Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 08/02/2022
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-574083)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La proportion des personnes âgées (60 ans et plus) est amenée à représenter un tiers de la population française à l’horizon 2050. Cette population est très hétérogène et se caractérise, pour les extrêmes, par des individus en bonne santé, actifs, en bon état nutritionnel, peu sarcopéniques (perte de masse et de fonction musculaire liée à l’âge) et vivant en général chez eux. A l’inverse, il existe (au même âge) une population âgée fortement sarcopénique, généralement dépendante et vivant en institution et en état de sous nutrition chronique. C’est à cette dernière population spécifique que le présent projet s’adresse avec l’objectif de limiter, par une stratégie nutritionnelle (développement d’un aliment fonctionnel), la survenue de la fonte musculaire liée à l’âge généralement associée à l’état de dépendance. Il a été observé, par un des partenaires du projet que certains lactobacilles étaient sur-représentées chez des individus ayant subi une résection de l’intestin. Un transfert de ces bactéries à des rats axéniques a montré une augmentation de l’efficacité d’utilisation de l’énergie et de l’absorption des nutriments alimentaires chez ces animaux, associées à une stimulation de la synthèse des peptides digestifs, une augmentation du trophisme intestinal et une augmentation de l’insulino sensibilité et de l’état nutritionnel des animaux en général. En parallèle, il a également été montré par un des partenaires du projet qu’une amélioration de la santé intestinale pouvait favoriser la redistribution des nutriments énergético-azotés de l’aire splanchnique (intestin/foie) vers les tissus périphériques dont le muscle.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Nous voulons donc faire la preuve de concept qu’il est possible, par une sélection de bactéries avec des modèles in vitro efficaces et complémentaires (cellules intestinales en culture et C Elegans), de maximiser l’utilisation de l’énergie alimentaire (par une stimulation de l’appétit et de l’efficacité énergétique) afin d’améliorer le statut nutritionnel et l’anabolisme musculaire chez des individus en situation de sous nutrition, en particulier des populations de personnes âgées dépendantes présentant souvent un statut nutritionnel altéré et une fonte musculaire importante. Nous réalisons donc une étude sur une période de 60 jours pour étudier l’impact de notre probiotique sur la masse musculaire (effet long terme) et, sur rats Wistar âgés, une étude plus mécanistique à plus court terme (30 jours) pour évaluer l’impact du probiotique sur la synthèse protéique musculaire (élément explicatif de la fonte musculaire et fortement régulé dans les premières semaines d’altération du statut nutritionnel).
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
– prélèvements de sang sur animaux vigiles pour les tests de tolérance orale au glucose (une fois au début et à la fin de l’expérience pour les animaux de la procédure 2)- Une demande de dérogation a été faite concerant la mise à mort des animaux (tous les animaux de l’étude) car la surdose d’anesthésique modofoe les paramètres biologiques que nous mesurons (notamment le métabolisme énergétique). Par ailleurs, une mise à part par inhalation de CO2, commotion cérébrale ou décapitation ne permettrait pas de réplever le sang nécessaire aux analyses. Nous prélevons donc une grade quantité de sang sous anesthésie gazeuse et la mort survient suite à un arrêt cardiaque lié à l’hypovolémie. La mort de l’animal est vérifiée par absence de battement cardiaque et de respiration. En cas de signes de vie, l’animal subit une dislocation cervicale.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
L’effet de la sous-nutrition des animaux va induire nécessairement une perte de masse globale, de masse maigre et de masse grasse des animaux. Ces composantes, mesurables au cours de l’étude, permettront d’éviter une perte de masse des animaux trop importantes sur une durée courte. les quantités ingérées seront adaptées en cas de perte trop importante de poids des animaux (voir points limites). Les probiotiques utilisés sont des bactéries de familles que l’on retrouve dans des produits laitiers fermentés, il n’y a pas de base scientifique avarée permettant d’imqginer que ces bactéries puissent générer de réponse physiologique ou métabolique délétère chez les rongeurs.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue de chaque procédure, les animaux sont mis à mort car dans tous les cas des prélèvements de tissus ou de sang sont envisagés pour pesées et mesures ultérieures
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Cette étude vise à déterminer comment, par une stratégie nutritionnelle, il est possible de limiter la fonte musculaire liée à l’âge. Cette sarcopénie est une condition physiologique impossible à reproduire sur des modèles expérimentaux plus simples comme la culture de tissus ou de cellules. De plus, les suppléments nutritionnels (probiotiques) apportés sont connus pour avoir des effets directs sur l’intestin mais également un effet indirect sur le métabolisme musculaire. La dimension intégrant la complexité des interactions entre micobiote, tissus et organes est donc importante, ce qui ne se retrouve que chez les animaux vivants. L’utilisation d’animaux (ici rats) est la seule option possible.
