Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 09/01/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-463350)
640 poissons zèbres vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils subissent des lésions du cerveau sous anesthésie et des injections, pour étudier l’effet d’une surnutrition sur la formation et la réparation des neurones. Le porteur affirme une mortalité quasi nulle et l’absence de signe visible de souffrance après lésion. Il conclut que la complexité de la réparation cérébrale ne peut être reproduite in vitro.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les objectifs du projet sont de mieux comprendre l’impact d’une surnutrition sur les mécanismes de neurogenèse (création de nouveaux neurones) en condition constitutive et régénérative (sans et avec lésions cérébrales). Pour cela, nous avons pour sous objectifs de comprendre : (1) l’impact de désordres métaboliques (obésité/prédiabète) sur la prolifération des cellules souches neurales, sur la neuroinflammation et l’angiogenèse (création de nouveaux vaisseaux sanguins), (2) par quels mécanismes la surnutrition impacte la régulation des gènes modulant la création de nouveaux neurones), (3) et enfin d’étudier l’impact de la surnutrition sur les mécanismes de réparation cérébrale (mort cellulaire, angiogenèse et neurogenèse régénératives).
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet nous permettra de mieux comprendre comment un déséquilibre nutritif entrainant une obésité et une dérégulation de la glycémie peut avoir des répercussions sur la plasticité cérébrale et les mécanismes de réparation (mort cellulaire, angiogenèse, neurogenèse). En situation non lésée, nous pourrons mieux comprendre l’impact de la surnutrition sur la prolifération des cellules souches neurales, sur la vascularisation cérébrale et sur la neuroinflammation du tissu. De plus, nous pourrons étudier l’expression de facteurs clés dans les mécanismes de neurogenèse, plasticité et vascularisation cérébrales en situation dite homéostatique (non lésée). En outre, un focus particulier sera fait sur les voies de signalisation Notch, Id1 et des glucocorticoïdes. En situation de lésion, nous pourrons comprendre comment les désordres métaboliques induits impacte les mécanismes de réparation cérébrale impliquant entre autres la mort cellulaire associée à la lésion, le recrutement des cellules microgliales et la création de nouveaux neurones. A termes, cela pourra permettre d’identifier des voies thérapeutiques d’intérêt pour contrecarrer les effets délétères de désordres métaboliques sur le cerveau mais aussi sur les mécanismes de réparation à la suite d’accidents vasculaires cérébraux ou de traumatismes crâniens.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis aux interventions – lésions du télencéphale (mortalité inférieure 1%) – Injections intrapéritonéales
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les points limites sont un comportement anormal (mouvements circulaires), une nutrition anormale (voire incapacité à se nourrir), une flottabilité anormale dans la colonne d’eau, et une couleur anormale ou une hyperventilation, indiquant une souffrance ou un stress. Peu voire pas d’effets indésirables sont attendus dans ces modèles. Bien que la surnutrition puisse entrainer des diminutions de plasticité cérébrale et de locomotion, les animaux surnutris dans ces conditions expérimentales ne semblent pas présenter de stress particulier dans de tels temps d’étude De plus, les lésions du télencéphale réalisées sous anesthésie générale sont rapides (moins de 30s) et parfaitement maitrisées. La mortalité associée est quasi nulle . De plus, après lésion cérébrale sous anesthésie, le poisson est remis immédiatement dans l’eau et se réveille en moins de 1 à 2 minutes. Il ne présente visuellement aucun signe de souffrance, de séquelles visibles ou de stress (cités précédemment). Il est presque impossible à l’œil de distinguer un animal qui a subi une lésion d’un non lésé car aucun différence notable et significative de locomotion ou autres paramètres de nage n’est perçu. Pour voir de subtils changements, il est nécessaire de monitorer l’activité avec des équipements comportementaux très fins. Ceci s’explique aussi probablement par le fait que le cerveau n’est pas innervé d’un point de nociceptif. Aussi, les injections de BrdU en intrapéritonéale sont maitrisées et se font sous anesthésies du poisson dans de la tricaine (MS-222). Elles n’induisent pas d’effets indésirables.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue finale du projet, l’ensemble des animaux sera euthanasié. Si jamais les résultats scientifiques sont suffisamment etayés ou si un problème survenait, la segmentation du projet en sous-expérimentations indépendantes nous permettra de réduire le nombre d’animaux et de les utiliser pour d’autres expérimentations.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
La complexité des processus physiologiques se déroulant lors de la surnutrition (obésité/situation prédiabétique) sur les effets du cerveau ne sont pas modélisables in vitro. Des facteurs périphériques et centraux sont modulés et ont un impact sur l’homéostasie cérébrale. De plus, lors de la réparation cérébrale les mécanismes ne sont pas modélisables par des techniques in vitro. Les processus de réparation impliquent plusieurs types cellulaires: microglies, oligodendrocytes, macrophages, cellules endothéliales, neurones, et cellules souches neurales. De plus, plusieurs processus physiologiques se mettent en place lors de la réparation : hypoxie, inflammation, stress oxydatif, sécrétion de facteurs trophiques et neurotrophiques ainsi qu’endothéliaux. A l’heure actuelle, nous ne pouvons réaliser des procédures in vitro permettant d’intégrer l’ensemble de ces acteurs cellulaires et de signalisation.
2. Réduction
Chaque expérimentation sera scindée en des expériences indépendantes. Cela permettra de ne pas utiliser l’ensemble des animaux si nous observons que les résultats obtenus sont suffisamment étayés. De plus, si jamais une souffrance ou une mortalité inattendue venait à apparaitre, cela éviterait de relancer une expérimentation avec le deuxième groupe d’animaux. A noter que chaque expérimentation sera menée sur des groupes de 20 poissons par condition (4 x 20 poissons nourris normalement et 4 x 20 poissons surnutris). Cette segmentation de l’expérimentation en 4 expérimentations indépendantes permettra de stopper l’expérimentation en cas d’une souffrance insoupçonnée ou de données scientifiques suffisamment étayées.
3. Raffinement
Les poissons seront maintenus dans des conditions optimales. La procédure invasive sera réalisée sous anesthésie générale par une personne qualifiée. Les points limites sont un comportement anormal (mouvements circulaires), une nutrition anormale (voire incapacité à se nourrir), une flottabilité anormale dans la colonne d’eau, une couleur anormale et/ou une hyperventilation, indiquant une souffrance ou un stress. Chaque situation d’animal montrant des signes de souffrances sera rapportée au vétérinaire responsable de l’animalerie (ou responsables du bien-être animal) pour conseils ou directives de traitement approprié, en général sédation profonde et euthanasie.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le poisson zèbre partage de 70 à 85 pour cent de gènes en commun avec l’espèce humaine, impliqués dans les processus physiologiques et pathophysiologiques, respectivement . C’est également un modèle de réparation cérébrale reconnu avec des processus de réparation similaires à ceux des mammifères Mâles et femelles : à part égale afin d’avoir une meilleure appréciation des effets observées chez les mâles et femelles et étudier d’éventuels dimorphismes sexuels. Les animaux auront le même âge au sein d’un groupe contrôle et traité.