Éthologie / comportement / biologie animale

1 460 killifish turquoise d'Afrique vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, hébergés seuls dans des bacs de trois litres. Ils sont nourris un jour sur deux pendant quatre semaines, placés dans une eau refroidie de 3 °C, traités par des molécules dont le porteur reconnaît la toxicité possible, et une partie subit une amputation de la nageoire caudale pour génotypage. Un lot est laissé vieillir jusqu'à la mort naturelle ou jusqu'à une mise à mort sur signes cliniques. Les autres sont tués pour prélever leur sang et leurs organes, l'espèce ayant été choisie parce qu'elle est le vertébré à la durée de vie la plus courte en captivité, six mois. Le porteur conclut que ce poisson est un modèle "unique et indispensable" à l'échelle de l'"organisme entier".

Objectifs

Une problématique importante inhérente à la recherche sur les maladies associées au vieillissement est le temps nécessaire pour laisser les animaux développer naturellement certaines caractéristiques trés symptomatiques du vieillissement. En effet, les animaux modèles vertébrés utilisés couramment dans la recherche biomédicale comme la souris ou le poisson-zèbre ont des durées de vie pouvant dépasser les 3 ans. Ce temps incompressible ralentit énormément les avancées de la recherche visant à diminuer les effets négatifs associés à l’âge. Afin de bénéficier de modèles de vieillissement accélérés permettant d’augmenter considérablement l’efficacité de la recherche, nous proposons d'utiliser le modèle de vieillissement accéléré, l'African Turquoise Killifish, et d'étudier l'efficacité (i) de modulations nutritionnelles, (ii) de traitements chroniques avec des substances naturelles ou synthétiques, ou (iii) l'impact d'une manipulation génétique.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires en jeu au cours de l'âge. Nous pourrons évaluer quels événements biologiques sont à l'origine de la diminution de la locomotion ou du déclin cognitif par exemple. Ceci permettra d'identifier de nouveaux gènes candidats et/ou de mettre en place de nouvelles approches thérapeutiques comme les modulations nutritionnelles afin de mieux prendre en charge les pathologies liées à l'âge.

Procédures

Les seules interventions prévues au cours de ce protocole, sont des interventions de type nutritionnelle, avec la mise à jeûn intermittent qui consiste à nourrir les poissons un jour sur deux sur une durée de 4 semaines, intervention qui chez le poisson Killifish a par ailleurs donné lieu a une publication qui montre les effets bénéfiques sur l'animal avec un allongement de la durée de vie. En plus de cette intervention, certains groupes d'animaux auront une alimentation supplémentée avec des metabolites d'intêret suspectés de jouer un rolé majeur dans les flux métaboliques au cours du viellissement. Un génotypage par amputation de nageoire caudale est également prévu. Celle-ci sera réalisée une seule fois au cours de la vie des poissons concernés et seulement dans le cas où la transmission ne peut être détecter par la présence de sondes fluorescentes. D'autre part, pour activer le metabolisme des poissons, nous utiliserons une exposition "au froid", comme déja employé et publié par une équipe de recherche, qui a eu pour conséquences majeures d'allonger la durée de vie des poissons Killifish incubés dans une eau dont la temperature est reduite de 3°C.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables chez le poisson concernent principalement les conséquences du vieillissement naturellement rapide chez l'African Turquoise Killifish. Les autres effets à évaluer concernent les conséquences du traitement avec des molécules naturelles ou synthétiques (avec des effets toxiques possibles). Les individus peuvent présenter une réduction de la pigmentation de la peau, une perte de poids, ou émaciation, accompagnées de changements comportementaux de type anxiété ou résignation avec notamment une diminution de la prise alimentaire ou une position dans la colonne d'eau qu'il sera facile à identifier (navigation exclusivement à la surface ou prostration au fond de l'aquarium). Amputation de la nageoire caudale : Les effets indésirables potentiels se produisent généralement immédiatement après la blessure et comprennent l'hyperventilation et des changements comportementaux de type anxiété ou résignation avec notamment une diminution de la prise alimentaire ou une position dans la colonne d'eau qu'il sera facile à identifier (navigation exclusivement à la surface ou prostration au fond de l'aquarium). Celles-ci ne durent généralement que quelques minutes.