2. Réduction
Le nombre d’animaux par groupes a été optimisé pour à la fois permettre d’obtenir des données potentiellement significatives mais sans utiliser plus d’animaux que nécessaire (test de chi2 pour estimer le nombre d’individus selon le nombre de ainsi que le nombre de groupes a été limité
3. Raffinement
Les méthodologies employées lors des mesures réalisées ont été employées afin de pouvoir utiliser les mêmes animaux pour des mesures répétées (analyses de la composition corporelles par Echo-MRI par exemple). Cette mesure, non invasive, permet de voir un effet de traitement sur une composante que l’on peut mesurer plusieurs fois sur le même animal. Par ce biais, on gagne fortement en puissance statistique en limitant la mise à mort des animaux pour des mesures intermédiaires. Elle permet également de préciser le moment le plus pertinent pour réaliser la mise à mort relativement à l’objectif visé (ici un effet sur la masse maigre). Par ailleurs, sur ces analyses en Echo-MRI, nous avons limité le temps de séjour des animaux dans l’appareil afin de limiter le stress des animaux au cours de la mesure. Par ailleurs, les animaux bénéficient d’un environnement enrichi (jouets en Inox). Enfin, les points limites ont été clairement définis : En cas d’apparition d’un point limite (absence toilettage, pilo-érection, posture anormale, porphyrine, hypo-activité, agressivité, trychophaghie, maigreur, vocalises, hypo-réactivité, comportement de fuite, automutilation, tumeur ou perte de poids>20%) l’animalier alertera les responsables de l’étude. Nous effectuerons une observation plus poussée de l’animal. Si 3 points limites notables ou 1 point limite grave sont observés, il pourra être apporté à l’animal des soins (nettoyage de plaie, prise d’antalgique, d’anti-inflammatoires) ou, si les soins sont inefficaces ou que les soins ne peuvent pas être apportés, les animaux sont euthanasiés par inhalation de CO2. Ci dessous la liste des points limites notables : apparence sans manipulation (manque de toilettage, piloérection, posture anormale, porphyrine), comportement sans manipulation (hypoactivité, agressivité, trychophagie, maigreur, baisse d’ingestion), apprence lors de la manipulation (diarrhées, sang dans les urines ou féces, deshydratation), comportement lors de la manipulation (agressivité, vocalisation, hypo-réactivité, fuite anormale). La liste des points limites graves : mutilation, absence d’ingestion (supérieure à 2j), tumeur, perte de poids supérieure à 20%.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les animaux utilisés sont des rats Wistar âgés de 6-8 ou 18-20 mois. Afin d’étudier le métabolisme musculaire et l’effet potentiellement bénéfique de probiotiques chez le sujet adulte ou âgé, nous avons besoin d’un modèle animal dont le métabolisme soit proche de l’homme, dont la durée de vie est limitée afin d’avoir rapidement des animaux âgés et de taille raisonnable. Le rat est l’animal le plus approprié. De plus nous avons déjà fait des études du métabolisme musculaire en situations cataboliques chez le rat Wistar au laboratoire (Mercier et al, 2002; Magne et al, 2012). L’utilisation du rat Wistar adulte et âgé dans cette étude nous permettra de comparer les données par rapport à des études précédentes. Animaux adultes ayant fini leur croissance : adultes jeunes (6-8 mois) et animaux âgés (18-20 mois) couramment utilisés dans l’ensemble des études sur le vieillissement dans le laboratoire (Dardevet et al, 2012).