Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 18/02/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-169774)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Notre mode de vie actuel se caractérise par une sédentarité accrue alors que paradoxalement notre alimentation est de plus en plus riche en graisses et en sucres. Ce paradoxe favorise le développement de l’obésité et des maladies associées telle que le diabète. L’obésité, qui touchait déjà 13% de la population mondiale en 2016 selon l’OMS, ne fait qu’augmenter et représente aujourd’hui un défi majeur de santé publique. L’horloge biologique est présente dans toutes les cellules de l’organisme et permet aux individus de s’adapter aux changements environnementaux récurrents comme l’alternance jour/nuit. De nombreuses fonctions de l’organisme sont soumises à des variations entre période d’activité (le jour) et période de sommeil (la nuit). L’altération de ce cycle liée au mode de vie d’un individu entraine donc en retour des dysfonctionnements de son organisme. Par exemple, de multiples études mettent en évidence un risque significativement augmenté de développer une obésité, du diabète ou une maladie inflammatoire chez les personnes travaillant en horaires décalés. Le muscle, en plus d’être indispensable à la locomotion, est aussi un organe qui a la particularité d’avoir la capacité à se régénérer suite à des dommages causés par un exercice intensif ou une blessure. Il est également connu comme étant un acteur majeur de la gestion du glucose dans notre organisme. L’obésité et le diabète sont associées à des défauts de régénération de ce muscle. Ces pathologies entrainent une perte de masse musculaire conduisant à une augmentation des troubles métaboliques ainsi qu’à une perte de mobilité. Le maintien du processus de réparation musculaire chez ces patients est donc essentiel. Ce projet nous permettra de comprendre les processus de réparation musculaire au cours du développement de l’obésité et ses complications, et de préciser la contribution de l’horloge biologique dans ce contexte. A cette fin, les souris seront soumises à des régimes enrichis en graisse et/ou en sucre et subiront une variation dans les temps d’éclairage afin de mimer ce que vivent les individus travaillant en horaires décalés. Suite à cela, nous étudierons différents paramètres métaboliques et musculaires comme la capacité de régénération, d’exercice ainsi que les phénomènes d’atrophie musculaire.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le muscle reste peu étudié alors qu’il est impliqué dans de plusieurs pathologies telles que les myopathies, la perte de masse musculaire liée à l’âge ou le diabète de type 2, dont plus de 350 millions de personnes sont atteintes à travers le monde. Notre projet va permettre d’identifier les mécanismes régulés par l’horloge biologique impliqués dans les processus de réparation musculaire lors de pathologies comme l’obésité et les maladies métaboliques. A plus long terme, ce projet permettra le développement de stratégies thérapeutiques visant à moduler l’horloge biologique afin de préserver la fonction musculaire lors de pathologies métaboliques.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Un groupe de souris sauvages sera soumis à une restriction d’accès à l’alimentation de 12 semaines nécessitant 1 prélèvement sanguin (durée
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Certaines procédures peuvent engendrer du stress : douleurs liées à la biopsie à l’oreille pour le génotypage ainsi que le marquage avec une bague (courte durée et léger), injections intramusculaire d’un composé chimique (modérée) ; Stress métabolique suite à une alimentation enrichie en graisses et en sucres (léger) ; stress lié à une mise à jeûn des animaux pendant 4 à 12h (léger); stress lié à une altération environnementale de l’horloge réalisée par des avances ou retards de phase dans l’éclairage de la cage ou de la pièce d’hébergement pour mimer un décalage horaire (léger) ; stress lié à un exercice physique des souris sur un tapis roulant ou dans un système de roues (léger).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue de toutes les procédures, les animaux seront euthanasiés afin de récuperer des tissus en vue de réaliser des analyses histologiques et moléculaires supplémentaires, lesquelles nous fourniront des informations cruciales sur le role de l’horloge biologique sur la fonction et l’homéostasie du muscle squelettique au cours des pathologies métaboliques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’objectif de ce projet est d’évaluer différents aspects de l’horloge biologique sur la physiopathologie du muscle squelettique dans un contexte de désordres métaboliques qui mettent en jeu une communication inter-organes. Pour répondre à cette problématique, il sera utilisé des modèles de souris génétiquement modifiés pour des gènes clefs de l’horloge, mais également des procédures d’altération environnementale de l’horloge via des modifications des rythmes d’alimentations et des cycles lumière/obscurité. L’utilisation d’animaux vivants revêt donc un caractère de stricte nécessité avec le développement d’approches de physiologies intégrées. Le laboratoire est néanmoins conscient de l’aspect nécessaire de recourir à des méthodes alternatives quand cela est possible. Ainsi pour un certain nombre d’études cellulaires et moléculaires ne nécessitant pas de modèles animaux, nous utiliserons différents modèles cellulaires tels que les C2C12 (myoblastes murins) ainsi que lignées de macrophages afin d’étudier les interactions intercellulaires se produisant lors de la régénération musculaire.
