Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 06/06/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-620548)
768 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, chacune passant par une chirurgie du cerveau de quarante-cinq minutes puis par une quarantaine de séances comportementales, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Après l’injection de vecteurs viraux dans le cerveau, elles enchaînent trente séances d’accès à une solution sucrée, six tests de motivation de quatre-vingt-sept minutes et trois séances où la boisson est rendue amère par la quinine. Les souris de huit cohortes sur douze reçoivent en plus une injection sous-cutanée dix minutes avant chacune de ces trente séances. Le porteur justifie le choix de la souris comme un « compromis phylogénétique », assez proche de l’humain pour valoir modèle et assez éloignée d’espèces qu’il qualifie de « plus sensibles éthiquement », au premier rang desquelles les primates non-humains.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La surconsommation de sucre est à l’origine de nombreuses maladies chroniques et est un enjeu de santé publique. Des travaux ont montré que le sucre exerce ses effets récompensants non seulement par l’intermédiaire des voies gustatives, mais également via des voies post-ingestives (i.e., la signalisation inconsciente provenant de l’intestin et de la veine porte hépatique). Les voies gustatives et post-ingestives induisent la libération de dopamine via le circuit neuronal « noyau caudal du tractus solitaire /aire tegmentale ventrale /striatum ventral », tandis que la voie purement post-ingestive déclenche la libération de dopamine via le circuit « noyau caudal du tractus solitaire /noyau parabrachial dorsolatéral /Substantia nigra pars compacta /striatum dorsal ». Récemment, il a été proposé que la motivation inconsciente induite par les sucres, et détectée par la voie intestin-cerveau, constituerait la principale cause de surconsommation de sucre. Compte tenu des spécificités des différents circuits neuronaux, nous postulons qu’ils ont une contribution différentielle dans le développement de la surconsommation de sucre. Notre hypothèse principale est donc que les deux circuits neuronaux de la voie post-ingestive favorisent la motivation accrue pour le sucre et sa surconsommation compulsive. Notre projet a pour but d’évaluer le rôle de cette voie post-ingestive dans le développement d’une consommation compulsive de sucre. Tout d’abord, nous évaluerons l’impact de la surconsommation de sucrose sur la motivation à consommer le sucre et sur le recrutement de ces circuits neuronaux chez des souris C57BL/6J de type sauvage. Nous testerons ensuite de manière causale les rôles respectifs de ces circuits dans le développement de l’addiction au sucre en combinant des approches d’activation ou d’inhibition sélective des circuits neuronaux et des approches comportementales chez des souris transgéniques. Nous évaluerons l’impact de l’activation et de l’inhibition de chaque circuit sur la consommation de sucre et la motivation. Nos recherches devraient fournir des informations inédites sur le rôle de l’axe intestin-cerveau dans le développement d’une consommation compulsive de sucre.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les bénéfices attendus du projet sont essentiellement d’ordre scientifique. Le premier bénéfice sera de fournir des informations inédites sur le rôle de l’axe intestin-cerveau dans le développement d’une consommation compulsive de sucre et dans la motivation accrue pour consommer le sucre. Le second bénéfice sera de préciser les différents mécanismes neurobiologiques en jeu. Plus généralement, notre projet pourrait avoir des implications importantes pour les stratégies d’intervention en santé publique. En effet, si notre hypothèse est confirmée, les interventions ciblant la voie post-ingestive implicite devraient être plus efficaces que les interventions standards ciblant des choix conscients pour limiter la consommation de sucre.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Toutes les souris seront soumises à une chirurgie stéréotaxique (45 min en moyenne) pour l’injection intracérébrale de vecteurs viraux. Cette chirurgie est effectuée sur couverture chauffante en conditions aseptiques alors que les animaux sont sous anesthésie gazeuse et sous analgésie. L’ensemble des souris seront soumises à différents tests comportementaux : accès différentiel à l’auto-administration orale de sucre (30 séances de 20 min ou de 3h), établissement d’une courbe concentration-réponse (2 séances de 20 min ou 3h), test de motivation (6 séances de 87 min) et test de dévaluation de la boisson sucrée par la quinine (3 séances de 20 min). Enfin, une injection sous-cutanée sera effectuée 10 min avant chacune des 30 séances d’accès différentiel à la solution sucrée et avant le test final de 80 min (Jour 85) pour 8 des 12 Cohortes de souris.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les animaux seront testés dans différentes procédures successives dont le degré de gravité principal est léger et qui ne dépassera pas le degré modéré. Bien que toutes les précautions soient prises afin de prévenir ou de minimiser les nuisances au maximum (anesthésie, analgésie anti-inflammatoire, conditions aseptiques, suivi postopératoire…), des nuisances ou effets indésirables peuvent éventuellement survenir suite à la chirurgie stéréotaxique. Les nuisances attendues après la chirurgie comprennent : un possible risque d’inflammation ou d’infection, une apparition de plaies dues à un toilettage excessif de la zone opérée, une perte des points de suture avant cicatrisation complète. Nous n’anticipons pas de nuisances particulières pendant l’ensemble des tests comportementaux qui suivent. Les souris des cohortes 5 à 12 seront soumis à des injections sous-cutanées de façon quotidienne pendant la phase d’accès différentiel et pendant le test final. Les animaux seront sous surveillance quotidienne pour repérer et prévenir tout problème éventuel.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A la fin de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés et leurs cerveaux seront prélevés postmortem pour effectuer des mesures d’expression protéiques cérébrales par analyse immunohistochimique.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet recourt exclusivement à l’utilisation de la souris de laboratoire (Mus Musculus, jeunes adultes, mâles et femelles), sauvages ou transgéniques, vivant en groupe dans un environnement enrichi. Ce recours à l’animal se justifie pour les raisons éthiques suivantes : 1) l’éthique humaine actuelle interdit l’utilisation d’interventions invasives chez l’homme, compliquant ainsi l’étude directe des relations causales entre activité de certains circuits neuronaux et surconsommation de sucre ; 2) il n’existe pas encore de modèles mathématique ou in silico valides et réalistes permettant d’étudier ces relations causales et 3) la consommation compulsive de sucre malgré les conséquences négatives associées est un désordre comportemental complexe qui ne peut pas être récapitulée sur des lignées cellulaires (humaine ou animale) ou tout autre modèle in vitro cellulaire ou subcellulaire.
