Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 21/03/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-359602)
2 190 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Une partie subit une chirurgie cérébrale d’environ une heure, porte des fibres optiques sur la tête pendant les enregistrements et passe une semaine seule en cage calorimétrique, cinq jours d’adaptation puis deux jours de mesure. Les autres reçoivent des injections intrapéritonéales, des tests de métabolisme du glucose de quatre heures et des prélèvements de sang sur animal vigile, avec une biopsie de la queue pour les lignées transgéniques. Les retombées annoncées contre l’obésité restent au conditionnel et à long terme, alors que la mise à mort de toutes les souris pour prélever des tissus est déjà programmée.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le contrôle de la balance énergétique par l’hypothalamus est la résultante d’un équilibre entre l’apport et la dépense énergétique. Cette régulation repose sur la capacité du cerveau à intégrer les signaux provenant des organes périphériques, indiquant les états nutritionnels et énergétiques de l’organisme et à établir des réponses appropriées. Cependant, l’altération de cet équilibre, due à notre environnement alimentaire moderne, peut conduire au développement de troubles métaboliques associés au surpoids et à l’obésité. Malgré les avancées et les progrès accomplis, nous continuons à rechercher des stratégies innovantes et plus efficaces pour lutter contre cette pathologie. Les hormones jouent un rôle majeur dans le maintien de nos fonctions biologiques et régulent de manière critique le développement du cerveau. Cependant, malgré l’importance grandissante donnée aux hormones dans la régulation des fonctions du cerveau, leur mode d’action reste encore largement inconnu. De plus, de nombreuses hormones n’ont pour le moment pas encore été étudiés pour leur effet sur le cerveau. C’est en particulier le cas d’une hormone produite par les glandes parathyroïdiennes : la parathormone ou l’hormone parathyroïdienne. L’hormone parathyroïdienne, sécrétée par la glande parathyroïde est connue pour être impliquée de façon majeure dans l’intégrité des os. Cependant, son rôle dans le contrôle du métabolisme et de la prise alimentaire est très peu connu. Notre projet s’inscrit donc plus précisément dans l’identification et la caractérisation du mode d’action de cette hormone et l’implication de cette dernière dans le contrôle du comportement alimentaire à travers des études réalisées sur des modèles animaux. La règle des trois R sera respectée, le nombre d’animaux sera réduit au minimum en optimisant au maximum les groupes expérimentaux (réutilisation des animaux dans différentes procédures n’entrainant pas de douleur ou de stress) et en raffinant les procédures pour réduire au minimum la douleur, la souffrance et l’angoisse des animaux.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les dernières estimations de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) révèlent qu’en Europe, plus de la moitié des hommes et des femmes sont en surpoids, et environ un tiers sont obèses. Cela constitue, de ce fait, un fardeau social, économique et sanitaire. Bien que certains traits génétiques (causes monogéniques) aient été identifiés, il est largement reconnu que le syndrome métabolique est par essence un trouble multifactoriel et multidimensionnel qui englobe des réseaux complexes d’inadaptations physiopathologiques en aval. Cependant, et malgré les progrès et les efforts récents, nous sommes toujours confrontés à un besoin de stratégies innovantes et plus efficaces contre les troubles métaboliques. Ce projet vise ainsi à établir un nouveau cadre conceptuel impliquant le rôle du système PTH/PTH1R dans la régulation des processus métaboliques induits par les neurones AgRP. Cette nouvelle régulation de l’équilibre énergétique par le cerveau offre un cadre idéal pour le développement de nouvelles cibles thérapeutiques qui peuvent prévenir les défauts de répartition des nutriments induits par l’obésité. Ce projet nous permettra d’identifier des rôles encore insoupçonnés du PTH1R hypothalamique et de son ligand PTH dans la régulation intégrée du métabolisme du corps entier. En outre, à long terme, les stratégies virales utilisées par ce projet pourraient être plus facilement adaptées et transposées aux troubles humains que les procédures chirurgicales invasives actuellement utilisées en thérapie (sleeve gastrectomie, bypass gastrique).
