Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 30/12/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-158664)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Au cours des dernières décennies, le changement climatique et le réchauffement global ont eu des impacts profonds et étendus sur les écosystèmes aquatiques, affectant particulièrement la physiologie et la biologie moléculaire des poissons. De nombreuses études ont démontré que l’augmentation de la température de l’eau peut compromettre le succès reproductif des poissons en perturbant l’axe hypothalamo-hypophyso-gonadique et en modifiant la signalisation hormonale. Cependant, des hypothèses émergentes suggèrent que l’exposition parentale au stress avant la fertilisation pourrait influencer la descendance par des mécanismes d’héritage non génétique. Ces mécanismes, qui n’impliquent pas de modifications de la séquence ADN ni de transmission d’allèles génétiques, pourraient jouer un rôle significatif dans la transmission de traits à la fois avantageux et délétères à la génération suivante. Les recherches chez les mammifères, notamment les rongeurs, ont fortement appuyé ce concept en démontrant que le stress paternel peut engendrer des effets durables sur le comportement et la physiologie de la descendance via un héritage non génétique.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet explorera comment l’exposition des poissons parents à des températures élevées durant le développement des gamètes affecte le succès reproductif. Nous étudierons ces effets à la fois aux niveaux phénotypique et moléculaire, en mettant l’accent sur l’héritage non génétique — notamment les modifications de la composition et de l’expression des petits ARN dans les œufs, qui agissent comme des médiateurs clés des signaux environnementaux à travers les générations chez les vertébrés aquatiques. Les objectifs principaux du projet sont : 1. Évaluer la capacité du poisson medaka à s’adapter de manière transgénérationnelle aux températures élevées et identifier les vulnérabilités possibles dans la reproduction ; 2. Identifier les signaux moléculaires sensibles à la chaleur et les facteurs régulateurs chez les parents qui sont transmis via les gamètes à la génération suivante ; 3. Fournir des preuves mécanistiques démontrant comment les petits ARN contribuent à la transmission des effets environnementaux à la génération suivante ; 4. Identifier les voies moléculaires et épigénétiques induites par la température qui impactent la reproduction. Les résultats amélioreront notre compréhension de l’impact du réchauffement climatique sur l’écologie reproductive et la dynamique des populations aquatiques, tout en proposant des stratégies pratiques de gestion thermique en aquaculture. En définitive, en explorant la transmission épigénétique de l’information environnementale, notamment via les miARN, ce projet vise à améliorer les prévisions du potentiel d’adaptation chez les espèces aquatiques et à soutenir le développement de pratiques d’élevage plus résilientes face au réchauffement global.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Dans ce projet, les animaux seront soumis à plusieurs types d’interventions : augmentation progressive de la température de l’eau pour les animaux des lots exposés: la température de l’eau passera progressivement de 26–27 °C à 32–33 °C, avec une augmentation d’environ 1 °C toutes les deux heures. Transfert des poissons entre les réservoirs : Le transfert des poissons du réservoir principal vers d’autres réservoirs d’une durée inférieure à 2 secondes. Collecte de sperme (1 fois au début du projet et une fois en fin de projet): pour l’échantillonnage du sperme, les mâles reproducteurs seront d’abord anesthésiés. Ensuite, en appliquant une pression douce sur la région abdominale, un petit volume de sperme (environ 1 à 2 microlitres) sera prélevé. Cette procédure est très brève (moins d’une minute) et non invasive. Prélèvement des gonades (testicules et ovaires): À la fin de l’expérience, tous les poissons de chaque groupe de température seront d’abord anesthésiés puis euthanasiés. Leurs testicules et ovaires seront soigneusement prélevés et conservés pour des analyses histologiques et moléculaires.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Le stress, de manière générale, peut entraîner des modifications du comportement chez les poissons. Dans ce projet, les poissons exposés à une température de l’eau de 32 à 33 °C peuvent présenter un stress thermique léger par rapport à ceux maintenus à la température témoin de 26 à 27 °C. Ce stress thermique peut influencer le métabolisme énergétique, la prise alimentaire, ou une modification du niveau de curiosité et d’activité. Par « modification de la curiosité et de l’activité », on entend l’apparition de comportements tels qu’une réduction de l’exploration de l’environnement, un repli dans les coins, ou une nage désorganisée, qui peuvent être interprétés comme des indicateurs d’un niveau accru de stress thermique ou d’anxiété comportementale. Ces comportements seront suivis systématiquement tout au long de l’étude, à titre d’indicateurs observables de stress thermique. Ces mesures ont un caractère préventif, car les études précédemment menées sur le medaka dans ce centre, en réponse à une augmentation progressive de la température, n’ont jamais rapporté de modifications comportementales associées à un stress thermique.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
la réalisation d’analyses moléculaires et histologiques, des échantillons d’ovaires et de testicules sont nécessaires. Par conséquent, après l’évaluation du phénotype reproducteur, tous les poissons seront euthanasiés afin de prélever leurs ovaires et testicules.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’objectif de ce projet est d’évaluer les effets non génétiques de l’augmentation de la température de l’eau sur les réponses transgénérationnelles. Il est donc essentiel d’utiliser un modèle animal capable de répondre directement aux variations de température. Les poissons, en tant qu’organismes poïkilothermes (c’est-à-dire dont la température corporelle varie en fonction de l’environnement et qui ne peuvent pas réguler leur température interne), présentent des fonctions physiologiques et comportementales très sensibles aux changements de température environnementale. Cette caractéristique rend les poissons plus pertinents que les mammifères homéothermes (animaux à sang chaud capables de maintenir une température corporelle relativement constante, tels que les souris ou les lapins) pour l’étude des effets des variations de température. De plus, l’étude des effets transgénérationnels nécessite des espèces avec un cycle reproductif court, permettant l’observation de plusieurs générations dans un délai raisonnable. Les espèces poissons comme le medaka sont adaptées en raison de leur maturation rapide. À ce jour, aucune alternative adéquate, tels que les modèles in vitro, ne peut pleinement aborder l’impact de la température élevée sur les phénotypes au niveau de l’organisme, tels que le succès reproductif, ainsi que les aspects transgénérationnels de cette étude avec une pertinence et une exhaustivité comparables.
