Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 08/08/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-404954)
Une microcoupure d’un millimètre à l’extrémité de la queue chaque semaine, deux tests de tolérance au glucose de six prélèvements chacun, une inoculation de flore intestinale par voie rectale sous anesthésie : 284 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 20 d’entre elles et modéré pour 264. Une partie est utilisée comme donneuse de caecum, les autres reçoivent un régime hyperlipidique destiné à les rendre obèses et diabétiques. Il s’agit d’établir un lien de cause à effet entre des bactéries intestinales productrices de 4-crésol et l’équilibre glycémique, avec des applications thérapeutiques annoncées à moyen terme. Le porteur retient la souris pour ses homologies de régulation glucidique avec l’humain et fixe leur âge entre trois et six mois, le temps que leur microbiote se stabilise.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Ce projet vise à mettre en évidence un lien de cause à effet entre la modification de la flore intestinale et la santé métabolique du rongeur. De nombreuses études mettent en évidence le rôle de modifications de l’architecture de la flore intestinale dans le risque de nombreuses maladies auto-immunes, métaboliques, neurodéveloppementales et neuro-dégénératives, y compris au cours du diabète de type 2. En revanche, l’impact physiopathologique de bactéries individuelles de la flore intestinale, connues pour synthétiser des produits à effets bénéfiques sur la santé, sur les caractéristiques et l’évolution de ces maladies est mal connu, et ce projet vise à en élucider les mécanismes à travers des études in vivo chez la souris. Plus particulièrement nous étudierons l’impact de bactéries productrices de 4-cresol, un métabolite synthétisé exclusivement par la flore bactérienne intestinale, sur l’homéostasie glucidique dans un modèle préclinique de diabète de type 2 : la souris soumise à un régime hyperlipidique. De plus, nous étudierons également l’impact d’un transfert de flore venant d’animaux résistants à l’obésité afin de mettre en évidence des effets protecteurs éventuels chez les souris receveuses. Ce projet sera réalisé en conformité avec la règle des 3Rs et dans le respect du bien-être animal. Ce projet durera 3 ans et le nombre total d’animaux utilisés est de 284 souris.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet devrait permettre de valider l’effet de métabolites de la flore bactérienne sur l’homéostasie glucidique de l’hôte et d’envisager des applications thérapeutiques dans le diabète chez l’Homme. En effet le rôle causal de produits de bactéries individuelles présentes naturellement dans le microbiote intestinal sur la modulation de la prise de poids et de l’équilibre glycémique n’est pas encore complètement démontré. Cela représente toutefois une piste prometteuse pour le traitement de l’intolérance au glucose et du diabète. Les résultats attendus pourraient ouvrir notamment de nouvelles perspectives pour le traitement du diabète de type 2, à moyen terme, avec l’élaboration de nouveaux produits probiotiques.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront pesés 2 fois par semaine. Des prélèvements de sang au niveau des vaisseaux caudaux seront réalisés une fois par semaine (10 microlitres) pour mesure de la glycémie et de l’insulinémie basale (sauf pour les animaux des lots 1 et 2 utilisés comme donneurs de caecums). Des tests de tolérances au glucose (gavage par voie orale d’une solution de glucose 20% à 2g/kg) seront réalisés 15 jours après le transfert de flore, puis 2 mois après (les 2 tests seront donc espacés de 6 semaines). La glycémie sera mesurée aux temps 0, 10, 30, 45, 60 et 90) à l’aide d’un lecteur de glucose grâce à des prélèvements par les vaisseaux caudaux et à raison de 5 microlitre par prélèvements (25 microlitre par test). Pour résumer pour chaque animal: prélèvement basal (une fois par semaine):10 microlitres. Test de tolérance au glucose : 50 microlitres. Les animaux destinés au transfert de flore seront anesthésiés à l’isoflurance pendant quelques minutes dans la cage d’induction afin de s’assurer de leur immobilité pendant l’inoculation de la flore par voie rectale. Cette voie d’administration est parfaitement maîtrisée par l’équipe.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Compte tenu de notre expérience dans le type de procédures mises en oeuvre dans ce projet, qui ont toutes été déjà optimisées, nous ne prévoyons pas de nuisances ou effets indésirables (sauf l’induction de l’obésité et diabète, nuisance légère) qui pourraient conduire à la mise à mort anticipée des animaux. En ce qui concerne l’acte « transfert de flore », l’inoculation de flore par gavage que nous utilisons chez l’animal est une technique qui necessite une contention de courte duree (
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue des procédures les animaux seront mis à mort afin de collecter des tissus et du plasma en vue de mesures biochimiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le contrôle du métabolisme fait intervenir de nombreux organes (foie, intestin, cerveau, muscles, tissus adipeux) qui communiquent entre eux, avec la contribution de produits du microbiote intestinal, en permanence pour informer l’organisme des besoins énergétiques et contrôles les flux d’énergie en fonction des besoins. Il est très difficile de mimer in vitro toutes ces interactions et c’est pour cela que l’utilisation des modèles animaux vivants est encore nécessaire. Cependant, nous avons entamé une réflexion sur le développement d’approches in vitro du type « organ on chips » qui permettent de mimer quelques interactions entre organe. Certains des travaux réalisés in vitro auront pour but de remplacer, au moins en partie, les approches in vivo.
2. Réduction
Pour réduire le nombre d’animaux, nous avons effectué un travail en amont qui nous a permis d’identifier des cibles d’intérêts parmi les bactéries grâce à des analyses de criblage in vitro et in silico. Ainsi cette sélection, effectuée en partenariat avec des experts en microbiologie, a abouti à ne retenir que les bactéries candidates les plus fiables et ce sont elles qui seront testées in vivo, réduisant ainsi le nombre d’animaux nécessaires à l’étude.
3. Raffinement
Les animaux seront maintenus avec leurs congénères dans des milieux enrichis avec des morceaux de bois et des tubes en carton, ce qui permettra d’améliorer leur bien être. Ils seront également observés quotidiennement et un suivi du poids et de la prise alimentaire seront réalisés 2 fois par semaine. Cela nous permettra d’identifier rapidement les animaux en souffrance. En cas de perte de poids supérieure à 15 % , ou d’atteinte d’un point limite défini par notre grille de scoring décisionnel, l’animal sera euthanasié. Pour réduire le stress infligé aux animaux, le transfert de flore par voie rectale sera effectué sous anesthésie légère après passage dans une chambre d’induction à l’isoflurane, et le diamètre de la sonde est adapté à la taille de l’animal. Un intervalle de temps d’au moins 2 semaines est prévu entre le transfert de flore et le premier test. Pendant les tests de tolérance au glucose, les prises de sang seront réduites au minimum pour permettre le dosage d’insuline par des kit Elisa ultrasensibles (nécessitant 5μl de plasma), et les tests eux-mêmes seront espacés de 6 semaines.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les modèles précliniques de souris sont des outils complémentaires et essentiels, partageant avec l’humain de fortes homologies dans les régulations physiologiques, en particulier le contrôle de l’homéostasie glucidique et de l’adiposité. Adulte de 3 à 6 mois afin que le microbiote intestinal soit stable.