2. Réduction
Le nombre d’animaux nécessaire au projet est réduit au minimum. Un effectif final de 10 souris par sous-groupes est un compromis rationnel, compte tenu de l’exigence éthique de réduction du nombre d’animaux et des contraintes expérimentales propres au projet scientifique proposé. Nous devons en effet avoir un nombre suffisant d’animaux en fin d’expérience pour que nos expériences soient concluantes au plan statistique et que la puissance de nos tests soit satisfaisante. Le pourcentage d’attrition moyen est estimé à 15 % en fin d’expérience, l’effectif initial par groupe devra donc être de 12 souris (12-(12×15/100) = 10 souris). Donc le nombre total d’animaux utilisés pour tester les variables du projet sera égal à 768 souris (384 souris mâles et 384 souris femelles). Les résultats seront analysés grâce à des tests statistiques paramétriques. Le seuil de significativité statistique sera fixé à p< 0.05.
3. Raffinement
Toutes les chirurgies stéréotaxiques (45 min-1h en moyenne par animal) seront réalisées sous analgésie, sous anesthésie gazeuse et en conditions aseptiques sur couverture chauffante. Un anesthésique local sera infiltré sous la peau du crâne au niveau du site d’incision pour prévenir toute douleur locale additionnelle. En fin de chirurgie, l’animal recevra une injection sous-cutanée de sérum physiologique pour favoriser la réhydratation. L’animal sera ensuite placé dans une cage de réveil sur une couverture chauffante jusqu’au réveil avec libre accès à l’eau et à la nourriture. Après le réveil complet, l’animal sera relogé dans sa cage de stabulation avec ses congénères. Les animaux seront sous surveillance quotidienne afin de pouvoir détecter d’éventuels signes d’inconfort, de stress ou de douleur et y remédier rapidement. Nos méthodes d’interventions pour réduire ou supprimer l’inconfort ou la douleur seront gradées. Quand nous constaterons les premiers signes d’inconfort chez un animal, nous mettrons en place des mesures de nursing avec un accès facilité à l’aliment (nourriture posée sur le sol de la cage). Si cela ne suffit pas, l’animal recevra plusieurs doses d’analgésique. L’animal sera aussi réhydraté par injection sous-cutanée de sérum physiologique . Enfin, si cela ne suffit pas au rétablissement de l’animal, celui-ci sera mis à mort sans souffrance. Avant le début des expériences, les souris connaissent une période d’acclimatation de 7 jours, durant laquelle elles sont délicatement manipulés de façon quotidienne. Cette approche permet de limiter le stress des animaux lors du démarrage des procédures en les habituant à la préhension et à la contention. Elles sont également habituées aux cages expérimentales (pendant 2 jours consécutifs, 2h/jour) afin de limiter le stress et l’anxiété.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le choix de la souris de laboratoire constitue une sorte de compromis phylogénétique. Cette espèce est suffisamment proche de l’homme d’un point de vue phylogénétique pour servir de modèle animal valide des phénomènes « d’addiction au sucre » par rapport à d’autres espèces moins sensibles éthiquement (e.g., invertébrés) et en même temps suffisamment éloignée par rapport à d’autres espèces plus sensibles (e.g., primates non-humains). Les espèces invertébrées peuvent être utilisées pour élucider les mécanismes neuronaux ou génétiques de certains comportements alimentaires mais l’organisation nerveuse et comportementale de ces espèces est beaucoup trop éloignée de celle de l’homme pour constituer des modèles animaux valides dans le domaine « des addictions alimentaires ». De plus, la souris transgénique, est un modèle animal unique, nous permettant d’étudier le rôle spécifique de certains neurones dans la surconsommation de sucre, ce qui est irréalisable avec les autres modèles animaux. Les animaux utilisés seront tous de jeunes adultes au début des expériences (plus vieux que 6 semaines). Ce stade du développement correspond à une maturation complète du cerveau et à une stabilisation de la fonction des systèmes neurobiologiques d’intérêt.