2. Réduction
Un total de 96 poissons (56 femelles et 40 mâles) sera utilisé pour évaluer les phénotypes reproducteurs sous deux conditions de température. Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés dans la recherche, le sperme et les oeufs seront d’abord prélevés chez les poissons reproducteurs mâles et femelles afin d’évaluer leur phénotype reproducteur. Après cette étape, les mêmes poissons reproducteurs seront utilisés pour le prélèvement des ovaires et des testicules Le nombre d’animaux a été déterminé afin de garantir une puissance statistique suffisante pour détecter des différences significatives entre les groupes, en utilisant des tests appropriés tels que le test t.
3. Raffinement
Les animaux seront élevés dans des conditions optimales spécifiques à l’espèce, incluant une photopériode appropriée, une qualité de l’eau adaptée, une densité contrôlée et une gestion sanitaire rigoureuse. La seule exception concernera le groupe exposé à 32–33 °C, température qui, selon la littérature, n’induit pas de mortalité chez le medaka. Afin d’améliorer le bien-être animal, les aquariums seront enrichis avec des plantes artificielles. Les poissons seront maintenus dans des aquariums de 10 litres avec une densité maximale de 24 poissons par bac. Toutes les manipulations animales — y compris l’induction de la ponte, la collecte des œufs et du sperme — seront réalisées par du personnel compétent avec soin et rapidité afin de minimiser le stress. Le personnel portera des gants en nitrile et les poissons seront transférés à l’aide d’épuisettes de petite taille, en limitant au maximum le temps de manipulation. La collecte des œufs sera effectuée de manière douce, rapide et non invasive. La collecte du sperme et des gonades (ovaires et testicules, prélevés en fin d’expérience), qui nécessite une manipulation précise, sera réalisée sous anesthésie afin de limiter l’inconfort. Les animaux seront observés quotidiennement par du personnel formé de l’animalerie pour surveiller leur état de santé et leur comportement. Tout poisson présentant des signes d’infection ou des troubles de santé sera examiné par la personne responsable désignée du laboratoire, qui déterminera les soins appropriés, incluant l’euthanasie si nécessaire. Par ailleurs, l’unité est dotée d’une structure Bien-Être Animal de l’établissement, et qui est consultée pour chaque demande d’autorisation de projet garantissant l’application continue des techniques de raffinement les plus récentes. Celles-ci comprennent notamment l’enrichissement de l’environnement, comme l’ajout de plantes artificielles, afin d’optimiser les conditions d’élevage. Toutes les procédures seront effectuées par du personnel qualifié, formé spécifiquement pour l’espèce et mettant régulièrement à jour ses compétences afin de maintenir des standards élevés de soins aux animaux.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le poisson medaka (Oryzias latipes) a été choisi comme espèce modèle en raison de ses avantages biologiques et expérimentaux en accord avec les objectifs du projet. Le medaka possède un temps de génération court (environ 3 mois), ce qui permet une évaluation rapide des effets intergénérationnels et épigénétiques. Sa reproduction continue et quotidienne offre un accès répété à des œufs à différents stades, idéal pour les analyses moléculaires et phénotypiques. La fécondation et le développement embryonnaire externes permettent un contrôle strict de l’environnement après la fécondation, réduisant les effets maternels confondants et favorisant une investigation précise des facteurs pré-fécondation. De plus, le medaka bénéficie d’un génome entièrement séquencé et de ressources moléculaires importantes (par exemple, bases de données bioinformatiques), ce qui en fait un modèle puissant pour l’étude des interactions gène-environnement. Ces caractéristiques rendent le medaka un modèle fiable, reproductible et éthiquement gérable pour les études multigénérationnelles. Dans cette étude, les poissons sont à l’état adulte afin d’évaluer précisément le phénotype reproducteur, de collecter les œufs et de réaliser les analyses moléculaires nécessaires.