Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2023-09-19 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-415869)
80 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont nourris avec des protéines issues de levure et de bactérie, soumis à des prélèvements sanguins caudaux puis à une ponction intracardiaque sous anesthésie, avant le prélèvement de leurs contenus intestinaux et de leurs organes, pour évaluer l’intérêt nutritionnel de ces protéines pour l’alimentation humaine. Le porteur signale que ces aliments peuvent contenir des acides nucléiques potentiellement néfastes pour les reins. Il affirme qu’il n’existe « pas de méthode alternative validée in vitro » pour mesurer la digestibilité des acides aminés, mesurable seulement chez l’animal ou chez l’humain.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Face à l’accroissement de plus en plus rapide de la population, aux enjeux liés au changement climatique et à l’urbanisation croissante, sécuriser l’offre alimentaire constitue un défi majeur pour le secteur agricole. Une augmentation considérable des besoins de ressources en protéines est inévitable. Les ressources végétales et animales nécessitent la mobilisation de grandes surfaces agricoles et sont dépendantes des conditions climatiques et de la saisonnalité. La recherche de sources protéiques alternatives est ainsi en plein essor et les Protéines d’Organismes Unicellulaires (POU) représentent actuellement une filière en développement. Les microorganismes sont des ressources intéressantes à exploiter, de par leur vitesse de croissance, leur capacité d’accumulation et la possibilité de moduler leur métabolisme et leur composition en fonction des conditions d’environnement. Dans ce contexte, le projet Nutripou va produire des POU issues de bactérie et de levure à partir de procédés de culture, d’extraction et de purification optimisés afin d’obtenir des POU dont la composition nutritionnelle est adaptée à l’alimentation humaine. Les objectifs de l’étude animale que nous souhaitons mener sont : i- d’évaluer la qualité nutritionnelle de POU issues de levure et de bactérie et présentant des degrés de purification différents (procédures expérimentales 1 et 2) et ii- d’évaluer les effets métaboliques et physiopathologiques de l’ingestion durant 3 mois de ces mêmes POU (procédure expérimentale 3) chez le rat.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les données de qualité nutritionnelle des POU de levure et de bactérie et les effets de leur ingestion obtenues dans notre étude permettront d’appréhender l’intérêt de cette nouvelle ressource en protéines. La caractérisation nutritionnelle permettra de valoriser ou d’envisager des pistes d’amélioration de la production des POU et elles pourront éventuellement venir compléter le catalogue des ressources alternatives en protéines permettant de faire face à la demande mondiale croissante.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Dans les procédures 1 et 2, les animaux seront hébergés en cage individuelle en permanence. Dans la procédure 3, ils seront hébergés à 2 par cages et placés uniquement 3 fois 24h dans des cages individuelles pour la collecte des urines. Lors des procédures 2 et 3, avant l’euthanasie des animaux et pour collecter une quantité suffisante de sang, une ponction intracardiaque sera réalisée après anesthésie gazeuse profonde de l’animal. Lors de la procédure 3, des prélèvements sanguins sur la veine latérale de la queue seront réalisés sur les rats vigiles. Trois prélèvements seront réalisés (au début, à mi-parcours et à la fin de la procédure) et la durée de chaque prélèvement ne dépassera pas 5 minutes
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Lors des procédures 1 et 2, il sera nécessaire d’héberger les animaux en cages individuelles car nous devrons suivre précisément la prise alimentaire de chaque rat (procédure 1) et les habituer à l’ingestion d’un repas-test (procédure 1). Lors de la procédure 3, les animaux seront hébergés à 2 par cage. La prise alimentaire n’étant pas le paramètre principal évalué lors de cette procédure, il est envisageable de diminuer la précision de cette mesure pour cette procédure. Les animaux seront placés en cage individuelle uniquement lors du recueil des urines, soit 3 fois une journée sur l’ensemble de la procédure. Les prélèvements sanguins de la procédure 3 sont susceptibles d’induire de la douleur. Les prélèvements se feront au niveau d’une veine latérale de la queue par un expérimentateur entraîné et les volumes prélevés seront modérés et ne dépasseront pas 15% du volume de sang des rats. Bien que la production des POU utilisées dans cette étude sera optimisée pour réduire les quantités d’acides nucléiques, les régimes à base de POU sont susceptibles de contenir des quantités faibles d’acides nucléiques pouvant être potentiellement néfastes pour la santé des rats. Les expérimentateurs seront donc particulièrement vigilant lors du suivi de l’état de santé globale des animaux. L’ingestion d’acides nucléiques pourrait avoir un effet sur le rein et l’excrétion des urines sera particulièrement observée.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Procédure 1: Les 40 rats seront réutilisés pour la procédure 2. Procédure 2: les 40 rats seront euthanasiés afin de collecter les digestats des différents compartiments intestinaux et évaluer la digestibilité de POU. Procédure 3: les 40 rats seront euthanasiés afin de prélever les organes et tissus permettant d’évaluer les effets de l’ingestion de POU sur des marqueurs inflammatoires et histologiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
A l’heure actuelle il n’existe pas de méthode alternative validée in vitro pour déterminer la digestibilité de l’azote et des acides aminés des protéines. Les méthodes de digestion in vitro ne permettent pas en l’état actuel des connaissances d’obtenir des données représentatives de la digestibilité in vivo des acides aminés alimentaires. Ces mesures ne peuvent être réalisées que chez l’animal et chez l’homme. Néanmoins, les études de digestibilité des acides aminés nécessitent à l’heure actuelle l’accès aux contenus intestinaux au niveau iléal et sont très invasives chez l’homme. En outre, afin d’étudier l’innocuité de ces nouvelles sources de protéines alimentaires à moyen terme, et en particulier les effets de taux d’acides nucléiques non négligeables, il est nécessaire d’évaluer les effets sur différents marqueurs inflammatoires, métaboliques, du statut osseux, etc. et cela ne peut se faire que chez l’animal en ayant accès à l’ensemble des tissus et organes.
