Etude des flux métaboliques chez le poisson African Turquoise Killifish au cours du vieillissement

Une problématique importante inhérente à la recherche sur les maladies associées au vieillissement est le temps nécessaire pour laisser les animaux développer naturellement certaines caractéristiques trés symptomatiques du vieillissement. En effet, les animaux modèles vertébrés utilisés couramment dans la recherche biomédicale comme la souris ou le poisson-zèbre ont des durées de vie pouvant dépasser les 3 ans. Ce temps incompressible ralentit énormément les avancées de la recherche visant à diminuer les effets négatifs associés à l’âge. Afin de bénéficier de modèles de vieillissement accélérés permettant d’augmenter considérablement l’efficacité de la recherche, nous proposons d’utiliser le modèle de vieillissement accéléré, l’African Turquoise Killifish, et d’étudier l’efficacité (i) de modulations nutritionnelles, (ii) de traitements chroniques avec des substances naturelles ou synthétiques, ou (iii) l’impact d’une manipulation génétique.

Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires en jeu au cours de l’âge. Nous pourrons évaluer quels événements biologiques sont à l’origine de la diminution de la locomotion ou du déclin cognitif par exemple. Ceci permettra d’identifier de nouveaux gènes candidats et/ou de mettre en place de nouvelles approches thérapeutiques comme les modulations nutritionnelles afin de mieux prendre en charge les pathologies liées à l’âge.

Les seules interventions prévues au cours de ce protocole, sont des interventions de type nutritionnelle, avec la mise à jeûn intermittent qui consiste à nourrir les poissons un jour sur deux sur une durée de 4 semaines, intervention qui chez le poisson Killifish a par ailleurs donné lieu a une publication qui montre les effets bénéfiques sur l’animal avec un allongement de la durée de vie. En plus de cette intervention, certains groupes d’animaux auront une alimentation supplémentée avec des metabolites d’intêret suspectés de jouer un rolé majeur dans les flux métaboliques au cours du viellissement. Un génotypage par amputation de nageoire caudale est également prévu. Celle-ci sera réalisée une seule fois au cours de la vie des poissons concernés et seulement dans le cas où la transmission ne peut être détecter par la présence de sondes fluorescentes. D’autre part, pour activer le metabolisme des poissons, nous utiliserons une exposition « au froid », comme déja employé et publié par une équipe de recherche, qui a eu pour conséquences majeures d’allonger la durée de vie des poissons Killifish incubés dans une eau dont la temperature est reduite de 3°C.

Les nuisances ou effets indésirables chez le poisson concernent principalement les conséquences du vieillissement naturellement rapide chez l’African Turquoise Killifish. Les autres effets à évaluer concernent les conséquences du traitement avec des molécules naturelles ou synthétiques (avec des effets toxiques possibles). Les individus peuvent présenter une réduction de la pigmentation de la peau, une perte de poids, ou émaciation, accompagnées de changements comportementaux de type anxiété ou résignation avec notamment une diminution de la prise alimentaire ou une position dans la colonne d’eau qu’il sera facile à identifier (navigation exclusivement à la surface ou prostration au fond de l’aquarium). Amputation de la nageoire caudale : Les effets indésirables potentiels se produisent généralement immédiatement après la blessure et comprennent l’hyperventilation et des changements comportementaux de type anxiété ou résignation avec notamment une diminution de la prise alimentaire ou une position dans la colonne d’eau qu’il sera facile à identifier (navigation exclusivement à la surface ou prostration au fond de l’aquarium). Celles-ci ne durent généralement que quelques minutes.

Au terme de la procédure 1 : – tous les animaux du lot 1 seront mis à mort afin de récupérer le sang et les organes d’intéret pour des analyses ultérieures. – les animaux du lot 2 mourront de manière naturelle ou seront mis à mort lorsqu’ils présenteront des signes cliniques le nécessitant. Au terme des procédures 2 et 3, tous les animaux seront mis à mort afin de récupérer le sang et les organes d’intéret pour des analyses ultérieures. Si les expériences proposées sont concluantes (c’est-à-dire si les modifications génétiques sont effectivement obtenues et si un phénotype métabolique est observé), alors une nouvelle DAP sera soumise en vue de faire le suivi des élevages pour maintenir les lignées respirantes dans la zootechnie et établir les procédures en aval.

Pour étudier les mécanismes en lien avec le viellissement, l’African Turquoise killifish est l’espèce idoine, puisqu’il est le vertébré dont la durée de vie est la plus courte en captivité avec 6 mois. En tant que vertébré, il possède une anatomie comparable à celle du rongeur et de l’Homme. Une abondante littérature montre comment chez le mâle et la femelle, ce poisson présente un viellissement systémique, là aussi comparable aux rongeurs et à l’Homme (sarcopénie, déclin cognitif ou maladies métaboliques). Pour toutes ces raisons, l’African Turquoise Killifish est à l’heure actuelle un modèle très pertinent utilisé dans des laboratoires académiques, de plus en plus nombreux, pour modéliser un large spectre de pathologies liées à l’âge, avec la possibilité d’aller très en profondeur pour l’exploration fonctionnelle in vivo et mécanistique post mortem. Toutes les explorations et expérimentations seront réalisées sur poissons adultes puisque l’ensemble de la physiopathologie que nous étudions se développe à l’âge adulte.