Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 25/02/2026
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-131849)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les objectifs de ce projet sont doubles. 1) Mieux comprendre l’impact de l’herbicide le plus couramment utilisé, c’est à dire le glyphosate, sur le cerveau et sur le comportement et 2) mettre en évidence l’importance d’étudier des caractéristiques physiologiques considérées comme périphériques (en dehors du cerveau) pour comprendre comment des polluants environnementaux, y compris des produits phytosanitaires tels que le glyphosate, peuvent impacter en final le cerveau. Ainsi, au cours de ce projet de recherche, nous mettrons en évidence des mécanismes physiologiques qui peuvent être utilisés comme marqueurs d’exposition chimique en neurotoxicologie. Le nombre de marqueurs biologiques actuels utilisés pour la réglementation de substances environnementales affectant le cerveau est relativement restreint et les approches actuelles se focalisent majoritairement sur un impact direct des molécules chimiques sur le système nerveux, soit en affectant les neurones soit en affectant les cellules qui assurent leur fonctionnement, c’est-à-dire les cellules gliales. Cependant, les travaux plus récents en neuroscience mettent clairement en évidence que le système nerveux, dans un organisme vivant, est régulé par un ensemble de systèmes physiologiques, y compris le système endocrinien, le système immunitaire et le microbiote intestinal. En conséquence, nous proposons donc d’évaluer les effets d’un herbicide, le glyphosate, seul comme molécule pure ou sous formulation commerciale (phytosanitaire), sur le cerveau et sur certains comportements d’interaction sociale en utilisant le modèle rat. Nous suggérons que le glyphosate impactera le cerveau en altérant le microbiote intestinal, ce qui aura des conséquences sur le système immunitaire et sur le système endocrinien pour finalement affecter le cerveau et les comportements. Tous ces paramètres seront analysés au cours de ce protocole expérimental. Il est important de noter que tous les mécanismes biologiques investigués dans le cadre de ce projet sont extrêmement bien conservés et les connaissances acquises ici dans un modèle rat permettront une réévaluation des effets des phytosanitaires potentiels chez les vertébrés de la faune sauvage, des animaux d’élevage ainsi que chez les humains.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les approches classiques en neurotoxicologie sont à l’heure actuelle trop restrictives et ne prennent pas en compte la complexité du fonctionnement du système nerveux, qui implique une interaction forte avec les systèmes périphériques, tels que le système endocrinien, le système immunitaire et le microbiote intestinal et les conséquences sur le comportement. Notre projet repose sur le développement d’une démarche globale d’investigation de l’impact de substances phytosanitaires en combinant une approche physiologique globale afin d’évaluer les effets de substances phytosanitaires sur le système nerveux et le comportement. Ce protocole que nous mettons en place ici permettra de définir de nouvelles stratégies pour évaluer un impact de substances phytosanitaires sur les interactions sociales, fondamentales en santé humaine, pour le bien-être animal en milieu d’élevage et pour la survie et la reproduction des vertébrés de la faune sauvage. De plus, nous nous attacherons à définir l’impact du glyphosate, seul ou sous formulation, sur le développement du système neuroendocrinien d’une part et le microbiote intestinale d’autre part. Les données collectées aideront dans une certaine mesure à mieux définir les stratégies de réglementation que la France, et l’Union Européenne, doivent prendre concernant l’utilisation de ce composé. Le nombre élevé d’individus par groupe est requis pour obtenir une puissance statistique suffisante dans le cadre des tests réglementaires, plus particulièrement en lien avec les tests comportementaux. A noter également que ce nombre élevé permettra de réaliser des tests statisques corrélatif pour mieux comprendre la sensibilité individuelle aux expositions chimiques.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