2. Réduction
A partir des données déjà publiées sur le sujet et dans des conditions expérimentales comparables, le nombre minimum d’animaux requis pour atteindre une puissance statistique suffisante et garantir l’exploitation des résultats est de 8 rats par groupe.
3. Raffinement
Afin de limiter l’impact de l’hébergement individuel dans les procédures 1 et 2, les cages sont en plexiglas transparent permettant le plus d’interactions visuelles entre les animaux et elles seront enrichies avec des tunnels en plexiglas opaque ainsi que des billes. Des regroupements dans des cages collectives (5 rats/cage) seront effectués une fois par semaine lors de ces 2 procédures. La capacité d’accueil de la cage de regroupement sera adaptée au nombre et au poids des rats et les animaux seront identifiés par un numéro inscrit au marqueur sur leur queue. Pour la procédure 3, les animaux seront hébergés à 2 par cage. Néanmoins, les animaux passeront 3 fois 24h en cage métabolique individuelle afin de collecter les urines. Ces cages seront également en plexiglas et enrichies avec des tunnels en plexiglas opaque ainsi que des billes. Afin de réduire la douleur lors des prises de sang au niveau d’une veine latérale caudale réalisées en procédure 3, les prélèvements se feront par un expérimentateur entraîné. Les volumes prélevés seront modérés (2mL/prélèvement, 3 prélèvements à J0, J45 et J90) et ne dépasseront pas 15% du volume de sang des rats. Les animaux seront habitués à la contention dans un tissu lors des pesées afin de réduire le stress généré lors de la contention pour réaliser la prise de sang et un analgésique sera appliqué sur la queue quelques minutes avant le prélèvement pour réduire les douleurs. La manipulation régulière des animaux par les mêmes expérimentateurs pour les mesures du poids et de la prise alimentaire permettra de suivre de manière rapprochée l’état de santé des animaux et de détecter des modifications éventuelles de leur état physique ou de leur comportement. Si une perte de poids de plus de 20% sans cause apparente et sans récupération, des diarrhées sans cause apparente ou des difficultés à uriner ou une modification de l’aspect des urines sont détectées grâce au suivi rapproché de chaque animal, il sera sorti du protocole expérimental et euthanasié si son état de santé ne s’améliore pas rapidement.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le régime alimentaire et le système digestif du rat présentent des similarités suffisamment importantes avec ceux de l’Homme pour qu’une extrapolation des résultats obtenus soit envisagée. De plus, le rat est une espèce de référence pour les études nutritionnelles. Procédure 1 : Rats âgés de 3 semaines. L’évaluation du CEP est une procédure standardisée qui se réalise chez de jeunes rats pour rendre compte de la capacité de la protéine à soutenir la croissance. Procédure 2 : Rats issus de la procédure 1. Ils seront alors âgés de 8 semaines. Les études de digestibilité sont habituellement réalisées sur des rats de cet âge. C’est une fenêtre d’âge de référence utilisée dans la plupart des études quand il s’agit de normaliser les conditions d’expérimentations dans lesquelles l’âge de l’individu n’est pas l’objet de la recherche. Procédure 3 : Rats adultes âgés de 8 semaines. C’est une fenêtre d’âge de référence utilisée dans la plupart des études quand il s’agit de normaliser les conditions d’expérimentations dans lesquelles l’âge de l’individu n’est pas l’objet de la recherche.