Devenir

Au terme de la procédure 1 : - tous les animaux du lot 1 seront mis à mort afin de récupérer le sang et les organes d'intéret pour des analyses ultérieures. - les animaux du lot 2 mourront de manière naturelle ou seront mis à mort lorsqu'ils présenteront des signes cliniques le nécessitant. Au terme des procédures 2 et 3, tous les animaux seront mis à mort afin de récupérer le sang et les organes d'intéret pour des analyses ultérieures. Si les expériences proposées sont concluantes (c’est-à-dire si les modifications génétiques sont effectivement obtenues et si un phénotype métabolique est observé), alors une nouvelle DAP sera soumise en vue de faire le suivi des élevages pour maintenir les lignées respirantes dans la zootechnie et établir les procédures en aval.

Remplacement

Dans le cadre de ce protocole nous comptons manipuler 4 gènes. Ces manipulations génétiques combinées à la puissance exploratoire du modèle Turquoise Killifish font de ce poisson un modèle unique et indispensable à l'échelle de l'organisme entier pour étudier de manière intégrée le rôle de nos cibles d'intérêts dans la progression du vieillissement.

Réduction

Compte tenu de la variabilité des paramètres biologiques généralement observée au sein d’un groupe homogène et de la durée des protocoles, des groupes de 10 animaux par condition seront formés afin de pouvoir mettre en évidence des différences statistiques.

Raffinement

Les animaux inclus dans les procédures sont hébergés individuellement dans un bac de 3 litres dans l'eau osmosée dont les paramètres biologiques sont trés controlés avec notamment une température de 28°C, un pH de 7, 5 et une salinité de 1000uS. Les procédures seront réalisées dans le respect du bien-être animal, sous anesthésie lorsque nécessaire pour limiter la souffrance, la douleur ou l’angoisse des animaux, et en respectant des points limites définis par le comportement des animaux, que ce soit leur comportement alimentaire, leur locomotion (position dans la colonne d'eau: nage en surface ou prostration au fond du bac) ou leur fonction respiratoire (mouvement operculaire). L'altération d'un ou plusieurs de ces paramètres conduira à une perte de poids significative qui lorsqu'elle sera supérieure à 20% conduira à l'arrêt du protocole expérimental.

Choix des espèces

Pour étudier les mécanismes en lien avec le viellissement, l'African Turquoise killifish est l'espèce idoine, puisqu'il est le vertébré dont la durée de vie est la plus courte en captivité avec 6 mois. En tant que vertébré, il possède une anatomie comparable à celle du rongeur et de l'Homme. Une abondante littérature montre comment chez le mâle et la femelle, ce poisson présente un viellissement systémique, là aussi comparable aux rongeurs et à l'Homme (sarcopénie, déclin cognitif ou maladies métaboliques). Pour toutes ces raisons, l'African Turquoise Killifish est à l’heure actuelle un modèle très pertinent utilisé dans des laboratoires académiques, de plus en plus nombreux, pour modéliser un large spectre de pathologies liées à l'âge, avec la possibilité d'aller très en profondeur pour l'exploration fonctionnelle in vivo et mécanistique post mortem. Toutes les explorations et expérimentations seront réalisées sur poissons adultes puisque l'ensemble de la physiopathologie que nous étudions se développe à l'âge adulte.

Pour identifier des marqueurs de tolérance à la chaleur utilisables dans les programmes de sélection génétique en élevage, 72 porcs en croissance vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit deux prises de sang et deux interventions chirurgicales sous anesthésie de trente minutes, pour la pose puis le retrait de capteurs de température, et passe cinq semaines en case individuelle. 36 d'entre eux sont soumis pendant cinq semaines à une chaleur équivalente à celle d'un élevage tropical. Tous sont maintenus en vie et replacés en élevage à l'issue, l'objectif déclaré étant d'améliorer la robustesse et la productivité des porcs exposés aux vagues de chaleur.

