Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 24/03/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-717941)
2 844 médakas marins vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant jusqu’à sévère. Les poissons sont exposés pendant six mois à l’aluminium et aux métaux relâchés par des protections anti-corrosion, par l’eau et par la nourriture, avec des anesthésies répétées pour biométrie et des tests comportementaux, avant d’être tués pour analyse. Le porteur indique tester volontairement de fortes concentrations pour établir une dose-réponse, ce qui peut provoquer désorientation, noircissement de la peau et mortalité. Il affirme qu’aucune alternative non-animale ne permet d’étudier croissance, reproduction et comportement chez ces poissons.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les protections anti-corrosion telles que les anodes sacrificielles sont utilisées pour réduire la dégradation des structures métalliques immergées dans l’eau de mer. Leur mise en place est amenée à augmenter avec le développement de parcs éoliens offshore. Cependant, ces méthodes conduisent à la libération d’une grande quantité d’éléments chimiques dans l’environnement marin dont l’effet nocif potentiel encore mal évalué préoccupe les autorités environnementales et la société civile. En effet, l’accumulation de métaux peut s’avérer toxique pour les organismes aquatiques et leur toxicité à long-terme est encore mal connue chez les poissons marins, notamment en mélange (« effet cocktail »). L’objectif de ce projet est donc d’étudier la toxicité de ces éléments chez le médaka marin (Oryzias melastigma) en considérant survie, croissance, effort reproducteur et comportement (neurotoxicité). Le projet sera divisé en deux procédures qui permettront d’évaluer la toxicité des éléments étudiés par balnéation (procédure 1) et par transfert trophique c’est-à-dire à travers la nourriture (procédure 2), représentant les deux voies de contamination subies par les poissons dans leur environnement.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les résultats de ce projet permettront de raffiner l’analyse du risque chimique causé par l’aluminium ainsi que de celui causé par les protections cathodiques telles que les anodes galvaniques en milieu marin. Ainsi, ils permettront de calculer des valeurs de toxicité prenant en compte plusieurs aspects de la physiologie animale (survie, croissance, reproduction, comportement) non disponibles à ce jour. Ces résultats chiffrés permettront de fournir des valeurs seuil de concentrations en aluminium à ne pas dépasser dans l’environnement et serviront 1) d’indicateurs de santé de l’environnement étudié et 2) de valeurs de référence sur lesquelles s’appuyer pour le déploiement raisonné et sécuritaire de protections cathodiques en milieu marin. Les résultats seront également communiqués aux parties prenantes (public, industriels, professionnels à activité maritime) afin d’informer sur la toxicité ou l’absence de toxicité liée à la présence de ces protections dans l’environnement, et donc renseigner sur la pertinence de leur utilisation pour la protection des systèmes de production d’énergie renouvelable offshores.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Durant le projet, les individus seront chacun soumis à un maximum de cinq anesthésies pour biométrie (mesures taille et poids). L’ensemble de l’intervention ne dure pas plus que 5 min par poisson (transfert en quelques secondes dans le bac d’anesthésie, biométrie ~1 min) puis transfert en bac de réveil où le poisson est laissé pendant quelques min pour récupérer. Chaque individu est également soumis à 4 tests comportementaux non-invasifs (comme décrits en section 4.2 – procédure 1), à raison d’un test quotidien sauf en jour 1 où un test en groupe puis un test en individuel s’enchaînent pour une durée totale de 14 min de test) avec une période de repos total de 24 h pendant laquelle le poisson est nourri et placé dans un bac individuel en contact visuel proche avec ses congénères. Ci-dessous est présenté le détail des durées des différents tests : – Test 1 (en groupe) (jour 1): 5 minutes – Test 1 (individuel) (jour 1) : 9 minutes – Test 2 (individuel) (jour 2) : 7 minutes – Test 3 (individuel) (jour 3) : 42 minutes – Test 4 (individuel) (jour 4, 5) : divisé en 3 “sessions”, chacune d’une durée de 5 minutes.