in vitro ne rend compte de la colonisation du tube digestif.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Il est établi que, chez l’adulte, le microbiote intestinal interagit, de façon variable selon sa composition, avec la santé de l’hôte. Les données récentes suggèrent que ceci serait également vrai en période néonatale avec d’éventuelles répercussions sur le risque de maladie tout au long de la vie. Comprendre les mécanismes qui contrôlent la composition et l’assemblage du microbiote en période néonatale constitue donc un enjeu majeur en termes de prévention à long terme de la santé. Nous supposons que certaines molécules secrétées par les bactéries dénommées « auto-inducteurs » (AIs) sont impliquées puisqu’elles permettent la communication inter-bactérienne et peuvent interagir avec la composante immunitaire de l’hôte, qui participe au contrôle de l’assemblage du microbiote. Notre objectif est donc de démontrer l’implication de ces auto-inducteurs dans la modulation de l’assemblage néonatal du microbiote intestinal. Pour ce faire, nous évaluerons i) l’influence d’une modulation de la composition des microbiotes néonataux, induite par antibiothérapie transitoire des mères, sur la production des autoinducteurs par le microbiote des descendants au cours de son assemblage et ii) la capacité d’aliments modèles, enrichis en différents autoinducteurs, à moduler le microbiote non stabilisé.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le projet établira la contribution des AIs au contrôle de l’assemblage du microbiote intestinal chez le rat. Ce résultat revêt un intérêt en termes de transposabilité à d’autres couples hôte/microbiote (ex microbiote intestinal chez l’homme, microbiotes cutané, vaginal, …). En outre, en identifiant les AIs majoritairement impliqués, il contribuera à accroître la connaissance des mécanismes d’interaction hôte-microbiote et à garantir la sécurité des aliments fermentés dont certains contiennent naturellement des AIs. De telles avancées ouvrent la voie à de nouvelles stratégies de modulation des microbiotes ce qui revêt un intérêt majeur au vu de l’implication du microbiote dans la régulation de la santé de l’hôte.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Tous les animaux inclus dans ce projet seront soumis à manipulation lors de la constitution des portées ou des suivis pondéraux. Certains d’entre eux (i.e. les 64 ratons élevés par les 8 mères dont l’eau de boisson sera supplémentée en antibiotique) seront soumis à un traitement antibiotique indirect alors que d’autres (ie les 80 ratons inclus dans la procédure 2) seront soumis, quotidiennement entre leur 22e et 35e jour de vie, à des gavages intra-stomaccaux réalisés sur animaux vigiles.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Pour les animaux inclus dans ce projet, les nuisances induites par les 2 procédures qui relèvent des classes de sévérité « légère » ou « modérée » devraient se limiter au stress généré par les séparations mères/portées ponctuelles et par la manipulation lors de leurs pesées, gavages et mises à mort puisque les traitements qui seront appliqués ne devraient entraîner aucun effet indésirable spécifique. En effet, le traitement antibiotique qui sera appliqué est d’usage courant en médecine vétérinaire et la supplémentation d’aliments modèles enrichis en AIs mime des situations usuelles puisque les AIs sont des composés naturellement présents dans l’alimentation humaine.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Compte tenu de l’influence connue du nombre de gestations vécues sur la physiologie et le comportement maternel, les rates utilisées pour générer les portées au sein de chacune des 2 procédures ne peuvent être réutilisées dans nos expérimentations animales et seront mises à mort une fois leurs ratons sevrés. Dans chacune des 2 procédures, l’accès aux contenus du gros intestin, segment intestinal dans lequel l’implication des AIs est la plus probable, est indispensable. De ce fait, la mise à mort des ratons en fin de mise en place du microbiote intestinal est inévitable.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Aucun des modèles in vitro existant ne permet de rendre compte de la complexité des mécanismes physiologiques et immunitaires mis en jeu lors de la colonisation du tube digestif par les bactéries en période périnatale. L’étude in vivo est donc irremplaçable pour d’atteindre l’objectif de ce projet.
