Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 28/11/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-005081)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le vieillissement de la population s’accompagne d’une augmentation de la dépendance et des limitations fonctionnelles, dont la perte de masse et de force musculaire est l’une des causes principales. L’apport en protéines de qualité constitue un levier essentiel pour prévenir cela et les protéines du lactosérum sont aujourd’hui considérées comme optimales grâce à leur richesse en leucine, un acide aminé indispensable favorisant la synthèse protéique. Bien que les protéines végétales aient un équilibre en acides aminés de moindre qualité, l’utilisation de protéines végétales de diverses origines permet aujourd’hui de produire des mélanges présentant un profil d’acides aminés globalement satisfaisant. Cependant, il est difficile d’enrichir ces mélanges en leucine. Une protéine végétale se distingue pourtant par sa richesse en leucine : la zéine du maïs. Mais cette protéine est actuellement écartée de l’offre alimentaire car elle est peu soluble et très peu digestible. De nouveaux système de production de zéine ont été développés et permettent d’obtenir une meilleure solubilité et digestibilité (zéine optimisée). L’objectif du projet est ainsi d’étudier l’impact d’un mélange végétal protéique contenant la zéine optimisée sur la digestibilité, la synthèse protéique et le comportement alimentaire chez le rat jeune et âgé.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
La zéine est une protéine peu étudiée mais avec un potentiel important en nutrition humaine du fait de sa richesse en leucine. Son utilisation en nutrition est bloquée par sa faible digestibilité. La production d’une zéine optimisée dont la digestibilité et la solubilité est augmentée permet de lever ce verrou. Le projet permettra d’obtenir les premiers résultats concernant l’effet de ce nouveau produit sur la synthèse protéique dans la population cible, l’individu âgé. D’autres paramètres évalués, comme le comportement alimentaire et la digestibilité, permettront de comparer les effets de la zéine par rapport à d’autres sources protéiques végétales et de la positionner dans l’offre de protéine végétale actuelle. Ce projet participe à promouvoir une transition vers une alimentation plus végétalisée et durable, tout en répondant aux besoins spécifiques des personnes âgées.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Pesées. Les animaux sont pesés 5 fois par semaine. La pesée est réalisée en 2 minutes environ. Des régimes comportant des protéines végétales répondant aux besoins des rats sont donnés aux animaux pendant 4 semaines. Deux prélèvements sanguins sur animal vigile sont réalisés au cours du projet sur l’ensemble des rats, la durée ne dépassant pas 3 minutes par prise. L’ensemble des animaux reçoit également, une injection d’analgésique, réalisée sur rat vigile en moins de 30 s (une injection par rat). Tous les animaux reçoivent une injection réalisée sous anesthésie gazeuse en moins de 3 minutes. Mises à jeun : les tests de satiété et de préférence alimentaire sont réalisés après un jeun modéré (soit privation de nourriture pendant la période de repos (maximum 14h), n’entrainant pas de perte de poids, soit après suppression du premier repas en période d’activité. Caractérisation du comportement alimentaire : les animaux sont placés dans des cages automatisées permettant de suivre l’évolution de leur consommation alimentaire pendant 24h. Pour cela les animaux sont préalablement habitués à ces cages, pendant 1h quelques jours avant le test.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Afin d’évaluer la prise alimentaire (aliments et boisson en libre accès), il est nécessaire d’héberger les rats en cages individuelles du lundi au vendredi pendant 5 semaines. L’hébergement individuel peut induire un stress modéré et empêcher le rat d’exprimer ses comportements sociaux. Pour limiter ce stress, les rats sont placés à 2/cage lors des week-end, toujours avec le même partenaire et dans une cage ayant conservé leur odeur. Pour préciser les modalités de la prise alimentaire au cours du cycle de 24h, chaque rat est placé pendant 24h, une fois au cours de l’expérimentation, dans une cage de mesure automatisée du comportement alimentaire. Le changement d’environnement peut induire un stress léger pour les animaux. Pour le test de satiété (1 test par rat au cours de l’expérimentation) et pour le test de préférence alimentaire (1 test par rat pendant l’expérimentation), les rats sont mis à jeun au maximum pendant 12 à 14h, au cours de leur période de repos (période d’éclairage) pendant laquelle ils ne s’alimentent pas ou peu, ce qui peut être considéré comme un jeune physiologique (pas de perte de poids). Deux prises de sang (à jeun et après l’ingestion d’un repas calibré) sont réalisées pour évaluer les concentrations plasmatiques post-prandiales des hormones de la satiété. Ces prises de sang sont effectuées rapidement (< 3 min), le rat étant maintenu emmailloté dans un tissu. Cette opération peut provoquer un stress modéré. Une injection est réalisée sur rat anesthésié. Cette injection peut provoquer une douleur de piqure.