Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 07/04/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-491898)
360 poissons zèbres vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures classées de gravité légère. Une partie subit des tests de performance comportementale, une autre une exposition de 48 heures à une eau appauvrie en sel qui provoque un déséquilibre osmotique, avant prélèvement des tissus. Le projet utilise des lignées dont les récepteurs au cortisol, l’hormone de stress, sont inactivés, pour comprendre leur rôle. Le porteur relie ces travaux au bien-être des animaux non-humains en élevage et à l’amélioration des méthodes d’aquaculture, bénéfices renvoyés au développement futur d’indicateurs.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif de ce projet est de caractériser le rôle de chaque récepteur au cortisol (hormone de stress) dans la régulation de l’homéostasie ionique et hydrique ainsi que dans des activités comportementales du poisson. L’exposition du poisson à une situation stressante active l’axe corticotrope et conduit très rapidement à la libération de cortisol dans le sang. Ce cortisol va modifier différents processus comportementaux et métaboliques, dont le métabolisme hydrominéral, via des voies de signalisation mettant en jeu les 2 récepteurs au cortisol. Concernant l’homéostasie ionique et hydrique (métabolisme hydrominéral), plusieurs études ont montré le rôle déterminant du cortisol dans la régulation des échanges ioniques et la perméabilité de la branchie, principal organe impliqué dans la régulation de la balances hydrominérale. Par contre, pour des raisons techniques, le rôle des récepteurs au cortisol dans le maintien de l’homéostasie ionique et hydrique est controversé. Plusieurs travaux ont aussi étudié les rôles de ces 2 récepteurs sur le comportement des poissons. Tout comme pour le maintien de l’homéostasie, des résultats contradictoires sont mesurés sur le rôle des récepteurs. Plusieurs travaux suggèrent une notion de complémentarité fonctionnelle des 2 récepteurs et l’hypothèse d’une réponse compensatrice, quand l’un des 2 récepteurs est muté. Mais pour l’instant, rien n’a été clairement démontré. Dans ce contexte, afin de caractériser les rôles respectifs des 2 récepteurs au cortisol dans la régulation des fonctions branchiales (organe-clé de l’homéostasie chez le zebrafish) et des activités comportementales, nous proposons d’utiliser des lignées de zébrafish pour lesquels les gènes codant pour les récepteurs au cortisol sont inactivés et non fonctionnels. Les rôles de ces récepteurs seront étudiés en condition contrôle et lors de stress.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Des stress en relation avec la qualité d’eau et/ou conditions d’élevage ont clairement des effets néfastes sur l’homéostasie et le comportement du poisson qui peuvent se traduire par une baisse de la productivité et l’établissement de situations de mal-être alors que le bien-être des animaux en élevage est un objectif important pour la profession en réponse à la demande sociétale. Une meilleure connaissance des réponses au stress, que l’on peut obtenir dans cette étude, devrait permettre le développement d’indicateurs biologiques d’état ou d’indicateurs prédictifs de bien-être chez les poissons et le cas échéant de problèmes de santé potentiels. Ces indicateurs seront utiles pour l’amélioration des méthodes d’élevage en aquaculture, pour le choix d’espèces à domestiquer et comme critères phénotypiques dans la sélection pour des caractères d’adaptation à l’environnement.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Un nombre de 180 individus vont subir des analyses de performance comportementale de sévérité légère une seule fois de 30s pour la plus courte, à 9 minutes pour la plus longue. Un autre nombre de 90 individus seront exposés à une eau appauvrie en sels pendant 48 heures une seule fois. La diminution de la quantité en sels de l’eau se fera progressivement sur 24heures.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Afin de mesurer les capacités à maintenir leur homéostasie ionique et hydrique, les poissons seront exposés à un stress osmotique: exposition à une eau appauvrie en sel. Ce stress va induire un déséquilibre de la teneur en sels du poisson.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
En fin de projet, tous les animaux seront euthaniés puis prélevés pour différentes analyses biochimiques, moléculaires et histologiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Il n’est pas possible d’étudier in vitro les fonctions des récepteurs sur – 1. le maitien de l’homéostasie ionique et hydrique des poissons, car nous ne disposons pas de lignées cellulaires pour les différents organes et type cellulaires impliqués dans cette fonction – 2. le comportement, parce que les analyses comportementales complexes que nous envisageons ne peuvent être réalisées que sur animal et qui plus est seulement caractérisables chez l’adulte.
2. Réduction
Le nombre d’animaux est adapté au plus juste pour permettre une évaluation statistique de la variabilité individuelle des réponses.
3. Raffinement
Tout sera mis en place dans le cadre des procédures pour limiter la souffrance et le stress des animaux. Pour la fonction en relation avec le maintien de l’homéostasie ionique et hydrique, le challenge osmotique aura lieu progressivement et ne durera que 48h, à des concentrations en sels déjà utilisés dans plusieurs autres études publiées récemment. De plus l’eau sera supplémentée en oxygène via un bullage d’air. Pour la partie comportement, un seul test comportemental sera réalisé par jour. En dehors des procédures les poissons seront élevés en groupe dans des structures d’élevage adaptées à l’espèce.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les lignées de zebrafish avec inactivation des récepteurs au cortisol sont appropriées pour notre étude visant à étudier le rôle de chaque récepteur dans le maintien de l’homéostaise ionique et le comportement des poissons. De plus, les mécanismes impliqués dans le maintien de la balance hydrominérale ainsi que les différents traits de comportement sont bien caractérisés chez cette espèce. L’étude sera réalisée au stade adulte afin de mesurer les réponses des 2 sexes.