Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 23/07/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-275968)
Toutes tuées pour le prélèvement de leurs tissus, 768 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. 240 d’entre elles reçoivent de trois jours à quatre semaines un régime enrichi en graisses destiné à les faire grossir, 160 subissent deux prélèvements sanguins à la mâchoire, d’autres passent vingt-quatre heures à jeun avant un test de réalimentation. La mesure des paramètres métaboliques impose d’isoler des souris pendant quatre semaines, un enfermement que le porteur range parmi les sources d’inconfort. Sur le remplacement, il affirme avoir déjà obtenu la preuve de concept in vitro et écrit avoir « maintenant besoin de la souris », la régulation de l’énergie mobilisant selon lui plusieurs organes à la fois.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’homéostasie énergétique se définit comme l’équilibre entre les entrées et les dépenses énergétiques. Les dépenses résultent principalement du métabolisme basal et de l’activité physique, tandis que les apports trouvent leur origine dans l’alimentation. Quand cet équilibre est rompu, le terrain est favorable à l’installation de maladies métaboliques telles que l’anorexie ou l’obésité. Récemment, nous avons mis en évidence le rôle neuronal d’une protéine dans la régulation de la balance énergétique. Nous avons récemment observé, chez la souris, qu’en invalidant cette protéine dans les cellules microgliales (cellules immunitaires du cerveau impliquées dans la neuroinflammation) les animaux soumis à un régime riche en graisse présentent une prise alimentaire et une prise de poids réduites. Or, ce régime alimentaire est bien connu pour induire une inflammation de bas grade qui contribue à l’obésité, établissant ainsi un lien entre notre protéine d’intérêt dans les cellules microgliales et l’obésité induite par un régime gras. Cependant ces observations ont été réalisées aprés plusieurs semaines de régime gras. Dans ce projet, nous voulons déterminer les mécanismes moléculaires précoces de la neuroinflammation induite par un régime gras conduisant à l’obésité.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Au cours de la dernière décennie, l’humanité a été confrontée à une épidémie d’obésité et de diabète de type 2 (DT2) en rapide augmentation. Le nombre de sujets touchés continue d’augmenter dans les économies de marché établies. Plus important encore, la propagation de l’épidémie est encore plus spectaculaire dans les économies émergentes et en développement très peuplées. Le mode de vie sédentaire et la suralimentation, caractéristiques de notre société moderne, expliquent cette propagation épidémique de la maladie. Une approche simple consisterait donc à adapter les habitudes personnelles en conséquence. Malheureusement, cette approche ne fonctionne que pour un petit sous-ensemble de la population, car elle exige une maîtrise de soi très forte et n’est pas suffisante lorsque le diabète à part entière est déjà apparent. Si d’énormes efforts de recherche ont été déployés pour élucider et cibler les mécanismes responsables de l’obésité et du DT2, le tableau est encore loin d’être complet. Par conséquent, de nouvelles perspectives de recherche menant à des approches thérapeutiques sont fortement demandées pour prévenir les énormes coûts de santé et les conséquences négatives du mode de vie moderne. Cette étude servira à identifier les mécanismes moléculaires qui font le lien entre la suralimentation et la mise en place de l’obésité et, par conséquent, le développement du DT2. L’identification de ces mécanismes permettra de savoir si notre protéine d’intérêt constitue une cible thérapeutique pour prévenir le développement de l’obésité. En effet, les médicaments réduisant l’obésité sont particulièrement intéressants pour l’industrie pharmaceutique, notamment en combinaison avec des médicaments qui agissent pour restaurer la fonction des cellules sécretrices d’insuline. Ainsi, notre approche jettera les bases de nouvelles perspectives thérapeutiques pour les patients atteints de DT2.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Des prélèvement sanguins seront réalisés sur 160 animaux vigiles. Ces animaux subiront un prélèvement temporo-mandibulaire (1min) à l’age de 9 semaines et un autre à l’âge de 15 semaines avant euthanasie. Au cours du test de tolérance au glucose, des gouttes de sang seront prélevées (6×10 secondes). 240 souris seront soumises à un régime enrichi en gras pendant 3 jours, 1 semaine ou 4 semaines, qui entrainera une prise de poids.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Le test de réalimentation après un jeûne prolongé nécéssite une mise à jeun des souris pendant 24H. Une diète riche en gras pour créer une environement obésogène sera mise en place chez les souris, ce qui peut créer un inconfort chez les souris. Pour les expériences nécessitant la mesure de la prise alimentaire, les souris seront individualisées dans les cages. La tolérance au glucose nécessite l’injection d’un bolus de glucose qui peut entrainer un inconfort chez la souris. La détermination des paramètres métaboliques par calorimétrie indirecte nécessitent d’isoler les souris pendant 4 semaines.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux seront euthanasiés et leurs tissus seront prélevés pour des études histologiques ou moléculaires
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Toutes nos données in vitro convergent vers une fonction de notre gène d’intétêt dans la neuroinflammation induite par l’obésité. Nous avons apporté la preuve de concept in vitro que notre approche expérimentale fonctionne. Pour tester nos hypothèses, nous avons maintenant besoin de la souris. En effet, la régulation de l’homéostasie énergétique nécessite la participation de plusieurs organes interdépendants (foie, îlots de Langerhans dans le pancréas, muscles, tissus adipeux, cerveau). Ces mécanismes de régulation ne sont présents que dans des organismes complexes tels que la souris.
2. Réduction
Nous utiliserons un total de 768 animaux. Le nombre d’animaux testés dans chaque expérience nous permettra une comparaison statistique adaptée entre les différents groupes tout en tenant compte des impératifs de réduction. Par ailleurs, toujours par souci de réduction, plusieurs procédures expérimentales (avec un temps de récupération adaptée pour les animaux) seront réalisées chez les mêmes cohortes de souris. L’invalidation du gène n’est pas fiable à 100%, pour cette raison, le nombre d’animaux a été déterminé en prennant en compte cette difficulté. Afin d’analyser les paramètres évalués (poids des souris, nourriture consommée) nous déterminerons les tests statistiques adaptés.
3. Raffinement
Les animaux sont hébergés dans des cages avec un enrichissement essentiel pour leur bien-être (Coton + Carton). La litière des animaux est remplacée une fois par semaine. Le stress lié aux procédures nécessitant L’isolement des animaux sera diminué par l’usage de cages transparentes rendant leurs congénères visibles. L’habituation des souris à l’opérateur aura systématiquement lieu quelques jours avant l’expérience par du personnel qualifié afin d’éviter le stress lié à la manipulation des animaux. Un tube sera disposé dans la cage pour déplacer les animaux en limitant le stress dû à la préhension. Les animaux seront surveillés quotidiennement par du personnel qualifié pour prendre les mesures appropriées en cas d’apparition de signes d’inconfort ou de douleur après avis vétérinaire. Des points limites seront déterminés pour éviter toute souffrance animale.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Pour étudier le métabolisme, la souris est le modèle animal de référence. L’utilisation des souris se justifie également par l’existence de lignées génétiquement modifées dans lesquelles le gène pour notre protéine d’intérêt est invalidé. Les animaux seront injectés avec du tamoxifène à l’age de 5 semaines, stade auquel toutes les structures cérébrales sont pleinement développées. Les animaux seront nourris avec de la nourriture riche en gras dès l’âge de 9 semaines afin de favoriser une prise de poids optimale