Objectifs

Le stress thermique impacte à la fois le bien-être, la santé et la productivité des animaux d’élevage. Avec le changement climatique et l’augmentation de la fréquence et de l’intensité des vagues de chaleurs dans le monde, le stress thermique est devenu un enjeu majeur pour l’élevage. Le stress thermique induit une réduction de l’ingéré, ainsi qu’une diminution de l’absorption de certains acides aminés, ce qui va réduire la quantité de nutriments disponibles pour l’animal. En réponse au stress thermique l’animal doit donc ajuster l’ingestion, l’absorption et l’allocation des nutriments entre entretien et croissance pour maintenir l’homéostasie. Afin de pouvoir sélectionner des animaux résilients, c’est-à-dire ceux ayant une capacité à être affectés de façon minimale par la perturbation ou à récupérer rapidement, il est donc essentiel de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à la réponse au stress thermique ainsi que leur variabilité génétique. Identifier des biomarqueurs ou des proxys liés à la réponse au stress thermique permettrait d’identifier plus tôt des animaux qui souffrent de stress thermique, mais aussi d’estimer la composante génétique de ces biomarqueurs et potentiellement de les intégrer dans des programmes de sélection génétique pour améliorer la réponse au stress thermique. L’objectif principal de ce projet est d’identifier des biomarqueurs candidats ou des proxys indicateurs de la tolérance à la chaleur, qui pourront ensuite être mesurés en routine pour estimer leur composante génétique. Nous proposons de comparer dans des conditions expérimentales contrôlées avec un phénotypage fin les réponses adaptatives de deux races de porcs contrastées, la race Large White sélectionnée pour ses performances de production et la race Créole caractérisée par sa bonne adaptation aux conditions tropicales, pendant la phase de croissance. Ainsi, ce projet permettra : 1) d’évaluer les effets directs et indirects du stress thermique sur les paramètres de croissance, sur la thermorégulation et sur le métabolisme, 2) d’étudier les interactions gènes-environnement, c’est-à-dire la différence de réponse au stress thermique entre 2 races contrastées.

Bénéfices attendus

Les données recueillies à la fois au niveau des performances, de la thermorégulation et du métabolisme permettront d’étudier les différences de réponses en fonction du génotype. Cette approche comparative de 2 génotypes contrastés permettra à la fois d’évaluer les interactions gènes-environnement en réponse au stress thermique mais aussi de caractériser finement la réponse thermorégulatrice chez des porcs d’une race locale adaptée à la chaleur. Cette étude sera la première à notre connaissance à quantifier les effets directs et indirects du stress thermique. De plus, les mesures en continu des différents paramètres de thermorégulation permettront de caractériser finement la capacité à dissiper la chaleur chez les 2 races et pourra indiquer de potentiels proxys indicateurs de tolérance à la chaleur. Identifier des biomarqueurs ou des proxys liés à la réponse au stress thermique permettrait d’identifier plus tôt des animaux qui souffrent de stress thermique, mais aussi d’estimer la composante génétique de ces biomarqueurs et potentiellement de les intégrer dans des programmes de sélection génétique pour améliorer la réponse au stress thermique.

Procédures

Tous les animaux seront soumis à 2 prises de sang (en début et fin d'experimentation) qui seront effectuées en moins de 5 min chacune par animal. Tous les animaux subiront 2 interventions chirurgicales (pour la pose et le retrait des capteurs de mesure en continu de la température, au début et à la fin de l'expérimentation) avec une anesthésie de 30 min chacune. Tous les animaux seront hébergés en cases individuelles pendant 5 semaines. Une partie des animaux (n=36) sera soumis à un stress thermique équivalent aux conditions d'élevage en milieu tropical pendant 5 semaines.

