Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2024-02-22 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-944615)
528 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont mises à jeun 12 à 15 heures avant chaque test pour être motivées à boire des solutions sucrées, reçoivent une solution sur la langue sous anesthésie générale, et pour un groupe une chirurgie stéréotaxique du cerveau suivie d’une semaine d’hébergement isolé. Le porteur détaille les tests, accès bref à sept solutions sucrées, consommation libre pendant vingt minutes, et test de tolérance au glucose avec cinq prélèvements de sang à la queue. Il rattache le projet à l’obésité et au diabète, tout en renvoyant les applications thérapeutiques à un « plus long terme ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les informations sensorielles provenant de la bouche sont essentielles pour reconnaitre les sources de nutriments dans l’environnement et déclencher leur consommation. Or, la détection et la consommation de nourriture contenant du glucose est indispensable à la survie car ce nutriment est une source d’énergie primordiale pour le corps. Cependant, les mécanismes dans le système gustatif spécifiquement impliqués dans la détection du glucose et la différenciation avec les autres composants sucrés (fructose, autres sucres, …) ne sont pas encore compris. De plus, l’ingestion orale de glucose induit une production rapide d’insuline au début du repas, avant même que les taux de glucose sanguin augmente. Cette réponse anticipée est appelée phase céphalique de sécrétion d’insuline (PCSI), et permet une meilleure tolérance au glucose. Cette PCSI est médiée par le nerf gustatif depuis le système du goût, mais les mécanismes responsables de la PCSI dans le système du goût ne sont pas définis. L’information sucrée perçue dans le système gustatif est transmise dans les régions postérieures du cerveau, d’où le signal est ensuite distribué dans des circuits cérébraux spécifiques qui déterminent la perception du goût, la motivation à consommer ou non l’aliment, et/ou les réflexes physiologiques nécessaires pour préparer le corps à l’arrivée de cet aliment. Or, comment l’information provenant de différents composants sucrés (le glucose, le fructose, …) est traitée dans le cerveau pour induire une réponse spécifique à chaque composant est mal compris. Le but de ce projet sera donc 1) de mieux comprendre les mécanismes impliqués spécifiquement dans la perception sensorielle du glucose et la régulation de la glycémie au niveau du système gustatif, et 2) comment l’information sucrée est traitée au niveau cérébral. De plus, des différences entre les mâles et les femelles en ce qui concerne la perception gustative, la motivation et la prise alimentaire, ont été observées dans la littérature. Par exemple, les femelles ont une sensibilité différente de celle des mâles à l’égard de certains goûts. Le dernier objectif de ce projet sera donc d’analyser 3) d’éventuels effets du sexe sur les résultats obtenus.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le glucose est un nutriment important pour l’être humain. A court terme, ce projet permettra de mieux comprendre comment ce dernier est spécifiquement détecté et sa consommation régulée au niveau du système du goût, et comment l’information est traitée au niveau du cerveau. Il permettra également de mieux comprendre les différences entre les mâles et les femelles dans les comportements ingestifs. De plus, l’évolution rapide de nos sociétés modernes vers un accès facilité à des aliments transformés riches en sucres ajoutés est l’un des déterminants majeurs de l’émergence dans le monde de l’obésité et du diabète. Ces résultats sont donc importants pour permettre sur un plus long terme le développement de moyens thérapeutiques plus ciblés et plus efficaces contre l’obésité/diabète, ayant moins d’effets indésirables. Ils sont également importants pour les décisions sociétales et politiques concernant l’utilisation des sucres ajoutés dans l’alimentation et leurs effets indésirables sur la santé humaine.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
1er groupe de souris (durée maximale 5 semaines) : Protocole diminuant l’expression d’une protéine d’intérêt dans le système du goût (mise à jeun alimentaire/hydrique d’1 heure, anesthésie générale, application sans incision d’une solution sur la langue à l’aide d’une pipette) puis souris soumises deux fois (différents stimuli) à un des trois tests comportementaux (A : mises à jeun alimentaire de 12 à 15 heures pour motiver l’animal à consommer les solutions, 4 fois pour l’entrainement ; 2 fois pour les tests puis accès bref à 7 solutions sucrées, 10 secondes par solution, pendant 20 minutes ; B : mises à jeun alimentaire de 12 à 15 heures, 2 fois pour l’entrainement ; 2 fois pour les tests puis accès à une solution sucrée pendant 20 minutes ; C : mises à jeun alimentaire de 12 à 15 heures, 3 fois pour l’entrainement ; mise à jeun alimentaire de 6 heures, 2 fois pour les tests de tolérance au glucose : consommation de glucose 5 minutes puis prélèvements de sang à la queue 5 fois une minute) puis souris mise à mort par injection d’euthanasiant chimique. 2ème groupe (durée maximale 2 semaines) : Prélèvement des cerveaux après consommation de solutions sucrées : mises à jeun alimentaire de 12 à 15 heures pour motiver l’animal à consommer les solutions (2 fois pour l’entrainement ; 1 fois pour le test), mises à jeun hydrique/alimentaire d’1 heure (1 fois avant le protocole de diminution d’expression linguale décrit groupe 1, 1 fois après le test), mise à mort par perfusion intracardiaque sur animal profondément anesthésié. 