2. Réduction
Le nombre d’animaux est calculé en tenant compte des différences entre mâles et femelles, des nombres d’individus statistiques nécessaires ainsi que des risques de non fécondation des rates ou d’obtention de portées naturelles de taille insuffisante. En absence de données de concentrations luminales en AIs, les nombres d’individus statistiques ont été déterminés par calcul d’effectif réalisé à partir de données décrivant l’impact d’une antibiothérapie au cours de la gestation sur diverses caractéristiques du microbiote des descendants. La procédure n°1 repose sur le traitement de rates allaitantes : l’individu statistique indépendant correspond donc à la portée. Ainsi, 18 rates saillies de l’avant-veille seront commandées afin de garantir l’obtention de 16 portées de 8 ratons (4 mâles et 4 femelles) à subdiviser entre les 2 groupes expérimentaux. L’utilisation à différents stades de développement des 128 ratons mâles et femelles issus de ces portées valorisera au mieux les animaux obtenus à la mise bas. Pour la procédure n°2, les traitements seront appliqués aux descendants sevrés, chacun de ceux-ci constitue un individu statistique pertinent. De ce fait, 10 rates saillies de l’avant-veille seront commandées afin de garantir l’obtention de 8 portées de 10 ratons (5 mâles et 5 femelles), ces 80 descendants seront ensuite repartis (1 male et 1 femelle de chaque portée) dans les 5 groupes expérimentaux pour générer un effectif final de 8 males et 8 femelles consommant chacun des 5 suppléments testés. Pour éviter un gaspillage des animaux, les mères gestantes surnuméraires obtenues dans chacune des procédures (au maximum 4) et leurs descendants excédentaires seront utilisés pour une étude ancillaire destinée à évaluer la possibilité d’un projet futur en mesurant l’appétence des ratons nouvellement sevrés pour les boissons végétales à base de soja. Ces portées seront alors élevées sans traitement spécifique tout au long de la lactation. Après leur sevrage, les ratons, à qui sera proposé le lait de soja en parallèle de leur eau de boisson, feront l’objet d’un suivi de croissance et de consommationjusqu’à leur mise à mort (35e jour de vie). Cette valorisation des portées surnuméraires sera possible puisque pour chacune des procédures, le nombre de portées surnuméraires sera connu dès la mise bas alors que les traitements spécifiques seront appliqués soit au 5e jour de lactation (procédure 1) soit à l’issue du sevrage des ratons (procédure 2).
3. Raffinement
Le stress généré par les procédures en particulier par la manipulation des portées qui interférera avec les soins maternels et, dans le cas de la procédure 2, par des gavages sera limité du fait de leur mise en œuvre rapide mais sans brusquerie par un personnel compétent et entraîné, dans le respect de la charte nationale sur l’éthique de l’expérimentation animale et des recommandations relatives aux volumes administrables par gavage. En outre, la sélection d’une souche de rat présentant de bonnes qualités maternelles (Sprague-Dawley), l’usage de tapis chauffants sur lesquels positionner les portées séparées de leurs mères, l’enrichissement des cages à l’aide de matériau cellulosique pour le nid et de tunnels et l’hébergement par 2 pendant la majeure partie de la gestation et après sevrage contribueront à minimiser le stress des mères et des ratons. L’absence de nuisance durable sur le bien-être animal sera néanmoins vérifiée par observation des animaux lors des visites qui seront effectuées quotidiennement, y compris le week-end. L’évaluation de l’état des animaux qui sera alors effectuée conditionnera les éventuelles décisions d’administration d’analgésique dans le cas d’observation de signes attestant d’une souffrance (dos vouté, ventre rétracté, facies contracté, aggressivité, vocalisation).
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le choix du rat comme modèle d’étude résulte du fait que son microbiote intestinal s’établit au cours des premières semaines de vie, qu’il presente un développement rapide, qu’il est omnivore et que son coût est modéré. En outre, comparativement à la souris, sa moindre susceptibilité au stress le rend plus adapté à la manipulation des descendants au cours de la lactation et sa taille facilite la collecte de contenus intestinaux en quantité adaptée aux besoins de l’étude. De plus, l’expérience acquise par notre unité de recherche sur ce modèle renforce l’intérêt pour ce modèle animal dans le cadre de ce projet particulier.