Impact sur les animaux

L'hébergement en case individuelle, nécessaire pour le suivi individuel de l'ingéré, pourra induire un stress chez les animaux. La prise de sang et l’injection de l'anesthésiant pour l'opération peuvent engendrer une légère douleur au niveau du site de prélèvement/injection. La prise de sang peut également engendrer un hématome. Les différentes manipulations peuvent également générer du stress, notamment la contention liée à la prise de sang. Le réveil suite à l'anesthésie peut également générer un stress.

Devenir

Tous les animaux sont maintenus en vie et replacés en élevage à la fin des différentes procédures.

Remplacement

L'objectif est de caractériser les mécanismes physiologiques et génétiques liée à la réponse au stress thermique. Il s'agit de caractères complexes dont le déterminisme est très probablement polygénique. Il n’existe pas à ce jour de modèle in vitro pertinent permettant d’appréhender l’étude de ces caractères complexes. L'utilisation de l'animal est donc nécessaire pour documenter les réponses physiologiques, génétiques et comportementales.

Réduction

L'effectif des différents lots est contraint par le nombre de loges disponibles dans chaque batiment (12 loges en batiment à ambiance controlée, 12 loges en batiment semi ouvert). Pour chaque répétition, les effectifs varient donc entre 6 et 12 animaux pour les différentes conditions environnementales testées. Nous nous intéressons à l'effet de la race et du traitement ainsi qu'à l'intéraction entre ces 2 effets. L'effectif de chacune des 6 modalités (entre 9 et 18 animaux au total sur les 3 répétitions) est l'effectif minimum pour mettre en évidence des effets statistiques significatifs . Par ailleurs, l'aquisition de données longitudinales (capteurs de température, de rythme respiratoire, d'activité associés à des caméras de suivi de comportement) permettra d'optimiser l'utilisation de chaque animal.

Raffinement

Les conditions d'hébergement sont raffinées par des installations prenant en compte l'enrichissement du milieu des animaux et où le personnel est formé à l'expérimentation animale, aux notions de santé des animaux et aux notions de points limites pour favoriser leur bien-être. Des temps d'adaptation aux loges individuelles et des temps de récupération après les opérations ont été prévus pour réduire l'impact de ces procédures sur les animaux. L'état de santé des animaux sera suivi quotidiennement. Ainsi des comportements anormaux pourront permettre la détection précoce des pathologies et de situations de mal-être. Les animaux en post-opératoire seront particulièrement suivis grâce à une grille de score clinique. La prise de sang sera raffinée en utilisant l'entrainement des animaux pour réaliser une prise de sang sans contention. Tous les animaux seront entrainés durant les jours précédents la prise de sang à lever la tête pour boire une boisson sucrée au biberon tout en massant l'encolure pour simuler la prise de sang jusqu'a pouvoir rélaiser la prise de sang elle-même. Si l'entrainement n'est pas suffisant pour certains animaux pour réussir la prise de sang, le lasso nasal sera utilisé en dernier recours. Dans tous les cas, un renforcement positif à base d'eau sucrée sera donné à tous les animaux juste après la prise de sang. Les prises de sang et la chirurgie seront réalisées par des personnes compétentes et formées pour réaliser les prélèvements en moins d'une minute entre la contention, le prélèvement, la désinfection et la libération de l'animal. Les animaux prélevés et opérés seront observés afin de prévenir d'éventuelles complications.

Choix des espèces

Le porc est particulièrement sensible au stress thermique, qui induit une diminution de sa consommation alimentaire. La compréhension des mécanismes de réponse au stress thermique permettrait d’améliorer la robustesse des animaux et leur bien-être. Nous utiliserons des porcs en croissance car ils sont particulièrement sensibles au stress thermique et soumis à ce type de stress dans les élevages lors des vagues de chaleur ou dans les pays tropicaux.

