Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2024-04-03 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-456309)
Douze semaines de régime enrichi en graisse jusqu’à l’obésité, puis six semaines de restriction calorique avec un gavage cinq fois par semaine : 168 souris suivent ce protocole de 18 semaines, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont placées trois fois dans un tube de mesure de la composition corporelle, et mises à jeun six heures avant chacun des deux tests de tolérance au glucose, avec six gouttes de sang prélevées à la queue sur trois heures, à vif. Le porteur annonce une dyslipidémie, une hyperglycémie chronique et une intolérance au glucose comme effets attendus du régime, et un risque d’irritation de l’œsophage lié au gavage. À la dix-huitième semaine, toutes sont tuées pour prélever le tissu adipeux, le foie et le muscle.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’obésité est un facteur de risque majeur pour le développement des maladies cardiovasculaires et du diabète. Différentes stratégies existent pour réduire le poids corporel (restriction calorique, chirurgie bariatrique ou traitements pharmacologiques) qui induisent à court terme une amélioration, mais qui ne perdurent généralement pas dans le temps, avec fréquemment un rebond pondéral avec retour des anomalies métaboliques, en particulier la dysfonction du tissu graisseux. Par exemple, les anomalies fonctionnelles du tissu adipeux comme la fibrose (définie par l’accumulation excessive de matrice de collagène dans le tissu gras), présente chez de nombreux patients en situation d’obésité ne sont pas résolues au cours de la perte de poids, et constituent un facteur important d’échec des interventions thérapeutiques de réduction pondérale. Cette situation peut être reproduite chez la souris rendue obèse par un régime riche en graisse, qui développe une fibrose du tissu adipeux comme les patients. Ce sont les cellules souches du tissu adipeux qui produisent l’excès de matrice extracellulaire. Notre objectif est de tester l’efficacité de stratégies visant ces cellules souches pour éviter leur transformation. Nous avons identifié deux traitements potentiels a administrer pendant la période de réduction pondérale, que nous souhaitons valider in vivo dans le modèle souris. Ces traitements se basent sur l’administration de 2 molécules déjà administrées chez l’homme dans d’autres contextes. Nous testerons si elles peuvent améliorer la réponse a la perte de poids lorsqu’elles sont administrées en combinaison à la restriction calorique chez des souris préalablement rendues obese par régime gras.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce protocole doit constituer une preuve de concept chez la souris de l’efficacité des traitements combinés avec la restriction calorique pour restaurer la santé métabolique, en utilisant des approches ciblant la fibrose du tissu graisseux. A terme ces experiences constitueront une indication de ces traitements vers une application en clinique humaine.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Pendant 18 semaines, des changements de régime alimentaire seront effectués, avec mise sous régime enrichi en graisse (12 semaines) puis retour à un régime standard (pendant 6 semaines). La stabulation sera effectuée a thermoneutralité (30degrés Celsius) dans une enceinte a climat constant afin de limiter la dépense d’énergie liée au maintien de la température corporelle. Pendant 6 semaines a partir de la semaine 12 les animaux recevront un gavage avec les composes A ou B ou véhicule. Le gavage est réalisé sur animal vigile par simple contention a raison de 5 fois /semaine, et dure moins de 30 secondes. La nuisance est liée au risque d’inflammation de l’oesophage. Ni A ni B n’entrainent d’effet toxiques, ces composés sont approuvés et utilisés chez l’homme dans d’autres contextes. Le suivi métabolique longitudinal comprend des pesées hebdomadaires. Nous réaliserons des mesures non invasives de la composition corporelle à 3 temps : avant la mise sous régime, à la fin du régime gras, et à la fin de la période de traitement. Cette mesure implique de placer les animaux dans un petit tube et de placer l’animal dans l’appareil de mesure durant 2 minutes. Le test de tolérance au glucose est réalisé 2 fois a 12 et 18 semaines, comportant la mise a jeun pendant 6h suivie de prélèvements séquentiels de gouttes de sang a la queue (1 goutte x 6 pendant 180 minutes) sur animaux vigiles. Apres 18 semaines : prélèvement sanguin sous anesthésie gazeuse suivie immédiatement d’euthanasie pour prélèvement d’organes.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les effets indésirables attendus du projet sont ceux liés à l’induction de l’obésité et aux altérations métaboliques associées. En effet, la consommation d’un régime enrichi en lipides tel que celui utilisé ici, peut mener à une dyslipidémie, des altérations de la glycémie avec notamment une hyperglycémie chronique, une intolérance au glucose et une altération de la sensibilité à l’insuline, facteurs de risque cardiovasculaires chez la souris comme chez l’homme. Une fois l’obésité constituée nous initierons une période de restriction calorique pour induire une perte de poids, ce qui permet de reverser partiellement les troubles métaboliques. Cependant le gavage avec les composés a tester nessecite des manipulations de contention, et peut aussi induire des effets indesirables par irritation de l’oesophage. Pour l’évaluation métabolique des animaux, nous privilegions les procedures non invasives pour limiter le stress/douleur. Il est cependant necessaire de proceder au prélèvement de gouttes de sang a la queue pour le test de tolérance au glucose et les mesures de glycémie et de cétonémie, qui doivent etre réalisées sur animaux vigiles pour l’obtention de résultats valides. Les prélèvements sanguins peuvent générer un stress/douleur de courte durée.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A la fin du protocole, tous les animaux sont euthanasiés en vue de prelever et d’etudier differents organes (tissu adipeux, foie, muscle etc). Les différents prélèvements sont nécessaires pour des analyses post-mortem et que cela implique l’euthanasie de l’ensemble des animaux
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le tissu adipeux excerce une fonction de stockage de l’energie en exces et de production de molecules signalisatrices qui va être déterminée par le microenvironnement tissulaire complexe. Ainsi, il n’existe à l’heure actuelle aucun modèle cellulaire in vitro qui puisse reproduire les fonctions de ce tissu in situ, en particulier sa flexibilité et les changenement ponderaux. L’évaluation de l’activité du tissu adipeux en réponse à des changements d’environnement métabolique et nutritionnels sont des processus biologiques et physiopathologiques complexes qui ne peuvent être explorés que par des approches expérimentales in vivo.
