Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 28/05/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-317590)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les humains sont exposés aux Microplastiques (MP) tous les jours. Ces particules (1-5000 μm) sont omniprésentes dans nos aliments, y compris l’eau et les boissons, et l’air. Les MP sont détectés dans les selles humaines de la naissance à l’âge adulte : des études pilotes ont en effet détecté des MP dans le méconium et dans les matières fécales d’adultes sains. Des résultats préliminaires et plusieurs études ont montré que l’ingestion de MP favorise l’inflammation intestinale et le déséquilibre de la flore intestinale chez la souris. La rectocolite hémorragique (RCH) est une maladie intestinale inflammatoire persistante causée par des facteurs génétiques et environnementaux. Notre hypothèse est que les microplastiques (MP) sont des éléments responsables de la RCH. Les principaux objectifs du projet lié à cette saisine sont : – Évaluer les effets des MP sur l’apparition de l’inflammation (effets sur la réponse immunitaire, la perméabilité intestinale, le microbiote fécal) en tant que déclencheur favorisant la colite sur un modèle de souris colonisées par un microbiote humain sain ou un microbiote issu de patient avec RCH, et qui seront exposées à un régime contenant des MP via l’alimentation. – Etant donné que la fragmentation des MP entraîne la génération de nanoplastiques (NP, d’une taille inférieure à 1 μm), caractériser les MP et des NP dans les matières fécales de souris grâce à des méthodes analytiques. Le modèle de souris à microbiote humanisé à l’avantage d’être plus proche du microbiote humain que les rongeurs conventionnels et donc faciliter l’extrapolation future des résultats de cette étude à l’Homme.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les résultats de ce projet serviront au profit de la santé humaine, afin de mieux comprendre le rôle et l’impact de contaminants environnementaux comme les MP sur l’intestin et le microbiote intestinal. Plus précisément, ce projet apportera des connaissances essentielles à propos de leur impact sur l’équilibre intestinal notamment dans la rectocolite hémorragique. La caractérisation des MP dans les fèces de souris à microbiote humanisé permettra de comparer les caractéristiques des MP ingérées avec les caractéristiques des MP fécales, et de calculer la proportion de MP ingérées par rapport à celle des MP fécales. En appliquant ce facteur aux données quantifiées dans des échantillons de selles humaines, nous serons en mesure d’estimer les quantités d’exposition alimentaire aux MP dans la population adulte. Ceci est essentiel pour une évaluation précise des risques pour la santé. De plus, les différences que nous identifierons entre les patients atteints de colite ulcéreuse et les sujets sains permettront de mettre en évidence les MP les plus problématiques et donc ceux à bannir en priorité de notre alimentation.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux ne subiront qu’un seul gavage qui ne durera qu’1 min maximum. Des échantillons de matières fécales (1 à 2 crottes) seront prélevés chez les souris environ 1 fois par semaine depuis leur arrivée jusqu’à la fin de l’étude. En fin d’étude, une anesthésie générale (10 minutes) sera réalisée pour prélever du sang (1 prise de sang). Une partie des animaux sera traités en fin d’étude (5 jours) avec une molécule pro-inflammatoire mélangée à l’eau de boisson (pas de gavage) pour s’assurer de l’apparition d’une colite.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Le gavage qui pourrait constituer une source de stress pour les animaux, sera réalisé par un opérateur expérimenté, afin de s’assurer de la sécurité des animaux et de réduire l’inconfort lors de la contention. En outre une phase d’entrainement sur 3 souris conventionnelles est prévue en amont afin de s’assurer du geste dans les conditions d’un isolateur. Le gavage sera réalisé sur animaux vigiles (durée quelques secondes) et ne sera réalisé qu’une seule fois pour l’inoculation du microbiote d’origine humaine. L’administration des microparticules de plastique sera faite via l’alimentation pendant toute la durée du protocole (soit 4 semaines) après inoculation du microbiote (sauf pour les animaux contrôles). Elle ne devrait pas induire de nuisances pour les animaux et ne pas provoquer de perturbation au niveau de la faim et de la soif des animaux. Les animaux avec un microbiote issus de patients atteints de recto-colite et les animaux traités avec la molécule pro-inflammatoire pourront présenter des signes d’inflammation du système digestif, avec potentiellement une perte de poids pendant la durée du traitement et également avoir des saignements. Cependant, la dose administrée et la durée de cette administration sont tout à fait conforme avec ce qui est fait dans la littérature scientifique. C’est un modèle maîtrisé depuis longtemps. Il est à noter que la sévérité de la réponse au traitement est aussi très dépendante de l’environnement de l’animal mais que les opérateurs sauront rapidement repérer les symptômes afin de limiter la souffrance des animaux.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