Capturés à l'hameçon, anesthésiés quand c'est possible, ouverts pour recevoir une marque acoustique dans la cavité abdominale en moins de cinq minutes, 300 poissons issus d'une liste de trente-trois espèces subissent des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Pour l'une de ces espèces, la marque est enfoncée au trocart dans le muscle de la joue. Tous sont remis à l'eau sur leur lieu de capture, le porteur retenant comme nuisances principales le stress de la capture et la durée de manipulation. Le suivi doit mesurer comment ces poissons fréquentent les parcs éoliens en mer, le plafond de trente individus par espèce ayant été fixé "de manière arbitraire", faute d'approche statistique possible.

Objectifs

Les espèces marines mobiles jouent un rôle essentiel dans la connectivité des paysages marins. Or, le développement des parcs éoliens en mer (PEM) est aujourd’hui en plein essor, générant des modifications d’habitats marins qui peuvent impacter les communautés biologiques. Les poissons, par exemple, peuvent voir leur distribution, leur abondance et leur comportement affectés par les PEM, en raison d'effets directs et d'un large éventail d'effets écologiques sous-jacents, tels que l'effet de récif, l'effet d’agrégation temporaire, l’effet barrière, la perte d'habitat et les perturbations acoustiques, influençant ainsi la dynamique des populations. Ce projet suivra les déplacements de plusieurs espèces de poissons afin d'identifier les patrons d'utilisation par les poissons des habitats naturels et artificiels (et notamment les PEM), d’évaluer le chevauchement des zones fonctionnelles avec les installations en mer et d'aider à concevoir des stratégies de gestion à des échelles écologiquement pertinente. Cet objectif sera atteint grâce à la télémétrie - le suivi des animaux à distance - qui permet de suivre les animaux de l'échelle locale à l'échelle régionale, voire continentale, de quelques minutes à plusieurs dizaines d'années.

Bénéfices attendus

Les zones fonctionnelles des poissons sont vitales pour leur cycle de vie et l’identification de ces zones est indispensable à la gestion durable des ressources en poissons marins. Cependant, leurs localisations restent largement incertaines ainsi que leur utilisation par les différentes espèces et les interactions écologiques qui s'y déroulent. Au vu de la forte croissance du développement éolien en mer et son potentiel impact sur les zones fonctionnelles des ressources halieutiques, il est nécessaire de mieux connaitre les effets de ces installations sur les écosystèmes marins. A terme, les résultats de ce projet permettront de comprendre plus précisément l’écologie du mouvement des espèces suivies et ainsi répondre aux questions suivantes : - Les espèces interagissent-elles avec les PEM ? - Comment réagissent-elles à l’implantation d’une structure physique en mer ? - Quelle est la fidélité dans le temps de ces espèces à la zone PEM ? - Quel est le degré de connectivité entre cette zone PEM et les autres habitats marins de la région par ces espèces, au cours des années, et d’une année à l’autre ? - Font-ils preuve d’une fidélité pluriannuelle à certains sites ? Si oui, à quelle saison ? - Comment les conditions environnementales influencent-elles ces tendances ? Il existe très peu de connaissances sur ces sujets pour les espèces de poissons fréquentant les zones de haute mer. Ces connaissances relatives à l'écologie du mouvement de ces espèces d’intérêt, que le marquage en milieu naturel rend possible, serviront de cas concrets pour la mise en place de suivis pérennes des populations au sein des PEM à venir afin d’atteindre le double objectif de conservation et d'exploitation durable des espèces marines.

Procédures

300 individus issus d'une liste de 33 espèces seront équipés d'une seule marque acoustique interne par individu spécifiquement développées pour les poissons. Pour 32 des 33 espèces, cette marque sera implantée dans la cavité intra-péritonéale par une courte opération chirurgicale (

Impact sur les animaux

Le stress à la capture est l’effet indésirable principal. L’autre effet indésirable est la durée de manipulation du poisson qui sera la plus courte possible.

Devenir

Les poissons sont relachés sur le site de capture pour étudier leur comportement dans leur milieu naturel.