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Des études précédentes ont montré l’absence de toxicité aiguë, i.e. effectuées sur des stades embryo-larvaires et de courte durée, de l’aluminium chez les poissons marins. Dans le cadre de ce projet, les poissons seront exposés sur une durée plus longue impliquant les stades juvéniles et adultes afin de pouvoir étudier les effets des métaux sur des fonctions physiologiques intégratives telles que la reproduction et la croissance des poissons marins. Des expositions chroniques sur poissons à ces composés n’ayant jamais été réalisées, l’apparition d’effets léthaux au cours des 6 mois d’exposition est donc pour l’heure inconnue. Il est cependant possible d’observer des effets subléthaux et léthaux (e.g. baisse de croissance, désorientation, noircissement de la peau) durant la période d’exposition, résultats qui viendront nourrir les données du projet. En effet, dans la mesure où les résultats de ce projet servent à une analyse de risque chimique, celui-ci doit inclure des concentrations fortes (conditions très défavorables) afin de pouvoir en tirer une dose-réponse valide (càd. avoir une gamme comprenant au moins une forte concentration où un effet toxique est observé, et au moins une faible concentration où aucun effet toxique n’est visible).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
En fin de projet, les animaux seront prélevés après euthanasie pour l’analyse moléculaire et histologique des organes.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le projet dans lequel s’inscrit ce travail a été financé afin d’étudier les effets à long-terme de l’aluminium et des éléments relargués par les protections anti-corrosion sur la croissance et les aptitudes de reproduction et comportementales des poissons. Il n’existe à ce jour aucune alternative non-animale valide pour l’étude des fonctions physiologiques intégratives que sont la croissance, la reproduction, et le comportement chez les téléostéens spécifiquement. Cependant, nous avons mené des expériences préliminaires sur des stades hors-champ expérimentation animale (eleuthéroembryons) afin de faire une première évaluation de la toxicité des produits chimiques étudiés sur notre modèle, le médaka marin (ligne directrice OCDE 212). Il s’est avéré que les résultats étaient concordants avec ceux obtenus dans la littérature, soit aucun effet léthal ou subléthal (malformations, taux d’éclosion) observé même aux concentrations les plus fortes testées.
2. Réduction
Les effectifs ont été estimés à partir d’une analyse de puissance statistique afin de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisé dans le projet tout en conservant un effectif suffisant pour avoir des résultats fiables. Cela nous a permis d’arriver à un nombre de poissons de 50 individus / sexe / condition testée pour la procédure 1, et 81 individus / sexe / condition testée pour la procédure 2. A ces valeurs s’ajoute un coefficient de 20% de risque de perte (mortalité naturelle), ce qui nous amène à utiliser 60 individus / sexe / condition pour la procédure 1 et 97 individus / sexe / condition testée pour la procédure 2. D’une façon générale, un soin a été apporté afin d’utiliser les mêmes individus pour les différentes analyses.
3. Raffinement
Les individus, élevés en groupe dans des structures adaptées à l’espèce, sont observés trois fois par jour lors du nourrissage, ainsi l’atteinte d’un des points limites fixés (mélanisation, infection, nage altérée) est identifié de manière précoce. Le poisson est ensuite immédiatement isolé en bac individuel. Si son état ne s’améliore pas dans un délai de 24 h, l’individu est euthanasié à l’aide d’une surdose d’anesthésiant par balnéation. Pendant les expériences menées pour l’étude des aptitudes comportementales, les individus sont gardés en bacs individuels pendant 5 jours afin de pouvoir conserver leur identité. L’individualisation des poissons lors des expériences de comportement est maîtrisée et a déjà été mis en place au laboratoire dans le cadre d’un autre projet. Le stress qui pourrait être provoqué par l’isolement est réduit par la mise en place d’un contact visuel de proximité entre les poissons. Enfin, lors des mesures de taille et poids, les poissons sont maintenus en groupe jusqu’à l’anesthésie et manipulés seulement sous anesthésie. Le poisson ne reste pas plus de 1 min hors de l’eau avant d’être transféré en bac de réveil.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le médaka est caractérisé par une reproduction non-saisonnière en laboratoire, une bonne fécondité et par des cycles de vie courts (3-4 mois) qui permettent d’aborder aisément les questions des effets à long-terme impliquant des expositions à l’ensemble des stades de vie. Dans ce projet, il est utilisé comme un poisson modèle pour les poissons vivant en eau de mer.