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure car la détermination de la digestibilité des protéines, et de la synthèse protéique dans le muscle, et l’analyse de marqueurs cérébraux en lien avec la prise alimentaire nécessitent la collecte des contenus de l’intestin, des muscles de la patte et du cerveau.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’objectif est d’évaluer l’effet d’une nouvelle source protéique pour l’alimentation humaine, la zéine optimisée, sur le comportement alimentaire, la digestibilité et la synthèse protéique chez des rats jeunes et âgés. Cette approche nécessite d’utiliser des modèles in vivo, permettant de prendre en compte les adaptations comportementales de l’individu et les effets physiologiques sur la digestion et le métabolisme protéique. Aucun modèle in vitro ou in silico ne peut intégrer l’ensemble de ces paramètres dans un système complexe permettant de modéliser l’ensemble des interactions entre l’alimentation, le cerveau, l’intestin et les organes associés.
2. Réduction
Le nombre minimum d’animaux par groupe a été calculé par un logiciel statistique à 10 rats/groupe à partir de données comparables obtenues lors d’études précédentes réalisées dans notre laboratoire afin de garantir qu’avec ce nombre d’animaux les résultats soient interprétables. Les résultats pour chaque groupe sont comparés entre eux à l’aide de tests statistiques adaptés.
3. Raffinement
A leur arrivée dans l’animalerie, les rats ont une période d’habituation de 7 jours à leur nouvel environnement. Tout au long du projet, le bien-être animal est pris en compte avec un hébergement enrichi et un suivi quotidien des rats par des agents qualifiés. La manipulation régulière des animaux par les mêmes expérimentateurs pour les mesures du poids et de la prise alimentaire permet de suivre de manière rapprochée l’état de santé des animaux et de détecter des modifications éventuelles de leur état physique ou de leur comportement. Pour limiter l’impact de l’hébergement individuel, les cages individuelles sont en plexiglas transparent permettant les interactions visuelles entre les animaux. Les rats demeurent dans la même pièce que leurs congénères, avec lesquels ils restent en contact olfactif et auditif (vocalises). Afin de limiter encore l’impact de l’isolement, les cages sont enrichies au moyen de tunnels (opaques ou transparents). Un enrichissement social est également prévu : les rats sont regroupés par 2 (rats de même sexe, âge et groupe) dans des cages collectives durant les week-ends. Ces périodes de regroupement permettent aux animaux d’exprimer leur comportement d’interaction sociale. Pour déterminer les modalités de la prise alimentaire sur 24h, les rats sont au préalable habitués aux cages de mesure automatisée de la prise alimentaire. Les prises de sang sont réalisées par un expérimentateur expérimenté pour cet acte technique. De plus, l’animal est habitué régulièrement à l’emmaillotage dans un tissu lors des pesées afin de limiter le stress induit par ce même emmaillotage lors des prises de sang. Lors de l’injection permettant l’évaluation de la synthèse protéique, les rats sont anesthésiés par anesthésie gazeuse et ont reçu une dose d’analgésique au préalable. Enfin, des points limites sont appliqués, au-delà desquels les animaux sont temporairement ou définitivement sortis des procédures.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le rat est un mammifère dont la physiologie digestive (c’est un monogastrique) et le comportement alimentaire (c’est un omnivore), notamment la prise quotidienne en plusieurs repas séparés, sont comparables à ceux de l’Humain. Le rat est un modèle reconnu et utilisé par les laboratoires étudiant les mécanismes régulateurs du comportement alimentaire, mais aussi la digestibilité des protéines et le métabolisme protéique. L’objectif du projet est d’évaluer les effets du mélange zéine optimée et isolat de protéines de pois chez l’individu âgé. Ces effets sont comparés à ceux obtenus chez l’individu jeune. Pour cela, des rats jeunes (1 mois) et âgés (18 mois) sont inclus.