Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2024-02-22 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-030025)
Pour étudier les effets des nanoplastiques avalés pendant la gestation, 1 064 souris sont exploitées dans des procédures d’un niveau de souffrance léger, toutes tuées à l’issue pour prélever sang et tissus. Les femelles boivent une eau chargée de nanoparticules de polystyrène une semaine avant l’accouplement puis pendant toute la gestation, et leurs petits sont soumis à des tests d’activité locomotrice, de mémorisation et d’anxiété à un et deux mois. Le porteur indique qu’un défaut de placentation peut entraîner une résorption fœtale, que les petits peuvent naître plus légers, et qu’un prélèvement de sang à la queue sans anesthésie provoque une douleur brève. Il décrit les modèles in vitro et les organoïdes comme « imparfaits » et présente le recours à la souris comme le seul moyen d’observer les conséquences sur la descendance.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’exposition placentaire humaine aux nanoparticules de plastique est dorénavant documentée ainsi que leur passage transplacentaire. En effet, quatre études ont montré leur présence dans les placentas humains ainsi que dans le méconium des nouveau-nés, suggérant un passage materno-foetal. Des modèles in vitro et ex vivo ont permis d’étudier les conséquences de cette exposition sur les cellules placentaires humaines. Cependant, l’exposition n’est réalisable que sur des courtes durées et sur des cellules placentaires du 3ème trimestre. Or, les stades initiaux de la placentation sont cruciaux pour le bon déroulé de la grossesse, en particulier l’ancrage du placenta dans la muqueuse utérine. Ceci ne peut être étudié in vitro/ex vivo du fait de l’indisponibilité de placentas précoces avant 7 semaines d’aménorrhée. Aussi, les modèles d’organoides restent imparfaits tant dans leur structure cellulaire que dans l’exposition non-physiologique aux particules qui en résulte. Les conséquences sur le développement fœtal ne sont pas évaluables in vitro et ex vivo. Ainsi, les modèles actuels ne permettent pas d’étudier les conséquences sur le développement des nouveau-nés exposés in utero. A travers ce projet, nous nous intéresserons donc aux conséquences sur l’issue de grossesse de l’exposition aux nanoparticules de polystyrène au cours de la gestation et sur le devenir des nouveau-nés jusqu’au stade adulte. L’effet de deux lots de nanoparticules de polystyrène de diamètres différents présentant des caractéristiques d’internalisation différentes, sera étudié. De plus, les mécanismes d’action de ces nanoparticules variant selon leur concentration, l’effet de deux concentrations envionnementales et décrites dans la littérature sera analysé. Les souris (femelles) seront donc exposées une semaine avant l’accouplement puis tout au long de la gestation à ces particules via leur eau de boisson. L’objectif sera d’étudier le développement placentaire et l’issue de gestation de ces souris (poids foetal et maternel, anomalies placentaires, risque de retard de croissance intra-utérin). La descendance (exposée aux particules in utero) sera suivie jusqu’à l’âge adulte avec des analyses portant sur leur tractus digestif et leur dévelopement cérébral. L’ensemble de ce projet permettant ainsi d’étudier les conséquences d’une exposition in utero aux nanoparticules de plastiques sur l’issue de la gestation et le developpement global de la descendance.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet apportera donc des connaissances sur l’absorption et la distribution sanguine des nanoparticules via le dosage de celles-ci. Des informations précieuses seront récoltées concernant les conséquences sur le développement et les fonctions placentaires mais aussi sur le développement des souris exposées in utero, tant sur la maturation intestinale et l’installation de leur microbiote que sur leur développement cérébral et comportemental. Ce projet s’inscrit dans un projet plus global et complètera les résultats obtenus sur les modèles in vitro et ex vivo. Ces résultats apporteront des connaissances essentielles concernant l’impact de l’exposition au cours de la grossesse aux polluants environnementaux avec une évaluation globale de l’axe placenta-intestin-cerveau. A long terme, ce projet participera à la détection des populations particulièrement à risque de grossesses pathologiques lié à une exposition environnementale ou professionnelle importante et au développement de mesures préventives.