Etude des interactions hôte-microbiote lors d’un challenge nutritionnel chez la souris juvénile

La période de croissance juvénile, s’étendant de la naissance à la maturation sexuelle, représente une phase cruciale dans la vie des animaux, marquée par des interactions complexes entre l’hôte, sa nutrition et les bactéries de sa flore intestinale (microbiote). La sous-nutrition infantile reste un défi majeur à l’échelle mondiale, et celle-ci conduit à des altérations significatives de la flore intestinale des individus malnutris. Par ailleurs, des travaux de recherche ont démontré qu’une intervention probiotique, consistant en l’administration de micro-organismes vivants en quantités adéquates, peut partiellement atténuer les phénotypes néfastes associés à la sous-nutrition chez un modèle préclinique de rongeur. Notre objectif est d’utiliser divers modèles de souris présentant une flore intestinale définie, composée de bactéries rigoureusement caractérisées, afin d’explorer les interactions entre l’hôte, son microbiote, et les relations au sein de cette dernière au cours de la croissance juvénile dans un contexte de dénutrition. Pour ce faire, nous envisageons d’implanter différentes populations bactériennes dans des souris « stériles », dépourvues de tout micro-organismes et de comparer la dynamique de croissance de ces animaux nourris avec un régime appauvri en protéines et en graisses par rapport à des animaux ayant un régime normal. Dans un second temps, nous souhaitons caractériser l’évolution génétique de ces souches au cours d’un tel challenge nutritionnel. Ces expérimentations visent à approfondir notre compréhension des mécanismes sous-jacents permettant à la flore intestinale et à la nutrition d’influer conjointement sur la croissance juvénile des animaux.

Chez l’homme, 155 millions d’enfants sont aujourd’hui victimes de malnutrition dans le monde et la sous-nutrition chronique au stade juvénile entraîne un retard de croissance sévère et des séquelles physiologiques à long terme qui ne peuvent être corrigées par les stratégies classiques de renutrition. Des études récentes, ont établi que des composants de la flore intestinale peuvent modifier la trajectoire de croissance des animaux. Cependant, malgré les progrès récents dans l’étude des relations complexes entre la nutrition, la croissance et les microbes intestinaux, les mécanismes moléculaires à l’origine de ces bénéfices médiés par la flore bactérienne sur un hôte mammifère restent mal compris. Ici, en utilisant de nouveaux modèles de souris à flore définie, nous nous proposons d’étudier comment les constituants et les activités de la flore intestinale, associés à la nutrition, influencent la croissance juvénile. Au-delà de l’impératif d’améliorer la nutrition mondiale pour prévenir la dénutrition, concevoir des stratégies d’intervention pour remédier à ceux qui souffrent déjà de dénutrition est également un impératif urgent. Ce projet s’attaque à ce problème important et nous pensons que notre travail contribuera à l’élucidation des mécanismes moléculaires qui sous-tendent l’interaction hôte-microbes en relation avec la dénutrition.

Dans le cadre de ce projet : – 180 souris seront gavées à l’aide d’une sonde 2 fois à 48h d’intervalle. Ce geste prend une trentaine de seconde. – 268 souris seront soumise à un régime nutritionnel faible en protéines et en graisses pendant 5 semaines au maximum. Ce régime n’induit pas de sensation de faim (isocalorique d’un régime normal), ni de phénotype délétère.- Sous anesthésie générale, 160 souris auront leur taille mesurée en début et en fin de procédure sous anesthésie générale ce qui prend moins de 2 minutes et subiront deux prélevement sanguin à 15 jours d’intervalle. Ce prélevement prend de l’ordre d’une minute – 250 souris subiront un prélèvement de sang juste avant la mise à mort. – 304 souris seront pesées chaque semaine pendant 5 semaines au maximum ce qui prend environ une minute – 90 souris subiront une contention de 2 minutes maximum afin de mesurer leur composition corporelle – 36 souris seront placées seules dans une cage adaptée pour mesurer leurs dépenses énergétiques.

Ce projet ne devrait entraîner que des nuisances modérées sur les animaux : Le gavages des animaux ne devrait entrainer qu’un léger stress lié à la contention et un inconfort mineur lors du gavage. La mesure de la taille des animaux à P21 et P56 et les prélèvements sanguinss n’induiront qu’un léger stress lors de l’induction de l’anesthesie. Les pesées induiront un leger stress associé à la contention de l’animal afin de déterminer son identification. La contention pour analyse de la masse corporelle des animaux induira également un stress modéré : le temps de contention associé à la mesure est au maximum de 2 minutes Le stress associé à l’isolement des animaux en cages métaboliques restera modéré et limité au strict necessaire.

L’ensemble des animaux mis en procédure seront mis à mort afin de réaliser des prélèvements d’organes après mise à mort.

La souris, qui est un animal omnivore, est un modèle classique en nutrition humaine. En raison de la connaissance de son microbiote, et des modèles disponibles, il s’agit d’un modèle préclinique de choix afin d’étudier la flore dans une étude nutritionnelle. Pour l’élevage, les animaux doivent être matures sexuellement c’est pourquoi l’inoculation de la flore intestinale des animaux se fait à 8 semaines de manière à pouvoir accoupler les animaux vers 10 semaines. Pour les expériences les animaux utilisés seront suivis tout au long du challenge nutritionnel du sevrage à l’âge de 21 jours jusqu’à l’âge de 56 jours. L’objectif du projet est d’étudier les interactions entre l’hôte et son microbiote pendant la période juvénile. Pour cela, les animaux doivent être inclus dans la procédure dès le sevrage, qui est une période clé de la croissance de l’animal.