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Pour 5 lots à une chirurgie (environ 1h) (classe modérée), puis après une période de repos, les animaux seront soumis à des tests de comportements et/ou de métabolisme du glucose (environ 4h pour chaque test) (classe légère). Pour les études calorimétriques réalisées sur 2 lots d’animaux, environ 1 semaine de procédure est envisagée (environ 5 jours pour permettre aux animaux de s’adapter à l’individualisation et environ 2 jours pour l’enregistrement) (classe légère). Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles seront fait sur deux de ces lots (classe légère). -pour 4 lots, les animaux seront soumis à des injections de différents modulateurs par voie intrapéritonéale et à des tests de comportement et/ou de métabolisme du glucose (environ 4h pour chaque test) (classe légère). Pour les études calorimétriques réalisées sur 1 lot d’animaux, environ 1 semaine de procédure est envisagée (environ 5 jours pour permettre aux animaux de s’adapter à l’individualisation et environ 2 jours pour l’enregistrement) (classe légère). Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles seront fait sur un lot (classe légère). Pour 1 lot de souris à une chirurgie (classe modérée), les souris vont porter des fibres optiques sur la tête pendant les enregistrements ce qui peut initialement induire un stress. Cela peut entraîner une immobilité ou une mobilité réduite, ce qui constitue un comportement initialement indésirable cependant les fibres étant légères, les animaux s’habituent très rapidement. De plus avant d’imager l’activité neuronale, l’animal sera soumis à plusieurs séances d’habituation d’une durée de 30 min pendant 2 à 3 jours, ce qui lui permettra de s’habituer aux procédures d’enregistrement (classe modérée). Pour les souris transgéniques, une biopsie à la queue sera réalisée vers 6 jours (douleur légère de courte durée).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Le fait de porter des fibres optiques sur la tête de l’animal pendant les enregistrements peut initialement induire un stress. Cela peut entraîner une immobilité ou une mobilité réduite, ce qui constitue un comportement initialement indésirable cependant les fibres étant légères, les animaux s’habituent très rapidement. De plus avant d’imager l’activité neuronale, l’animal sera soumis à plusieurs séances d’habituation d’une durée de 30 min pendant 2 à 3 jours, ce qui lui permettra de s’habituer aux procédures d’enregistrement.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort pour effectuer des prélèvements de tissus.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Dans le cadre de notre projet, nous devons utiliser des souris in vivo. Tout d’abord, nous ne pouvons pas réaliser ces expériences in vitro ou sur cultures de cellules puisque pour notre étude nous avons besoin d’observer les paramètres comportementaux et de physiologie intégrée. De plus, les invertébrés ne possèdent pas les structures cérébrales et endocrines équivalentes aux mammifères pour le contrôle de l’homéostasie énergétique et du comportement.
2. Réduction
Les groupes expérimentaux ont été créés en considérant la variabilité biologique entre individus et la complexité des procédures envisagées. Le nombre d’animaux utilisé est fortement lié à la puissance statistique afin de s’assurer avec certitude de la validité des résultats obtenus. Afin d’optimiser nos cohortes et réduire le nombre d’animaux transgéniques générés par croisements, nous utiliserons l’ensemble des portées (mâles et femelles).
3. Raffinement
Les soins apportés aux animaux par le personnel zootechnique et les expérimentateurs a pour but d’améliorer le bien-être des souris en général, et, de réduire, supprimer ou soulager les douleurs dans les procédures invasives en particulier. Pour chaque source potentielle de stress, des mesures bioéthiques sont prises afin de minimiser toute gêne pour l’animal. Les sources de souffrance et l’angoisse des animaux pourraient provenir des conditions d’hébergement et du régime alimentaire. L’accueil est effectué dans une structure d’animalerie agréée en matériel et en personnel. Le milieu de vie en cages d’hébergement est enrichi par des objets adéquats, comme un nid en coton, bâtons de bois ou tunnels en carton. Une visite quotidienne de l’animalerie est organisée pour vérifier l’absence d’anomalie pour les cages, les biberons, les rations alimentaires et le comportement des animaux. Nos protocoles ont été mis au point de façon à veiller au bien-être animal en améliorant leur environnement et en surveillant leur état de santé : notamment nous chercherons à éviter et limiter la douleur et la souffrance, à assurer des soins pré-, per- et postopératoires adéquats, à recourir à l’anesthésie et à l’analgésie, à appliquer les points limites établis préalablement et, enfin, à utiliser les procédures réglementaires et appropriées de mise à mort.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Notre étude repose entièrement sur la physiopathologie intégrée et nécessite du modèle rongeur, notamment la souris car celle-ci permet l’utilisation de stratégies transgéniques et virale. Toutes les souris seront utilisées à l’age adulte (au moins 2 mois) afin que les réseaux neuronaux soient stables.