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les souris gestantes seront exposées 1 semaine avant l’accouplement puis tout au long de la gestation aux nanoparticules de plastique présentes dans leur eau de boisson. Un prélèvement bihebdomadaire, chez les souris gestantes, des fèces après émission spontanée sera réalisé pour un suivi du microbiote. Il est non-invasif, indolore et très court. Un prélèvement hebdomadaire des fèces après émission spontanée sera réalisé pour un suivi du microbiote jusqu’à J28 pour les souriceaux exposés in utero puis 1 fois à 1 et 2 mois. 15 jours après la mise-bas, en même temps que le prélèvement de fèces chez les souriceaux, un prélèvement de sang à la queue de la souris (sans anesthésie) sera pratiqué, provoquant une douleur légère de courte durée. Des tests comportementaux chez les souriceaux à 1 et 2 mois seront réalisés : tests d’activité locomotrice, de mémorisation et d’anxiété. Ils seront réalisés avec un intervalle de 2-3 jours. Les tests de locomotion, de mémorisation et d’anxiété durent respectivement 15 min, 30 min et 4min. Les prélèvements sanguins en fin d’expérimentation sont réalisés sous anesthésie prodonde pour éviter toute souffrance à la souris.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les concentrations en nanoparticules choisies n’induisent pas de cytotoxicité aigue d’après les données de la littérature et les résultats in vitro sur cellules placentaires humaines. Aussi, l’exposition sera réalisée uniquement sur les souris femelles, au moment de la gestation à savoir, 1 semaine en amont de l’accouplement et durant l’ensemble de la gestation. Les effets indésirables prévus d’après les données de la littérature sont relativement faibles mais : il est possible qu’un défaut de placentation survienne entrainant alors un risque de résorption fœtale chez les souris gestantes. Un plus petit poids de naissance peut être observé chez les souriceaux exposés in utero aux particules. Aussi, les tests comportementaux pourront entrainer une possible anxiété et le prélèvement sanguin à J15 un risque d’hypovolémie. Les prélèvements de selles seront non-invasifs (isolement bref de 5min d’une souris et récupération de crotte) n’entrainant pas d’effets indésirables. Les mâles reproducteurs seront isolés brièvement entre les périodes d’accouplement; un risque d’ennui et de stress existe qui sera réduit par des cages transparentes leurs permettant de voir leur congénères et par un enrichissement de celle-ci.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort pour des prélèvements de sang et de tissus.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Des études in vitro et ex vivo ont été menées afin de tester la cytotoxicité des nanoparticules sur les cellules placentaires humaines. Les concentrations choisies n’induisent pas de cytotoxicité aigue in vitro. Aussi, ces travaux ont permis d’appréhender certains mécanismes d’action cellulaires qui seront recherchés dans ce modèle in vivo; seul modèle permettant d’étudier les conséquences d’une exposition aux nanoparticules de plastique, in utero, sur la descendance.
2. Réduction
Grâce aux données de la littérature, un calcul statistique de puissance a été réalisé afin d’évaluer le nombre d’animaux à inclure pour obtenir des résultats significatifs tout en réduisant au maximum ce nombre. Les analyses statistiques seront réalisées avec des tests non-paramétriques pour les petits nombres d’animaux par groupe (
3. Raffinement
Les souris gestantes seront exposées par l’eau de boisson à des concentrations environnementales en nanopolystyrene pour une durée d’un mois maximum. Pour maintenir l’interaction sociale, les souris seront placées au nombre de 3 à 4 par cage avec un enrichissement sous forme de coton, carton, bâtonnets de bois. Le soin et le suivi des animaux seront évalués par des personnes compétentes et expérimentées (zootechniciens) et de manière bihebdomadaire par l’expérimentateur. Des points limites bien définis à l’aide d’une grille de score seront mis en place avec mise à mort selon les scores atteints. L’anesthésie profonde au moment de la mise à mort sera vérifiée par pincement des doigts avant de procéder aux prélèvements.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Nous utiliserons la souris car elle possède un placenta hémochorial dont les échanges foetaux-placentaires sont extrapolables à l’espèce humaine. La gestation est de courte durée et la taille de la portée importante ce qui facilite l’étude concernant le devenir de la descendance exposée in utero aux nanoparticules. Les souris femelles gestantes et les males reproducteurs seront utilisés à l’âge adulte (8 semaines). Les souriceaux mâles et femelles seront utilisés à partir de la naissance. Les nanoparticules seront incluses dans l’eau de boisson des souris gestantes une semaine avant l’accouplement et tout au long de la gestation. Les souriceaux exposés in utero aux particules (males et femelles) sont inclus dans le protocole dès la naissance et jusqu’au stade adulte (2 mois). Des prélèvements de selles (passif, pas de gestes invasifs) sont pratiqués une fois par semaine jusqu’à J28 puis 1 fois par mois à 1 et 2 mois (J7, J15, J21, J28, J42, J56). Des tests comportementaux sont pratiqués à 1 et 2 mois.