Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 26/09/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-983725)
12 souris vont être utilisées pour un unique gavage de trente secondes, et toutes seront tuées ensuite pour le prélèvement de leurs organes et de leurs tissus. Les procédures impliquent un niveau de souffrance léger, l’inconfort déclaré se limitant au gavage. Ces souris portent une flore intestinale simplifiée à douze espèces bactériennes, construite en laboratoire, ce qui permet de chercher si l’une de ces bactéries fabrique sa quinone à partir d’un précurseur fourni par une autre. Le porteur écrit qu' »à terme, il pourrait être envisageable » de moduler le microbiote intestinal humain grâce à cet apport de précurseurs, un bénéfice reporté au conditionnel là où le gavage et la mise à mort sont, eux, programmés.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les troubles intestinaux sont fréquents chez l’Homme et résultent souvent d’un déséquilibre de la flore intestinale. Une meilleure compréhension des facteurs régissant l’équilibre des communautés bactériennes qui colonisent l’intestin pourrait permettre de proposer des approches pour traiter ces troubles. Un des facteurs de stabilité de la flore intestinal est l’échange de molécules entre bactéries, mais peu de cas ont été caractérisés dans l’intestin à ce jour. L’objectif du projet est de caractériser un nouvel échange de molécule, un précurseur de la ménaquinone (MK) qui joue un rôle clé dans la bioénergétique des bactéries et pourrait donc fortement impacter l’équilibre du microbiote. Les résultats de nos analyses bioinformatiques démontrent que de nombreuses espèces du microbiote intestinale (dont Bifidobacterium animalis, un probiotique commensal reconnu) possèdent uniquement les gènes de la fin de la voie de biosynthèse de la MK, ce qui suggère que ces espèces dépendent d’autres bactéries dites « donneuses » pour obtenir un précurseur afin de synthétiser leur MK. Des expériences nous ont permis de prouver que B. animalis est capable de synthétiser sa MK uniquement lorsqu’un précurseur (le DHNA) est ajouté au milieu de culture ou lorsque B. animalis est co-cultivé avec une espèce donneuse (Enterococcus faecalis). L’objectif du projet est maintenant de valider dans un contexte physiologique in vivo que B. animalis est capable de synthétiser sa MK à partir du précurseur fournit par le microbiote intestinal. Pour cela, nous proposons d’utiliser une souris (nommée oligoMM12) porteuse d’une flore intestinale simplifiée (composée de 12 espèces bactériennes dont B. animalis et E. faecalis). La détection de la MK de B. animalis dans les échantillons du microbiote intestinal d’oMM12 nous permettra de confirmer que l’échange de précurseur de quinones est effectif au sein du microbiote intestinal. Ce résultat servira de base à des études ultérieures visant à définir si l’échange de précurseurs de quinones est un facteur important de l’équilibre du microbiote intestinal, notamment pour les espèces bactériennes possédant une voie partielle de synthèse de MK.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Une meilleure compréhension des facteurs qui régissent l’équilibre des communautés bactériennes qui colonisent notre intestin pourrait permettre de proposer des approches pour traiter certains troubles intestinaux et les maladies liées. En utilisant une souris porteuse d’une flore intestinale simplifiée, nous pouvons identifier les quinones synthétisées par chaque espèce bactérienne présente et ainsi mettre en évidence la synthèse d’une quinone par Bifidobacterium animalis grâce à un échange de précurseur (DHNA) avec des espèces donneuses du microbiote intestinal. Ce résultat permettra de confirmer que l’échange de précurseur de quinones est effectif au sein du microbiote intestinal et posera les bases d’études ultérieures visant à établir l’importance de ces échanges de précurseurs de quinones pour l’équilibre du microbiote intestinal. A terme, il pourrait être envisageable de concevoir une modulation du microbiote intestinal grâce à l’apport de précurseurs de quinones.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Chaque souris sera soumise à un unique gavage oral sous contention durant maximum 30 secondes.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Au cours de nos expériences les animaux pourront subir un inconfort suite au gavage. Ces effets indésirables sont de sévérité légère et de courte durée.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure expérimentale afin de réaliser les prélèvements d’organes et de tissus nécessaires aux analyses requises pour atteindre les objectifs fixés.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Des premiers résultats en culture cellulaire ont permis d’identifier un composé bactérien qui concoure au maintien de la bactérie d’intérêt. Les analyses sur fèces et intestins isolés permettent de déterminer les conditions optimales de multiplication des bactéries probiotiques. Nous voulons maintenant vérifier si ce composé est présent au sein du microbiote intestinal et s’il est mobilisable par la bactérie d’intérêt, B. animalis. A ce stade de la recherche, aucun modèle in vitro ne permet d’atteindre les objectifs fixés. La colonisation bactérienne de l’intestin ne peut être obtenue et analysable que dans un organisme entier. Pour atteindre les objectifs, nous devons travailler avec un système digestif complet et vivant ; la souris est un modèle approprié et bien validé puisque nous disposons de souris avec une flore intestinale simplifiée et contrôlée, adaptée à nos objectifs.
2. Réduction
En analysant les prélèvements provenant de 3 souris adultes mâles et 3 femelles, nous avons pu obtenir les données de référence nécessaires pour ce modèle. Ces données montrent la présence des quinones synthétisées par les espèces de la communauté à l’exception d’une quinone. Nous testerons donc nos conditions expérimentales sur des groupes de même effectif et sexe ratio : 1 groupe contrôle et un groupe traité. En outre, le projet scientifique global utilise des produits biologiques fournis de façon mutualisée pour différents projets de recherche (organes, tissus).
3. Raffinement
Les animaux seront hébergés dans un environnement contrôlé et observés régulièrement afin d’anticiper l’apparition des points limites fixés. Les gestes expérimentaux (gavage oral, prélèvement de fèces) sont réalisés règlementairement et dans un cadre optimal pour limiter au maximum les risques. Les gavages seront réalisés à l’aide d’une sonde flexible non irritante pour l’œsophage. Le projet est mis en œuvre dans l’animalerie qui maîtrise parfaitement les conditions d’hébergement spécifique à la population de souris : hébergement sous confinement sanitaire approprié en séparant les souris traitées des contrôles non traités.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Afin de confirmer l’échange de précurseurs de quinones entre espèces bactériennes du microbiote intestinal, nous devons utiliser un mammifère vivant possédant une flore intestinale simplifiée contenant notre bactérie d’intérêt. Ce modèle n’existe que chez la souris et est adapté à nos objectifs. La souris nous permettra d’obtenir des résultats comparables aux données de référence préalablement obtenues. Nous retenons des souris adultes d’au moins 8 semaines, avec un système digestif mature et une flore intestinale stabilisée pour éviter toute interférence avec un autre phénomène de maturation ou d’adaptation microbiologique en cours. Les données de référence ont été obtenus sur des prélèvements provenant de cette catégorie de souris.