Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 01/04/2022
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-304146)
490 souris et rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Ils subissent des prélèvements de sang hebdomadaires par microcoupure de la queue, des tests de tolérance au glucose par gavage, et une inoculation de flore intestinale par voie rectale sous anesthésie, pour étudier le lien entre bactéries intestinales et diabète. Le porteur indique que des transferts de flore antérieurs ont parfois provoqué des diarrhées sans déshydratation aiguë, et que la microcoupure de la queue relève d’une douleur modérée. Il juge les modèles animaux encore « nécessaires » faute de reproduire in vitro les interactions entre organes, avant mise à mort pour prélever les tissus.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Ce projet vise à mettre en évidence un lien de cause à effet entre la modification de la flore intestinale et la santé métabolique du rongeur. De nombreuses études mettent en évidence le rôle de modifications de l’architecture de la flore intestinale dans le risque de nombreuses maladies auto-immunes, métaboliques, neuro-développementales et neuro-dégénératives, y compris au cours du diabète de type 2. En revanche, l’impact physiopathologique de bactéries individuelles de la flore intestinale, connues pour synthétiser des produits à effets bénéfiques sur la santé, sur les caractéristiques et l’évolution de ces maladies est mal connu, et ce projet vise à en élucider les mécanismes à travers des études in vivo chez le rat et la souris. Plus particulièrement nous étudierons l’impact de bactéries productrices de 4-cresol, un métabolite synthétisé exclusivement par la flore bactérienne, sur l’homéostasie glucidique dans des modèles précliniques de diabète de type 2 d’étiologies complémentaires, le rat Goto-Kakizaki (GK) et la souris soumise à un régime hyperlipidique. L’impact d’une modulation de la flore de la femelle gestante sur l’homéostasie glucidique de sa descendance sera également étudié pour envisager des applications thérapeutiques sur le contrôle du diabète gestationnel et la réduction du risque de transmission du diabète à la descendance. De plus, nous étudierons également l’impact d’un transfert de flore venant d’animaux résistants à l’obésité afin de mettre en évidence des effets protecteurs éventuels chez les souris receveuses. Ce projet sera réalisé en conformité avec la règle des 3Rs et dans le respect du bien-être animal.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet permettra de valider l’effet de métabolites de la flore bactérienne sur l’homéostasie glucidique de l’hôte et d’envisager des applications thérapeutiques dans le diabète chez l’Homme. En effet le rôle causal de produits de bactéries individuelles présentes naturellement microbiote sur la modulation de la prise de poids et de l’équilibre glycémique. qui est une piste prometteuse dans le traitement du diabète, n’est pas encore complètement démontré, de même que les effets sur la descendance de mère ayant reçu des enrichissements de flore. Les résultats attendus ouvriront de nouvelles perspectives pour le traitement du diabète de type 2, à moyen terme, avec l’élaboration de nouveaux produits probiotiques.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront pesés 2 fois par semaine. Des prélèvements de sang au niveau des vaisseaux caudaux seront réalisés une fois par semaine (10 microlitres) pour mesure de la glycémie et de l’insulinémie basale (sauf pour les animaux des lots 1 et 2 utilisés comme donneurs de caecums). Des tests de tolérances au glucose (gavage par voie orale d’une solution de glucose 20% à 2g/kg) seront réalisés 15 jours après le transfert de flore, puis 2 mois après (les 2 tests seront donc espacés de 6 semaines). La glycémie sera mesurée aux temps 0, 10, 30, 45, 60 et 90) à l’aide d’un lecteur de glucose grâce à des prélèvements par les vaisseaux caudaux et à raison de 5 microlitre par prélèvements (25 microlitre par test). Pour résumer pour chaque animal: prélèvement basal (une fois par semaine):10 microlitres. Test de tolérance au glucose : 50 microlitres. Les animaux destinés au transfert de flore seront anesthésiés à l’isoflurance pendant quelques minutes dans la cage d’induction afin de s’assurer de leur immobilité pendant l’inoculation de la flore par voie rectale. Cette voie d’administration est parfaitement maîtrisée par l’équipe.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Compte tenu de notre expérience dans le type de procédures mises en œuvre dans ce projet, qui ont toutes été déjà optimisées, nous ne prévoyons pas de nuisances ou effets indésirables (sauf l’induction du diabète) qui pourraient conduire à la mise à mort anticipée des animaux. En ce qui concerne l’acte « transfert de flore », l’inoculation de flore par gavage que nous utilisons chez l’animal est une technique qui nécessite une contention de courte durée (
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue des procédures les animaux seront mis à mort afin de collecter des tissus et du plasma en vue de mesures biochimiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le contrôle du métabolisme fait intervenir de nombreux organes (foie, intestin, cerveau, muscles, tissus adipeux), qui communiquent entre eux en permanence pour informer l’organisme des besoins énergétiques et contrôles les flux d’énergie en fonction des besoins, et qui sont sous influence de modifications de l’architecture et de la fonction du microbiote intestinal. Il est très difficile de mimer in vitro toutes ces interactions et c’est pour cela que l’utilisation des modèles animaux est encore nécessaire. Cependant, nous avons entamé une réflexion sur le développement d’approches in vitro du type organ on chips qui permettent de mimer quelques interactions entre organe. Certains des travaux réalisés in vitro auront pour but de remplacer, au moins en partie, les approches in vivo.
2. Réduction
Pour réduire le nombre d’animaux, nous avons effectué un travail en amont qui nous a permis d’identifier des cibles d’intérêts grâce à des analyses de criblage in vitro et in silico. Ainsi cette sélection abouti à ne retenir que les candidats les plus fiables et ce sont eux qui seront testé in vivo, réduisant ainsi le nombre d’animaux nécessaire à l’étude.
3. Raffinement
Les animaux seront maintenus dans des milieux enrichis ce qui permettra d’améliorer leur bien être. Ils seront également observés quotidiennement et un suivi du poids et de la prise alimentaire seront réalisés 2 fois par semaine. Cela nous permettra d’identifier rapidement les animaux en souffrance.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Nous utilisons deux modèles précliniques de deux espèces différentes, chacune représentative du diabète de type 2 Humain. – Le rat de la souche isogénique GK (Goto-Kakizaki), qui porte des gènes de prédisposition au diabète et présente spontanément une intolérance au glucose et une résistance à l’insuline, sans obésité manifeste. – La souris C56BL6/J nourrie par un régime riche en graisse, qui développe expérimentalement, en réponse à un stimulus alimentaire, une intolérance au glucose et une obésité, ce qui est représentatif de l’effet de l’environnement sur le développement de ces maladies. Il s’agira d’adultes, le diabète de type 2 apparaissant principalement à l’état adulte dans l’espèce humaine.