Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 21/07/2026
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-088458)
Privés par chirurgie des transporteurs neuronaux du glucose ou du lactate, 188 rats sur 224 subissent une opération stéréotaxique de 75 minutes avec deux injections dans le cerveau. Les 224 rats sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, tous tués à l’issue pour le prélèvement des cerveaux. Trois semaines après l’opération, chacun passe six séances de dix minutes dans une arène blanche où l’on mesure sa reconnaissance des textures, puis 118 d’entre eux subissent une heure d’imagerie par résonance magnétique sous anesthésie. Le porteur qualifie ces deux techniques d’imagerie de « non-invasives pour les animaux » et annonce par ailleurs qu’un changement important du rythme cardiaque ou respiratoire peut survenir sous anesthésie, ce qui arrête l’expérimentation.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’énergie est indispensable au fonctionnement des neurones, notamment pour accomplir des tâches complexes comme l’apprentissage et la mémoire. Historiquement, il était admis que le glucose était la source d’énergie des neurones. Cependant des recherches récentes indiquent que le lactate, un métabolite du glucose, fabriqué en grande partie par les astrocytes (des cellules de soutien du cerveau), pourrait aussi être source d’énergie pour les neurones. Il a été proposé que lors de l’activation cérébrale, les astrocytes captent le glucose depuis la circulation sanguine, le transforment en lactate qui est transféré aux neurones. Dans les neurones, ce lactate pourrait servir de carburant. Les preuves de ce processus ont été mises en évidence sur des cultures de cellules ou à partir de prélèvement de cerveaux mais jamais chez l’animal vivant. Ainsi, l’objectif de ce projet est d’étudier in vivo le métabolisme énergétique cérébral de rongeurs, lors de l’activation cérébrale. Ce projet vise à déterminer quel est le carburant préférentiel des neurones lors de l’activation cérébrale. Pour répondre à cet objectif, nous évaluerons la contribution et le rôle du glucose ou du lactate dans l’apprentissage et la mémoire associative à long terme chez des animaux privés de transporteurs de glucose ou de lactate. Ce projet se déroulera dans deux EU. Dans un premier temps, cette évaluation sera réalisée chez les rats, par analyse d’apprentissage, de reconnaissance et de mémorisation des textures de certains objets de son environnement. Par la suite, de l’imagerie par résonnance magnétique sera réalisée afin de détecter de l’activité cérébrale des rats lors de la stimulation de leurs moustaches. La spectroscopie par résonnance magnétique complétera les données afin de mesurer les quantités de lactate ou du glucose dans le cerveau activé. Ainsi, le maintien ou non de l’activité cérébrale chez ces rats permettra de statuer sur l’importance de la consommation neuronale du glucose ou de lactate dans l’activation neuronale. Outre l’importance de ces résultats au niveau fondamental, la compréhension de ces mécanismes pourra ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques pour les maladies ou le métabolisme énergétique est défaillant (hypoxie-ischémie néonatal, cancer, maladies neurodégénératives).
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet vise à mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le métabolisme énergétique cérébral et les interactions entre les différentes cellules qui constituent le cerveau. Ces interactions sont cruciales d’un point de vue fondamental. De plus, la compréhension de ces processus pourrait aussi permettre de développer des stratégies thérapeutiques pour certaines maladies dans lesquelles ce métabolisme énergétique est dérégulé (hypoxie-ischémie néonatale, accident vasculaire cérébral, maladie d’Alzheimer, …).