En fin de procédure, les animaux sont mis à mort afin de mesurer de nombreux paramètres d’intensité de l’inflammation colique ou intestinale, afin de démontrer l’intensité de la capacité des micro et nanoplastiques à aggraver l’inflammation. Les organes des animaux conventionnels renforceront l’étude comparative.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
A ce jour, les maladies intestinales ne peuvent pas être entièrement reproduites par des modèles cellulaires. En effet, la physiologie intestinale est complexe car elle implique plusieurs systèmes distincts notamment le système digestif, le système immunitaire et la flore intestinale. Concernant les polluants environnementaux, malgré le développement de méthodes in vitro de plus en plus intégratives, il reste nécessaire d’évaluer leurs effets in vivo, afin d’intégrer l’ensemble des processus intervenant dans l’effet d’un polluant ingéré et dans la physiopathologie des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, à savoir la digestion, le microbiote, le système immunitaire muqueux et systémique.
2. Réduction
Nous avons réduit au minimum le nombre de souris par groupe, à savoir 20 souris (10 mâles et 10 femelles) réparties dans 2 groupes, eux-mêmes subdivisés en 3 sous-groupes soit un total de 20 x 2 x 3 = 120 souris nécessaires à cette étude pour obtenir la puissance statistique suffisante en tenant compte de la variabilité des données liés à l’analyse du microbiote, tout en réduisant au maximum le nombre d’animaux. L’impact du sexe souvent négligé dans les études sera là bien pris en compte avec une répartition égale entre mâles et femelles. Pour le nombre de souris conventionnelles, il a été réduit au minimum afin de permettre un entrainement sur le geste technique pour l’ensemble des applicateurs impliqués au projet en condition d’isolateur.
3. Raffinement
Le transport des animaux axéniques se fera grâce à un transporteur agréé assurant la bonne condition des animaux. A l’arrivée dans nos locaux, les animaux seront hébergés par groupe de 5 animaux (mâles/femelles séparés) et trois pour les souris conventionnelles, dans des cages à l’intérieur d’un isolateur avec une ventilation adéquate. Les animaux auront à disposition litière de bois, de hamac pour se cacher et grimper, des tunnels suspendus et autres matériaux d’enrichissement tout au long du protocole. Une observation quotidienne de l’état clinique des animaux sera assurée. Le point limite est fixé selon un score défini au préalable et qui tient compte des signes éventuels de mal-être (isolement, yeux fermés, dos voûté, poils hérissés, immobilité, perte de poids de plus de 15%, déshydratation, yeux et abdomen creux) suffisamment prédictifs et spécifiques à ce projet. Les symptômes sévères sont repérés rapidement afin de limiter la souffrance des animaux et intervenir sans délai. En fin de protocole, les animaux recevrons une anesthésie générale gazeuse afin de prélever le sang et suite à la mise à mort, les organes seront prélevés pour permettre des analyses biologiques. Cette mise à mort se fera en dehors de l’isolateur, dans une pièce isolée loin des autres souris.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est le modèle de choix dans l’étude des Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin. Le modèle choisi est très largement publié, en raison de sa simplicité d’administration (dans l’alimentation) de la facilité de contrôle du dosage (pour déterminer la gravité) et de la durée (pour étudier le processus inflammatoire et de « récupération »). Concernant l’axénie, il s’agit d’un modèle reconnu pour l’étude du microbiote humain. Enfin la 1ere partie de ce projet (qui ne fait pas l’objet de cette saisine) a porté sur des souris conventionnelles (même race), il s’agit donc d’une continuité dans le modèle animal utilisé. Les souris utilisées auront 5 semaines à l’arrivée puis 8 à 9 semaines lors du début du protocole. Ce stade correspondant au passage à la maturité sexuelle chez la souris soit au passage au stade « Jeune Adulte », ce qui correspond aux besoins du projet, les Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin touchant majoritairement de jeunes adultes.