Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 02/02/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-339504)
8 cochons miniatures vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis gardés vivants pour être réutilisés dans un autre projet. Chaque animal subit une chirurgie abdominale de trois heures pour la pose de cathéters, puis trois séances de prélèvements sanguins de sept heures après ingestion d’une farine d’insectes, pour mesurer la vitesse de digestion d’un ingrédient protéique destiné à l’alimentation humaine. Le porteur indique que la chirurgie peut provoquer des douleurs abdominales dans les jours suivants, et fixe un point limite de mise à mort en cas de perte de poids supérieure à 20 %. Il affirme que la biodisponibilité des nutriments « ne peut pas » être reproduite in vitro et présente le miniporc comme un modèle proche de l’appareil digestif humain.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Cette étude entre dans le cadre de la caractérisation de la qualité nutritionnelle d’un nouvel ingrédient protéique obtenu à partir d’insectes comestibles. Ce nouvel ingrédient est destiné à la consommation humaine. Au-delà de la composition en acides aminés indispensables et de la digestibilité dans l’intestin grêle, la qualité nutritionnelle d’une protéine dépend de la vitesse à laquelle elle est digérée, paramètre qui va influencer l’efficacité d’utilisation métabolique des acides aminés qui la compose. Ce projet a pour objectif d’évaluer la vitesse de digestion des protéines du nouvel ingrédient à base d’insecte en suivant l’évolution de la concentration en acides aminés dans le sang, suite à un repas test contenant cet ingrédient protéique, chez le miniporc.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Cette étude permettra de cibler un ensemble de produits alimentaires dans lesquels, la farine pourra être introduite et ceci pour répondre à des besoins spécifiques. Elle va également nous permettre de préconiser la temporalité de la consommation de ce produit. En effet, l’ingrédient à tester ne répondra pas de la même manière, selon certaines conditions physiologiques et selon la cinétique d’absorption. Les résultats de cette étude permettront d’envisager les prochaines investigations pour compléter la caractérisation de l’ingrédient. Eventuellement, imaginer une étude sur modèle in vivo dans l’objectif d’étudier ses effets à plus long terme sur une situation physiologique ou physiopathologique précise. La notion de qualité protéique est aujourd’hui très recherchée par le particulier et notamment chez le sportif. Aussi on accorde également de l’importance à la qualité des protéines dans d’autres conditions, comme le vieillissement, la dénutrition, en post chirurgies lourdes. Cette première étude d’analyse de la qualité des protéines permettra de préciser les futures investigations concernant cet ingrédient.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Chaque animal subira une seule demi-journée (3h) d’intervention chirurgicale (1h de préparation pré-opératoire, et 2 h entre l’incision cutanée et le réveil de l’animal). Une période de récupération de 15 jours est laissée pour chaque animal, entre la chirurgie et la première journée de prélèvements. Chaque animal participera au final à 3 cinétiques post-prandiales d’une durée de 7h suivie d’une période de récupération de 7 jours entre chaque cinétique. Lors d’une journée de prélèvement, les animaux recevront le matin comme seul aliment une des modalités à tester (TM, TMB ou WB). Des prélèvements de sang seront réalisés simultanément dans les 2 cathéters avant et après le repas selon la cinétique suivante : -0,5h, 0, 0,25h, 0, 5h, 1h, 1h30, 2h, 3h, 5h et 7h, soit au total 10 prélèvements sanguins en simultanés sur chaque vaisseau pour chaque animal. Pour chacune des journées de prélèvements, 2.7 ml de sang seront prélevés sur chaque cathéter selon la cinétique suivante : -0,5h, 0, 0,25h, 0, 5h, 1h, 1h30, 2h, 3h, 5h et 7h après le repas. Ce qui représente un volume total de 54 ml par cinétique (2.7 mL x 2 cathéters x 10 temps), ce qui est acceptable pour des animaux de plus de 35 kg.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Des douleurs abdominales peuvent être ressenties par l’animal suite à l’intervention chirurgicale. Elles peuvent se manifester dans les premiers jours suivant l’opération, mais après cette période de récupération, elles restent mineures.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tout les animaux seront gardés en vie dans l’objectif d’être réutilisés pour un autre projet de recherche faisant l’objet d’une autre demande d’autorisation de projet.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
La biodisponibilité des nutriments fait intervenir de nombreux processus biologiques coordonnés et régulés, qui à ce jour ne peuvent pas être reproduits in vitro. Le porc présente un certain nombre de similitudes anatomiques et physiologiques avec l’homme. C’est la raison pour laquelle il est fréquemment utilisé comme modèle pour les études de nutrition. Le mini-porc permet de travailler sur des adultes (à stabilité pondérale) d’une taille compatible avec l’expérimentation animale. Il présente de plus l’avantage d’avoir un système digestif très proche de celui de l’Homme et d’accepter de manger tous types d’aliments.