3ème groupe (durée maximale 12 semaines) : Chirurgie stéréotaxique (1 heure par animal), surveillance post-opératoire d’une semaine avec hébergement individuel et injections d’analgésique, puis souris soumises deux fois à chacun des trois tests comportementaux (même interventions que précédemment décrites groupe 1), puis mise à mort dérogatoire par perfusion intracardiaque sur animal profondément anesthésié.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les effets sur les animaux seront : – un stress (maximum une journée) au réveil de l’anesthésie générale effectuée pour l’application sur la langue de la solution induisant une diminution d’expression de la molécule d’intérêt, – une douleur locale et passagère (maximum 5 minutes) lors des injections systémiques ainsi que lors de prélèvements sanguins, – un stress et une douleur locale post-opératoire (en moyenne trois jours) après l’anesthésie générale et la procédure chirurgicale au niveau du cerveau, – un léger risque d’hémorragie ou d’infection du site chirurgical les jours suivants la chirurgie, – un stress chronique lors de l’hébergement individuel des animaux suite à la chirurgie stéréotaxique (maximum une semaine), – un stress chronique et une perte de poids à chaque mise à jeun alimentaire des animaux lors des tests comportementaux (maximum 15 heures chacune).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A la fin des procédures, les animaux seront mis à mort et les tissus et organes seront prélevés pour analyses histologiques ou moléculaires. En effet, suite au protocole d’infusion linguale ou d’injection au niveau cérébral, il est nécessaire de vérifier la localisation correcte et l’effet sur le tissu/l’organe, pour pouvoir les associer aux modifications comportementales observées. D’autres tissus/organes seront également prélevés pour analyser des variations potentielles dans l’expression de diverses molécules d’intérêt liées à la régulation du glucose ou de la prise alimentaire.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
La vérification du rôle précis de la protéine d’intérêt présente dans le système gustatif dans la consommation alimentaire et le métabolisme glucidique, ainsi que l’analyse du traitement de l’information au niveau cérébral, ne peuvent être réalisées que sur des animaux vivants. La motivation à consommer des aliments ainsi que la régulation du métabolisme impliquent une communication entre différents organes. Il n’existe pas actuellement de modèle de substitution permettant d’étudier les dialogues inter-organes. Ce projet sera donc réalisé chez la souris, modèle de référence pour les études métaboliques et de physiologie alimentaire.
2. Réduction
Le nombre optimal d’animaux, c’est-à-dire nécessaire à l’obtention de résultats significatifs sans être trop élevé, est calculé grâce à des analyses de puissance statistique. Différents tests statistiques seront ensuite utilisés pour analyser les différences significatives entre les groupes expérimentaux. Lorsque cela est possible, les mêmes animaux sont utilisés pour différents tests comportementaux après une période de repos et de récupération.
3. Raffinement
Dès la réception des animaux à l’animalerie, tout est mis en place pour réduire leur stress et inconfort. A leur arrivée, une semaine d’acclimatation au nouvel environnement et personnel, sans expérimentation, sera observée. Les animaux seront hébergés dans un environnement avec taux d’humidité et température contrôlés, en cycle jour-nuit 12h-12h. Ils seront élevés en environnement enrichi grâce à des dômes de nidation et carré de coton, et seront répartis à quatre par cage sauf lorsqu’un isolement sera nécessaire. Dans ce cas, pour réduire le stress les animaux bénéficieront d’un enrichissement supplémentaire dans leur cage d’hébergement. Un suivi quotidien par le personnel compétent sera effectué. Les animaux seront manipulés régulièrement par les expérimentateurs dans le but de réduire le stress. Le poids corporel et la prise alimentaire seront également contrôlés pour s’assurer de l’état de santé des animaux. Les différentes manipulations seront réalisées par du personnel compétent, conformément à la législation. Lors des prélèvements de sang, la douleur des animaux sera diminuée grâce à l’application locale d’un analgésique, suivi après le prélèvement d’une désinfection à la bétadine. Lors des interventions chirurgicales, une anesthésie générale et une analgésie appropriée seront fournies. Les souris seront gardées sur un coussin chauffant et surveillée jusqu’à leur réveil complet. Un suivi post-opératoire de minimum trois jours sera effectué, avec ajout d’analgésique chaque jour, et il sera prolongé jusqu’à une semaine si l’animal n’a pas atteint son état pré-opératoire. A la fin des expériences, les animaux seront mis à mort. Tout au long des expérimentations, si un animal présente un comportement anormal (perte de poids, prostration, piloérection, activité ralentie, …), il sera surveillé avec attention et retiré de l’étude. Si son état clinique ne s’améliore pas dans les 2 jours, il sera mis à mort.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les résultats préliminaires obtenus ainsi que les données bibliographiques dans ce domaine d’étude sont pour la grande majorité réalisés avec le modèle souris. Afin d’éviter la duplication inutile de travaux déjà publiés, et de pouvoir effectuer des comparaisons avec les travaux précédents, il est important de continuer sur des modèles similaires. Des souris âgées de 9 semaines à leur arrivée à l’animalerie seront utilisées dans ce projet de recherche. Cela correspond au stade de l’état jeune adulte, la maturité sexuelle est atteinte par les deux sexes. Il n’y aura pas d’effet confondant sur les résultats dû au développement du système du goût ou du système nerveux central lors de la phase juvénile et adolescente de la souris.