Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 13/01/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-028046)
720 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection quotidienne de D-galactose pendant dix semaines pour provoquer un vieillissement accéléré avec déficits de mémoire et anxiété, puis passent cinq tests comportementaux dont un test de peur conditionnée. Le porteur étudie le rôle des exosomes et d’un régime enrichi en oméga-3 dans la protection des fonctions cognitives liées à l’âge. Il affirme que le comportement et les régimes ne s’étudient que sur animal vivant, avant prélèvement du cerveau.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le vieillissement s’accompagne d’une inflammation chronique à bas bruit, c’est-à-dire qu’elle est silencieuse, le mécanisme inflammatoire se situe alors sous le seuil de la douleur et cause des dégâts dans l’organisme sans qu’il y ait de foyer inflammatoire précis. Cette inflammation impliquent notamment la communication entre les neurones et les cellules microgliales, les principales cellules du système immunitaire cérébral. Cette communication repose sur des vésicules extracellulaires, les exosomes, qui participent à la fois aux fonctions physiologiques et aux réponses inflammatoires dans le cerveau. L’alimentation est clé dans le bon fonctionnement cérébral et le vieillissement cognitif. Les acides gras polyinsaturés n-3 (AGPI n-3) ou oméga 3, ont un rôle bénéfique sur les fonctions cognitives. Leurs mécanismes d’action restent à ce jour méconnus. Ce projet consiste à identifier les biomarqueurs du cerveau du risque de déclin cognitif accéléré par l’étude des exosomes, et de déterminer le rôle des exosomes dans la protection par la nutrition des fonctions cognitives dans un modèle de vieillissement murin accéléré. Ce projet a pour objectif d’identifier des biomarqueurs cérébraux associés au déclin cognitif, de déterminer leur rôle fonctionnel dans le déclin cognitif et de développer des approches nutritionnelles ciblant la neuroinflammation pour restaurer les capacités cognitives du sujet âgé afin de promouvoir le bien vieillir cérébral. Nous allons utiliser un modèle de vieillissement accéléré déjà établi, reposant sur l’utilisation du D-galactose, et soumettre une partie des animaux à un régime enrichi en Oméga-3 afin de protéger des effets cognitifs. Nous étudierons alors les capacités de mémoire, la neuroinflammation et les exosomes.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet nous permettra de mieux comprendre les mécanismes moléculaires mis en jeu dans la protection des effets du vieillissement par les oméga-3. Il permettra également de déterminer des marqueurs du vieillissement cérébral au niveau sub-cellulaire (exosomes) et ceci dans le cerveau mais également dans le sang.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Injection quotidienne de D-galactose ou Saline chez les souris pendant 10 semaines. Tests comportementaux à la fin du modèle D-galactose (10 semaines) (5 tests par animal) – quelques minutes par test.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Le modèle D-galactose peut impacter le bien être de l’animal par l’injection SC journalière durant les 10 semaines. Ce modèle étant un modèle de vieillissement accéléré, il est attendu que les animaux présentent des déficits de mémoire ainsi qu’une augmentation de leur anxiété. Le modèle D-galactose peut entrainer un comportement de maladie, un suivi des animaux est prévu avec la grille de score bien être. Le régime supplémenté en oméga 3 n’impacte en rien le bien-être de l’animal. Les tests comportementaux ne durent que quelques minutes et n’induisent pas d’altération de l’état général des animaux. Le test de peur conditionné peut induire un gêne passagère des animaux durant la phase d’acquisition du comportement.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux seront mis à mort pour récupérer les structures et/ou exosomes nécessaires pour les études biochimiques et moléculaires.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’étude des régimes alimentaires nécessite l’utilisation d’animaux vivants. De même, les comportements ne peuvent être étudiés que sur des animaux vivants et vigiles. L’objectif général du projet vise à étudier le rôle des exosomes dans les déficits cognitifs liés à l’âge et la protection de ces déficits par un réfime enrichi en oméga-3. Pour se faire, nous utilisons des tests in vivo, et dans ce contexte, bien que certaines études soient développées sur des modèles cellulaires pour traiter les aspects neurobiologiques, le recours à des modèles animaux pertinents et adaptés aux études in vivo reste donc une nécessité expérimentale afin d’appréhender la réalité physiologique de nos résultats. Une recherche d’alternatives et d’autres méthodes dans des bases de données démontre que les solutions de rechange appropriées à ces procédures ne sont pas disponibles, et qu’aucun dupliqua du travail proposé n’est aujourd’hui identifié.
2. Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés pour ces expériences, les animaux qui passeront les tests comportementaux serviront également pour récupérer les cellules ou structures centrales nécessaires pour les études de biologie cellulaire, évitant donc de générer une nouvelle cohorte pour ces analyses biochimiques et moléculaires. Nous avons déjà inscrit ce projet dans un consortium de travail international visant à partager les données afin de limiter les doublons expérimentaux et de conduire à un raffinement des approches de recherche dans la communauté scientifique. Nous avons déterminé le nombre d’animaux nécessaire au projet sur la base de nos résultats antérieurs permettant d’obtenir des résultats comportementaux ou biochimique/biologie cellulaire robustes. Nous nous sommes également basés sur le nombre d’animaux nécessaire à l’obtention d’une quantité de matériel suffisante pour l’étude des vésicules extra cellulaires, fort de nos résultats préliminaires au laboratoire.
3. Raffinement
Les expérimentateurs formés porteront une attention particulière au raffinement des procédures afin de limiter la douleur, la soulager si elle ne peut être évitée par l’utilisation d’antalgiques les plus adaptés à chaque procédure, optimiser les procédures, soulager le stress des animaux et leur fournir les meilleures conditions de vie tout au long du projet. Pour leur bien-être, les animaux vivent en groupe sociaux le plus longtemps possible. Ils auront à leur disposition des éléments d’enrichissement de leur milieu. L’ensemble des animaux est surveillé quotidiennement avec une surveillance renforcée après les différentes expérimentations. Des points limites suffisamment précoces seront définis pour éviter des souffrances aux animaux avec la mise en place de mesures pour les soulager comme une réhydratation, le réchauffement, des traitements vétérinaires si nécessaire.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
L’objectif général du projet vise d’identifier des biomarqueurs mécanistiques cérébraux associés au déclin cognitif, de déterminer leur rôle fonctionnel dans le déclin cognitif et de développer des approches nutritionnelles pour restaurer les capacités cognitives du sujet âgé afin de promouvoir le bien vieillir cérébral. Pour ce faire, nous utilisons des modèles souris. Une partie de nos hypothèses ont été formulées sur la base de données obtenues in vivo chez la souris par l’utilisation de régimes imitant les statuts nutritionnels humains. Ce projet s’appuie également sur les données issues d’un article utilisant ce modèle et des régimes enrichis en lipides chez la souris. Dans la cadre de cette étude, le recours à ce modèle murin est donc pertinent et adapté aux objectifs fixés dans l’étude. Le modèle D-galactose est introduit à l’âge adulte. Nous utiliserons donc des animaux contrôles adultes dans ce projet.