2. Réduction
L’effectif prévu dans le schéma expérimental (6 animaux inclus dans le schéma expérimental) est réduit à son minimum en tenant compte de la variabilité du principal paramètre mesuré (apparition des acides aminés dans le sang), estimée à partir de nos précédentes études sur la biodisponibilité des nutriments réalisées avec un design expérimental similaire. Cette variabilité est liée non seulement de la variabilité interindividuelle des animaux, mais aussi à la qualité des prélèvements effectuées et à la précision des données obtenues par l’analyse biochimique. Ces aspects sont parfaitement maitrisés par les expérimentateurs du projet qui ont une longue expérience dans le domaine. Le fait d’utiliser un schéma expérimental en carré latin permet de diminuer significativement le nombre d’animaux utilisés (chaque animal étant son propre témoin). Après analyse de la fonction de répartition de la loi de Chi2, un nombre minimal de 6 animaux par conditions expérimentales est nécessaire pour obtenir une différence significative à 5% entre les lots sur le critère principal (biodisponibilité du fructose). 2 mini-porcs supplémentaires sont également prévus pour faire face aux aléas (mauvaise récupération chirurgicale des mini-porcs, perte précoce de perméabilité des cathéters, …). L’approche développée sera peu invasive, et peu traumatisante pour l’animal. La douleur imposée aux animaux pendant l’expérimentation est liée à l’acte chirurgical. Les animaux recevront pendant 6 jours un traitement analgésique et spamolytique, mais après cette période de récupération, elles restent mineures. Pendant la période de récupération, les animaux sont surveillés régulièrement (visite toutes les 2 h pendant la journée). L’évaluation de la gêne et de la douleur est faite par observation du comportement des animaux : reprise de l’alimentation, du transit intestinal, posture, vocalises, réactivité et la température corporelle.
3. Raffinement
Les douleurs potentielles que pourraient ressentir les animaux pendant l’expérimentation sont liées à l’acte chirurgical. Celui-ci est réalisé sous anesthésie gazeuse, avec l’injection d’un dérivé morphinique avant l’incision cutanée, toutes les précautions sont ainsi prises pour éviter la douleur pendant le temps opératoire. Celle-ci peut se manifester dans les premiers jours suivant l’opération. Afin de la prévenir et de la limiter au maximum, les animaux reçoivent un traitement antalgique systématique à base d’AINS. Pendant toute la durée de l’expérimentation, les animaux sont surveillés régulièrement (visite toutes les 2 h pendant la journée). L’évaluation de la gêne et de la douleur est faite par observation du comportement des animaux : reprise de l’alimentation, du transit intestinal, posture, vocalises, réactivité et la température corporelle. Les critères d’arrêt concernent essentiellement la période de récupération post-opératoire. Si l’alimentation et le transit digestif ne sont pas normalisés au bout de 10 jours, malgré les soins apportés pour soulager la douleur et stimuler la motricité intestinale et/ou si une perte de poids supérieure à 20% du poids avant l’apparition des premiers signes cliniques d’altération de l’état physiologique est observée, nous discuterons avec le personnel de l’animalerie, afin de décider si l’animal sera soigné ou euthanasié. Pendant toute la durée de la période d’expérimentation, les animaux seront hébergés dans des cages au sol de taille réglementaire avec des copeaux de bois comme litière leur permettant de réaliser une activité de fouissage, et avec des parois latérales en plexiglass pour que les animaux puissent se voir et interagir entre eux. Leur environnement est enrichi à l’aide d’une chaîne en métal fixée sur les parois et de ballons. La pièce est à température régulée. Les animaux ont libre accès à l’eau.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le porc présente un certain nombre de similitudes anatomiques et physiologiques avec l’homme. C’est la raison pour laquelle il est fréquemment utilisé comme modèle pour les études de nutrition. Le mini-porc permet de travailler sur des adultes (à stabilité pondérale) d’une taille compatible avec l’expérimentation animale. Il présente de plus l’avantage d’avoir un système digestif très proche de celui de l’Homme et d’accepter de manger tous types d’aliments. Ces animaux sont utilisés dans la très grande majorité des études réalisées auparavant dans notre équipe de recherche, ce qui facilite la comparaison des données issues des diverses expérimentations réalisées. La procédure expérimentale est réalisée sur des animaux en fin de croissance (âge>10 mois), afin de bénéficier d’une stabilité pondérale pendant la totalité de la période d’intervention.