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Pour la mise en place du modèle de rat dépourvu de transporteurs neuronaux de glucose ou du lactate, des chirurgies stéréotaxiques seront réalisées sous anesthésie gazeuse et analgésiant chez les rats (75 min d’intervention avec deux injections par animaux, N=188) à l’EU1. Après 3 semaines post-chirurgie, le test de comportement sera réalisé sur tous les rats (N=224) au sein de l’EU1. Le test sera effectué dans une arène blanche en 6 sessions (1 session/jour ; 10 min par session). Après le test de comportement, les rats anesthésiés (N=118) seront soumis à de l’imagerie par résonnance magnétique et de la spectroscopie par résonnance magnétique (1 heure/animal) au sein de l’EU2. Ces deux techniques sont non-invasives pour les animaux.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les nuisances attendues pour ce projet sont : – Chirurgie : un inconfort transitoire au réveil et une douleur post-opératoire, une perte de poids légère et transitoire dans les premières 48h-72h l’intervention. – IRM : un inconfort transitoire à la suite de la pose des cathéters, un changement important du rythme cardiaque et/ou respiratoire, mesurés grâce à un capteur placé sous l’animal, peut subvenir, du fait de la variabilité inter-animaux de la sensibilité aux anesthésiques. Cette nuisance entrainera l’arrêt de l’expérimentation.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux de chaque procédure seront mis à mort afin de récupérer les cerveaux pour les analyses moléculaires, protéiques et métaboliques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Des modèles de co-culture (lignées neuronale et astrocytaires) existent, cependant, ces modèles s’affranchissent de la physiologie de l’organisme entier. Le but final de notre projet de recherche a une envergure intégrative : décrypter le métabolisme énergétique cérébral. De ce fait, notre projet nécessitant le fonctionnement du cerveau dans son intégrité afin de définir quelle est la source énergétique qui permet l’activation neuronale (glucose ou lactate), il n’existe pas de remplacement disponible à notre modèle expérimental.
2. Réduction
Concernant la réduction, nous avons réalisé en amont, des expériences sur des neurones en culture (in vitro) afin de valider l’utilisation des réactifs nécessaires au projet. Cette phase d’étude in vitro limitera le nombre de rats utilisés dans le projet. Des études précédentes menées par l’équipe nous a permis de déterminer les effectifs d’animaux nécessaire pour lisser la variabilité interindividuelle et mettre en évidence les différences significatives entre les individus contrôles et ceux qui sont privés de transporteurs de glucose ou le lactate. Les résultats seront analysés avec des tests statistiques adaptés. Les tissus prélevés chez les animaux seront placés dans une banque d’organes/tissus afin de mutualiser les échantillons au sein du laboratoire.
3. Raffinement
Les modèles d’inhibition des transporteurs pour le glucose ou le lactate utilisé dans ce projet sont bien connus des membres de l’équipe. La modification génétique n’entraine pas de modifications au niveau pondéral, qualité du poil, l’appétit, et la mobilité des animaux. Les animaux seront hébergés en cycle inversé dans des locaux adaptés avec enrichissement du milieu adapté à l’espèce (bloc de bois et tunnel) afin d’éviter l’ennui et complété par un suivi hebdomadaire de leur état de santé dès leur arrivée à l’animalerie. Ils auront accès à l’eau et de la nourriture ad libitum. Le bien-être des animaux sera pris en compte à chaque étape par une surveillance régulière des animaux selon une grille de suivi de bien-être animal qui aide à identifier des points limites et des critères d’intervention et d’arrêt. Cela permettra une prise en charge afin d’arrêter toute souffrance des animaux. Le bien-être animal est pris en compte à chaque étape avec une pesée 1 fois par semaine et pendant 7 jours après l’intervention chirurgicale. Toutes les phases du projet seront réalisées par un personnel compétent et expérimenté, auquel les rats seront habitués avant le début de la procédure. Les animaux bénéficieront d’une prise en charge antalgique avant et post-chirurgie afin de réduire au maximum la douleur.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les rats sont utilisés depuis plusieurs années pour les études du métabolisme dans notre laboratoire, ainsi nous maîtrisons l’expertise des actes chirurgicaux et ainsi la manipulation de ce modèle de rat. Dans cette étude, les rats mâles et femelles seront utilisés à l’âge de 10 semaines car le métabolisme énergétique cérébral est différent à des stades plus précoces.