2. Réduction
Chaque animal (au total 168) sera exploité afin d’apporter le maximum d’information. Si possible, nous utiliserons les données de manière transversale entre les protocoles afin de réduire le nombre d’animaux. La taille des groupes expérimentaux a également été optimisée afin de répondre aux besoins de mettre en évidence des différences statistiques et pour prendre en compte les variations liées à la diversité de la réponse biologique. Lorsque cela est possible techniquement, sans affecter la qualité des données recueillies, les souris partageant un même groupe contrôle seront étudiés en même temps afin de réduire le nombre d’animaux. La taille des groupes expérimentaux a également été optimisée afin de répondre aux besoins de mettre en évidence des différences statistiques et pour prendre en compte les variations liées à la diversité de la réponse biologique. Le calcul de puissance indique que 12 souris par groupe est le nombre minimal permettant d’obtenir des résultats statistiquement fiables compte tenu de la variabilité interindividuelle des paramètres mesurés (poids,tolérance au glucose, tailles des adipocytes, contenu en collagène, analyse de cytométrie en flux).
3. Raffinement
Un suivi du poids des animaux sera effectué avant mise sous régime puis de manière hebdomadaire pendant les 12 semaines de régime riche en graisse. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (regroupés à 4 animaux par cage) et l’isolement est évité au maximum. Le milieu est enrichi avec au choix : lanières de papier Kraft, maisons en carton, tunnel en carton ou carré de coton compacté. Les animaux seront maintenus à une temperature de 30 degrés Celsius qui correspond a la thermoneutralité pour les petits rongeurs (absence totale de stress thermique, réduction de la thermogénese). Nous utilisons une enceinte climatique homologuée permettant de contrôler la température, l’humidité et le niveau d’éclairage. De plus, le personnel expérimenté de l’animalerie veille au bien-être des animaux et l’état de santé des animaux sera surveillé quotidiennement pour vérifier le respect des points limites définis pour ce projet. De plus, un suivi hebdomadaire de prise alimentaire et du poids sera réalisé, ce qui permet, en plus des données expérimentales, de s’assurer du bon état de santé des animaux et de les habituer aux manipulations afin de reduire le stress potentiel lors des procédures ultérieures (tests de tolérance au glucose). Nous prendrons soin de faire exécuter toutes les manipulations des animaux (pesées, gavages) par des personnes expérimentées afin de réduire le stress au maximum. Nous avons également choisi un matériel et des procédures adéquats pour limiter la douleur, avec en particulier l’utilisation des sondes de gavage en plastique fines et souples. Un laps de temps de minimum 1 semaine entre les actes sera respecté afin de laisser un temps de récupération aux animaux.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est un modèle pertinent car les mécanismes de régulation de la balance énergétique sont très proches de ceux a l’œuvre chez l’homme. En cas de surnutrition, les souris développent une obésité (accumulation de tissu adipeux) qui ressemble à la situation chez l’homme avec des troubles du métabolisme glucidique (diabète) et d’autres perturbations métaboliques. Il est à noter que les modèles murins ont généré des apports conceptuels dans le domaine de la régulation du poids corporel, avec la découverte de la leptine, hormone d’origine adipocytaire qui contrôle la prise alimentaire. Cette hormone a été découverte grâce a des mutations naturelles chez la souris (mutation ob). De plus en rapport avec le projet, les souris répondent a des restrictions caloriques par perte de poids, elles peuvent aussi, comme les patients atteints d’obésité, développer une fibrose du tissu adipeux, avec des conséquences deletaires sur leur santé. Nos études requièrent que les animaux soient sexuellement matures avec un métabolisme adulte. Les souris seront donc mises sous régime à partir de l’âge de 6-8 semaines, pour une étude de durée totale de 18 semaines.