2. Réduction
Le nombre total d’animaux concernant les procédures de l’ensemble des protocoles de notre laboratoire sur les 5 ans à venir est estimé à 14128. Cette utilisation maximise les données obtenues de chaque animal, ce qui peut limiter ou éviter l’utilisation subséquente d’animaux supplémentaires, et ce, sans pour autant compromettre le bien-être animal. La réduction du nombre d’animaux utilisés peut être obtenue par trois moyens principaux : 1. Optimisation des élevages : Éviter la production d’animaux inutiles. 2. Optimisation des groupes expérimentaux : Une prévision du nombre d’animaux total nécessaire par groupe sera réalisée pour respecter le principe des 3R à l’aide du site : https://eda.nc3rs.org.uk/experimental-design-group. 3. Formation adéquate : Assurer une bonne formation des personnes manipulant les animaux pour maîtriser les gestes techniques et minimiser le stress des animaux. La maîtrise technique permet de réduire la variabilité inter-animale et, par conséquent, le nombre d’animaux nécessaires pour confirmer statistiquement un effet biologique.
3. Raffinement
La stabulation se fait dans un environnement non anxiogène regroupant des conditions favorables à leur bien-être qui incluent une température régulée à 22°C +/- 2°C, 2 à 6 souris par cage, une alternance lumière/obscurité de 12h/12h (sauf procédure spécifique), de la nourriture et de l’eau ad libitum (sauf procédure spécifique comprenant le régime alimentaire), ainsi qu’un enrichissement de la cage avec des abris et des matériaux pour la confection de nids. Les animaux sont vérifiés quotidiennement et un registre de bien-être animal est tenu afin d’effectuer un suivi des conditions d’hébergement. Lors de la mise sous régime des souris, la fréquence de change de la litière et de la cage est de deux fois par semaine. L’utilisation de techniques non invasives, des produits anesthésiques et analgésiques optimaux, et la dextérité du personnel contribuent à réduire le stress des animaux durant l’expérimentation. La définition précise des points limites précoces associés à chaque procédure, ainsi qu’une surveillance pendant tout le protocole permettront de limiter l’apparition d’une souffrance ou d’une atteinte de l’état général de l’animal. En cas d’atteinte de ces points limites, les animaux seront sortis de l’étude et seront mis à mort.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris offre de nombreux avantages pour la recherche en métabolisme et physiologie. Elles ont un temps de génération relativement court et, selon la souche, peuvent développer des pathologies telles que l’obésité, l’insulino-résistance et la stéatose hépatique, avec des caractéristiques similaires à celles observées chez l’homme. De plus, cette espèce permet de réaliser des manipulations spécifiques, comme des gains ou pertes de fonction des gènes de l’horloge dans différents types cellulaires intervenant dans la régénération musculaire, afin de mieux comprendre leur action. Il existe également des données de la littérature identifiant les gènes régulés par l’horloge dans les muscles squelettiques chez la souris. Cela nous permettra de réduire le nombre d’animaux utilisés en comparant nos données avec ces dernières. Dans la plupart des expérimentations, les souris seront utilisées à l’âge adulte : de 2 mois à 12 mois. Etant donné que l’ensemble des procédures réalisées concerne le métabolisme, il est nécessaire d’utiliser des souris adultes (càd 2 mois minimum et en dehors de la courbe de croissance). Par ailleurs, les protocoles ont été validés (publications) au sein du laboratoire sur des souris adultes (de 2 à 12 mois) et ce, en accord avec les 3R.