Mesure de l’activité cérébrale par électrocorticographie chez le rat

Dans l’industrie, de nombreux Composés Organiques Volatils (COV) sont utilisés. Lorsqu’ils se dispersent dans l’air des ateliers, ils peuvent être inhalés par les travailleurs, passer dans le sang et s’accumuler dans certains organes, notamment le cerveau. Ce projet s’inscrit dans la continuité d’études précédentes et vise à mieux comprendre les effets immédiats de certains des COV sur le cerveau, encore mal connus. L’objectif est double : d’une part, comparer la toxicité de plusieurs substances appartenant à une même famille chimique, et d’autre part, confronter les seuils d’effet aux limites réglementaires existantes et aux mesures réalisées en milieu professionnel.

Les Composés Organiques Volatils (COV) sont des substances qui peuvent provoquer des effets immédiats sur l’activité du cerveau comme la somnolence, une sensation d’ébriété ou des troubles de la concentration. Cependant, pour de nombreuses substances, nous ne savons pas exactement à partir de quelle concentration ces effets apparaissent. C’est pourquoi des rats seront exposés à diverses concentrations de COV alors que leur activité cérébrale est enregistrée, afin de déterminer la concentration au-dessus de laquelle l’acitivté du cerveau est modifiée. Si certaines substances s’avèrent dangereuses à des niveaux proches de ceux retrouvés dans l’air des lieux de travail, ces résultats permettront d’alerter sur un risque potentiel pour la santé des travailleurs. En parallèle, des analyses sanguines et cérébrales seront menées après l’exposition. Cela nous aidera à faire le lien entre la quantité de COV dans l’organisme et les conséquences de cette imprégnation sur l’activité du système nerveux central. Ces données, aujourd’hui majoritairement absentes de la littérature scientifique, permettront d’apporter de nouvelles connaissances sur les risques liés à l’utilisation des COV dans l’industrie, ainsi que sur la toxicité aiguë de ces substances chez l’animal.

Treize COV seront testés dans le cadre de ce projet. Les nombres d’animaux indiqués s’entendent pour chaque COV. Pour chaque COV testé, des animaux différents sont utilisés. Ils sont répartis en deux groupes suivant deux procédures différentes. Les animaux de la première procédure (10 mâles et 10 femelles) sont tout d’abord implantés avec des électrodes à demeure permettant de recueillir l’activité du cerveau pendant l’exposition au COV. Cette implantation requiert une chirurgie sous anesthésie générale et analgésie qui dure environ 1 heure. Après une semaine de récupération, au cours de laquelle les animaux seront en hébergement individuel afin d’éviter que les congénères n’explorent les sites d’incision ou de suture, ils seront exposés deux jours par semaine à diverses concentrations de COV (à raison de 6h par jour). Pendant ces journées d’exposition, la durée totale dans les cages d’exposition est de 8 heures, car l’exposition au COV est précédée et suivie de deux périodes d’une heure lors desquelles l’air n’est pas chargé en COV. Au total, ces journées d’exposition se répètent entre 5 et 7 fois par animal. Enfin, les animaux sont mis à mort par prélèvement final du sang et du cerveau (5 minutes maximum, sous anésthésie profonde). Les animaux de la deuxième procédure (6 mâles et 6 femelles) suivent la même séquence d’interventions, à l’exception de la chirurgie crâniènne.

Les substances étudiées ici peuvent affecter l’activité du cerveau. Il est donc possible qu’on observe des effets comme de la somnolence, des troubles de l’équilibre ou des problèmes de coordination. Ces effets, bien que réversibles, seront attentivement surveillés. À la suite d’une intervention chirurgicale prévue pour une partie des animaux, un hébergement individuel sera temporairement mis en place pendant environ une semaine, afin d’éviter que les autres animaux ne touchent les zones opérées. Pendant cette période, les animaux seront logés dans des cages transparentes et grillagées leur permettant de rester en contact visuel et olfactif avec leurs congénères. Des éléments d’enrichissement (tunnels, matériaux à ronger et à manipuler) seront ajoutés dans les cages pour réduire le stress lié à l’isolement. Pendant les expositions, les animaux seront placés dans des cages qui ne permettent pas l’accès à l’eau. Il est possible que cette contrainte puisse provoquer du stress chez eux, raison pour laquelle ils seront habitués progressivement à cette situation.

Tous les animaux utilisés dans ce projet seront mis à mort à la fin des procédures, afin de prélever les tissus nécessaires pour les analyses.

Le rat a été sélectionné parce que son métabolisme traite les COV de façon similaire à celui de l’humain. Cela permet d’obtenir des résultats plus pertinents pour comprendre leurs effets sur l’Homme. Nous avons choisi une souche de rats pigmentés, qui possèdent de la mélanine, un pigment également présent chez l’Homme. La mélanine joue un rôle protecteur contre certaines substances toxiques. À l’inverse, les rats albinos, qui n’en ont pas, sont plus sensibles à certaines substances. De plus, cette souche a déjà été utilisée dans nos études précédentes, et nous allons continuer à l’utiliser pour assurer la cohérence des résultats entre les différentes expériences. Des animaux des deux sexes sont étudiés ici car il pourrait exister des différences entre mâles et femelles sur l’effet des COV sur l’activité du cerveau, ainsi que sur la distribution et l’élimination de ces polluants par l’organisme. Les rats seront utilisés à l’âge adulte (à partir de 3 mois), période à laquelle le système enzymatique hépatique, impliqué dans le métabolisme des substances testées ici, est considéré comme pleinement fonctionnel. Ces choix nous permettront d’obtenir des données plus précises et applicables à l’Homme.