– 65 mères: Frottis vaginaux pour définir le cycle des femelles et la fécondation potentielle. Chaque femelle ne devrait pas subir plus de 4 frottis vaginaux. Durant la gestation (entre 18 et 21 jours), les femelles gestantes serons isolées physiquement (mais pas au niveau olfactif, visual ni auditif) afin d’assurant l’absence d’un effet de dominance et la bonne administration du composé via les biscuits. L’exposition des mères durant la gestation et la lactation au glyphosate, seul ou sous formulation commerciale via une gauffrette (voie orale, alimentation). Bien qu’il s’agisse d’une procédure d’exposition, cette administration ne provoque aucune nuisance. – 30 femelles: Induction de la réceptivité chez les femelles stimuli pour les comportements sexuels : 3 injections (48, 24 et 6 heures avant le comportement) – 100 femelles de la descendance: Frottis vaginaux pour définir le cycle des femelles afin de réaliser les tests d’interaction sexuelle au bon moment (si réaliser en dehor de la période fertile, ces tests induisent un stress chez la femelle qui n’est pas réceptive
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Nos premiers résutlats, publiés sur les mères et en cours de rédaction sur la descendance mâle et femelle, se sont attachés à définir l’impact du glyphosate seul ou sous une formulation commerciale sur le comportement, la neuroplasticité et le microbiote intestinal, et ce à des doses supérieures à celles que nous utiliserons dans ce projet. Bien que de très nombreux paramètres physiologiques aient été affectés par le traitement, nous n’avons pas observé de douleur ni d’inconfort sur aucun de nos animaux. Il est possible que les animaux qui seront injectés par des solutions hormonales pourront ressentir une légère douleur ou inconfort et que les frottis vaginaux pour déterminer le cycle et la fécondation chez les femelles pourront induire une gêne. Les volumes d’injection sont réduits au minimum pour limiter cette douleur.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Pour tous les animaux expérimentaux (845), nous avons besoin des différents tissus (cerveau, sang, intestin) afin de définir l’impact du glyphosate sur la physiologie. Seules des méthodes histologiques à l’heure actuelle permette de comprendre les mécanismes d’action de molécules sur le cerveau. De très nombreux aspects physiologiques seront analysés: Nous analyserons la présence potentielle du glyphosate dans différents tissus, notamment le cerveau, les intestins et le foie. Il n’existe à l’heure actuelle aucune indication de la présence de cette molécule dans les tissus après ingestion de glyphosate. Nous analyserons l’expression de plusieurs marqueurs de fonctionnement neuronaux dans de nombreuses régions du cerveau, ces différentes régions sont impliquées dans divers aspects des comportements que nous aurons étudiés au préalable. Nous analyserons également des marqueurs d’autres types cellulaires dans le cerveau, c’est à dire les cellules gliales. – Nous analyserons de nombreux marqueurs sanguins, indicateurs du fonctionnement du système immunitaire (cytokines), du fonctionnement du système endocrinien (Estrogènes et Androgènes) et du métabolisme du microbiote intestinal. Dans les intestins, en plus des fèces qui ont été collectées tout au cours de l’expérience, nous analyserons le microbiote intestinal. Les 30 animaux stimuli seront réutilisés dans des procédures ultérieures.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Seules des techniques utilisant l’animal vivant peuvent nous permettre de répondre à nos questions puisque notre intérêt se porte sur des interactions mères-foetus complexes et sur des effets de traitements agissant sur des circuits neuronaux complexes, aboutissant à des modulations potentielles de comportements d’interaction sociale. Il est à noter que des analyses préliminaires ont été intialement réalisées sur cultures cellulaires. Les analyses physiologiques ne peuvent être réalisées en culture cellulaire et les modèles de rongeurs sont à l’heure actuelle les meilleures alternatives pour développer ce projet. Ainsi, ce travail nous permettra de mieux définir une cible potentielle de molécules phytosanitaire en investiguant le système immunitaire, le système endocriniens (stéroïdes) et le système nerveux central ainsi que leur interelation dans le contrôle de comportements socio-sexuels. Le but de ce travail est de définir de nouvelles stratégies pour évaluer un impact de substances chimiques sur les interactions sociales, fondamentales en santé humaine, pour le bien-être animal en milieu d’élevage et pour la survie et la reproduction des vertébrés de la faune sauvage, ce qui permettra ainsi de mieux cibler à l’avenir les paramètres à évaluer
