Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 04/11/2022
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-904201)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Optimiser les conditions d’élevage des poissons constitue un objectif important de recherche qui permettra de contribuer à répondre aux enjeux de la filière aquacole concernant les pratiques d’élevages piscicoles dans le contexte général d’une gestion durable de la pêche mondiale. Dans ce cadre, l’objectif de ce projet est de mieux définir les mécanismes de croissance de la masse musculaire de la truite arc-en-ciel. Une accumulation efficace des protéines musculaires est essentielle à la croissance et aux qualités nutritionnelles recherchées dans la chair de poisson. Dans les cellules musculaires, cette synthèse des protéines nécessite néanmoins une très grande quantité d’énergie qui est fournie par la conversion des nutriments et la consommation d’oxygène au sein de véritables centrales énergétiques cellulaires appelées les mitochondries. Des travaux récents notamment chez la souris, indiquent que la production d’énergie par ces mitochondries doit être finement couplée à la synthèse des protéines pour éviter une perte de croissance de la masse musculaire. Ce couplage serait notamment régulé par des interactions membranaires appelées MAMs (mitochondria-associated membranes), entre mitochondries et réticulum endoplasmique (siège de la synthèse protéique). Le but de ce travail chez la truite est d’explorer le couplage entre synthèse protéique musculaire et l’activité des mitochondries en relation avec l’étendue des MAMs et de déterminer son importance pour la croissance des poissons. Ce couplage sera donc étudié dans le muscle de truites dont la croissance aura été modulée à l’aide de 2 régimes alimentaires. A l’issue de la période d’alimentation, les truites recevront une injection d’un composé permettant de marquer les protéines nouvellement synthétisées. Les muscles et le foie seront prélevés par dissection pour l’analyse de la respiration des mitochondries, la synthèse des protéines et des interactions membranaires.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le couplage énergétique entre les mitochondries et la synthèse protéique, ainsi que l’importance des MAMs dans la croissance musculaire n’a pas été explorée à ce jour chez le poisson. L’ambition de notre projet est de déterminer comment orienter l’intensité de ce couplage, la production d’énergie et au final favoriser son utilisation pour la synthèse protéique avec des conséquences bénéfiques sur la masse musculaire des poissons. L’enjeu à terme serait d’optimiser la croissance des animaux en jouant sur l’efficacité alimentaire (selon le ratio protéines digestibles/énergie digestible du régime ou la source de protéines (végétale ou animale).
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les poissons seront soumis à une période d’alimentation de 6 semaines. A l’issue de cette période, les poissons échantillonnés seront anesthésiés, leur poids sera enregistré puis ils recevront une injection intrapéritonéale d’un composé permettant de marquer les protéines nouvellement synthétisées (5 minutes). Les poissons seront ensuite remis dans un bain au calme pour le réveil (1 minute), et pendant 25 minutes le temps du marquage des proteines. A l’issue des 25 minutes, les poissons échantillonnés seront euthanasiés par une surdose d’anesthésiant.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Concernant la période d’alimentation, nous n’escomptons pas de nuisances pour les poissons. Les régimes ont été formulés de façon à avoir un niveau d’énergie digestible qui permet aux poissons d’ajuster leur prise alimentaire en fonction de leurs besoins. En cas de stress, les poissons craignent la prise alimentaire et se réfugient sous la partie abritée des bacs. Le comportement et la mortalité des animaux seront donc observés 2 fois par jour dans les bacs, par les animaliers en charge des élevages. Concernant les injections de puromycine, les manipulations sont réalisées le plus rapidement possible et sous anesthésie générale (dans un bain de tricaïne à 50mg/l) pour limiter le stress. Une étude préliminaire a été réalisée au laboratoire sur des truites contrôles pour déterminer la concentration optimale n’entrainant pas de comportement atypique ou de stress suivant le réveil des animaux.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue de la période d’alimentation, un échantillon de 12 poissons par régime (soit 24 poissons au total) placés en expérimentation sera euthanasié et utilisé pour les prélèvements de tissu musculaire et de foie.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Cette étude se propose d’étudier les mécanismes moléculaires impliqués dans la croissance du tissu musculaire adulte dans un modèle animal d’intérêt agronomique, la truite arc en ciel, à l’aide de régimes alimentaires spécifiques. Elle ne peut donc pas être réalisée par modélisation informatique. Elle ne peut également pas être réalisée sur des cultures cellulaires car il n’existe pas de lignées établies de cellules musculaires chez la truite.
2. Réduction
L’analyse statistique de nos précédentes données de respiration mitochondriale sur fibres musculaires nous permettent de fixer le nombre de poissons à 12 poissons par groupe de régime. Chaque régime sera testé en triplicat de bassin (3 bassins x 2 régimes) afin tenir compte de la variabilité individuelle observée dans les essais nutritionnels et en cas de perte de bassin (bassin qui se bouche, contamination …). De plus, nous devons respecter un nombre minimal de poissons pour assurer le bien-être des animaux et éviter les comportements agressifs qui peuvent survenir avec un petit groupe de poissons (relation dominant/dominé). Afin de limiter au maximum le nombre de poissons utilisés, l’expérimentation se déroulera dans des petits bassins de 80 litres, pouvant contenir 20 poissons par bassin. Ainsi 2 lots de 60 poissons répartis en 3 bassins seront utilisés pour cette procédure, soit au total 120 poissons. Les poissons restants seront remis dans le circuit d’élevage traditionnel.
3. Raffinement
Dans nos conditions d’élevage standard, les alevins de truite seront élevés dans des bassins d’eau de source à température constante de 17°C et saturée en oxygène avec un éclairage naturel et un taux de renouvellement de 6 fois par heure. Les bassins disposent de couvercles à bordure opaque permettant aux poissons de se cacher. Ils seront nourris manuellement (2 fois/jour) ad libitum de la satiété visuelle pendant 6 semaines. Le comportement et les mortalités seront contrôlés 2 fois par jour lors de l’alimentation des animaux. Si un comportement atypique était observé (comportement de fuite anormal pendant l’alimentation, léthargie, hyperactivité locomotrice, perte d’intégrité physique suite à un cannibalisme ou à des comportements agressifs), les animaux concernés seraient euthanasiés. Les injections sont réalisées sous anesthésie générale pour limiter le stress. Au réveil des animaux, le comportement sera également observé afin d’évaluer le stress induit par l’injection. Si un comportement atypique était observé, les animaux concernés seraient euthanasiés. Enfin, tous les prélèvements seront réalisés sur animaux préalablement euthanasiés.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La truite arc en ciel est choisie en raison de son importance agronomique et commerciale. L’expérimentation sera réalisée sur des truites arc-en-ciel de 100g. Cette taille de poissons permet la collecte d’échantillons tissulaires dont les tailles sont compatibles avec la réalisation de plusieurs analyses.