2. Réduction
Historiquement, une moyenne de 10-20 individus par groupe a été utilisée dans des tests comportementaux similaires afin de s’assurer une puissance statistique et un effet de taille suffisants pour déterminer les effets soit thérapeutique, soit toxicologique, sur le cerveau et surtout sur le comportement. La raison de ce nombre relativement élevé est la variabilité interindividuelle relativement élevée dans le cadre de résultats comportementaux. Nous avons donc le nombre de mères limité à 10 par groupe. Dans le cas de la descendance, les deux sexes seront analysés séparément afin de mettre en évidence les effets potentiels des différences sexuelles sur les résultats comportementaux et neurobiologiques. Il est à noter que certaines études comportementales sur le rat ont été réalisées avec un nombre d’animaux légèrement inférieur mais le faible nombre d’animaux dans diverses études toxicologiques est une critique majeure levée par l’industrie et par les agences de réglementation au niveau national et au niveau européens (empêchant donc la mise en place de réglementations potentielles). Afin de nous prémunir de ce biais potentiel, il sera donc nécessaire d’utiliser ce nombre d’animaux.
3. Raffinement
L’administration du glyphosate sous forme active ou sous formulation (ou du véhicule) se fera par voie orale à l’aide d’un biscuit fourré, préalablement injecté avec des doses non toxiques du composé ou du véhicule afin d’éviter tout stress provoqué sur des femelles gestantes ou allaitantes. Les tests comportementaux qui seront utilisés sont des paradigmes largement utilisés pour tester les comportements reproducteurs et sociaux chez les rats et que nous maitrisons dans le laboratoire depuis plus de 10 ans. Un grand nombre de ces observations comportementales seront réalisées directement dans la cage d’hébergement via un système de caméra afin de limiter le stress de changement de cage des animaux. Par ailleurs, les animaux seront manipulés journalièrement afin que les rats s’habituent à l’expérimentateur avant le début des traitements et des tests. Aucune chirurgie ou prélèvement ne sera effectué sur animal vivant au sein du laboratoire. Le protocole prévoit un mécanisme de surveillance continue intégrant des seuils d’intervention prédéterminés, déclenchant la mise en œuvre progressive de mesures correctives ou l’arrêt des procédures si la santé ou le bien-être de l’animal se dégradent au-delà de niveaux acceptables, conformément aux bonnes pratiques reconnues. Ces seuils sont intégrés dans un schéma décisionnel, garantissant une réaction rapide et adaptée à chaque situation observée.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le Rat Sprague-Dawley, non consanguin et non transgénique, est le modèle historique utilisé au sein de notre laboratoire, mais aussi dans de nombreux autres laboratoires s’intéressant aux effets de très nombreuses molécules, y compris des pesticides en toxicologie, et également aux interactions sociales et sexuelles. Ainsi, l’utilisation de cette espèce, et de cette souche en particulier, nous permettra de comparer les résultats obtenus avec des données préexistantes au sein de notre laboratoire mais également celles publiées dans la littérature. Par ailleurs le catalogue de comportements de ces animaux et la neuroanatomie associée sont bien décrits dans la littérature. Nous avons choisi plusieurs stades de développement pour ces analyses, c’est à dire pendant la gestation, à la naissance, pendant la lactation, au stade juvénile et à l’ge adulte. Chacun de ces stades sont choisis pour définir s’il existe une période sensible d’exposition au pesticide et si oui, définir si l’exposition précoce au glyphosate va induire des modifications du comportement et des paramètres physiologiques à moyen (juvénile) ou à long terme (adulte).