Remplacement

L'intérêt du projet étant d’étudier le comportement spatial de ces espèces sauvages dans leur milieu naturel, il n’est pas possible de les remplacer.

Réduction

Le nombre optimal d’individus à suivre en télémétrie est très fortement dépendant de l’espèce, de son comportement spatial, de la structure des populations qui la compose et des questions auxquelles on veut répondre. Ce nombre est très généralement supérieur à 20 pour de petites populations, et monte rapidement à plusieurs centaines pour d’importantes populations. Dans le cadre de la mégafaune marine, même s’il a été montré que des échantillons de 1 à 10 apportaient une information de comportement spatiale précieuse, un échantillon par espèce supérieur à 10 permettait d’avoir une estimation du comportement spatial bien meilleure, avec un échantillon de l’ordre de 100 nécessaires pour définir des paramètres clés sur l’espèce et les différentes populations la composant. Dans le cas présent, le nombre d’individus a été réduit au minimum en fonction des objectifs de l’étude et défini au seuil de la pertinence scientifique. En l’absence de connaissance sur le niveau de fréquentation spécifique du site ciblé par cette étude et du comportement spatial spécifique des espèces considérées en lien avec la structure flottante, le nombre de 30 individus maximum par espèce a été estimé de manière arbitraire afin d’optimiser les chances de capturer la majorité des comportements spatiaux à l’échelle d’une zone spécifique. Aucune approche statistique n’a pu être réalisée afin de définir le nombre d’individus marqués par espèce en raison de l’étendue de la zone d’étude et de la forte mobilité spatiale des espèces concernées en zone hauturière. Mais, en se basant sur la biomasse de ces espèces pêchées (plusieurs dizaines à centaines de tonnes débarquées), l’impact de ce projet sur les populations semble extrêmement limité. Enfin, en prenant en compte les contraintes de la télémétrie acoustique (ex: probabilité de détection dans un milieu où la transmission du signal acoustique est très variable en fonction de l’environnement, et où les fréquences d’émissions sont toutes les 2 à 3 mn en moyenne et la littérature existante), le marquage de N>30 individus / espèce est conseillé afin d’intégrer une variabilité naturelle représentative et ainsi garantir la robustesse des analyses statistiques et des résultats associés aux populations concernées.

Raffinement

Dans le cadre du protocole expérimental, plusieures mesures ont été mises en place afin de limiter la souffrance et le stress des individus, lors de la capture (utilisation d’un engin sélectif (hameçon) mis à l'eau durant un temps court pour limiter au maximum le temps où l’animal est en phase « capture », utilisation d’épuisettes en silicone pour les manipulations), ainsi que lors des phases d’anesthésie optimale quand cela est possible (sinon usage de l’immobilité tonique et anesthésiant local) durant les phases pré opératoire, opératoire et post opératoire. Les individus seront surveillés de manière régulière et seront retirés de la procédure dès que seront identifiables des indices comportementaux suspects (activité de nage anormale) ou des signes extérieurs de stress (e.g. couleur de peau, plaies).

Choix des espèces

Le nombre d’espèces capturables sur la zone d’étude étant extrêmement varié, il est proposé dans cette étude de ne pas cibler d’espèces particulières, mais de (1) fournir une liste d’espèces potentielles, (2) limiter le nombre d’individus rentrant dans une procédure à N= 30 et (3) de limiter le nombre de marque déployée à N= 300, soit un équivalent de 10 espèces à N=30. Ces espèces sont de premier plan, tant pour l'importance de leur exploitation et leur valeur commerciale. De nombreux aspects de leur cycle de vie restent inconnus, limitant la capacité des scientifiques à fournir un appui aux gestionnaires notamment en lien avec l’impact de l’implantation d’éoliennes dans le milieu naturel. L’acquisition de connaissances sur la dynamique spatiale des espèces est une étape primordiale pour améliorer les connaissances sur l’impact potentiel de ces implantations sur ces populations. La maturité des poissons et des élasmobranches marins (raies ou requins) est très variable d’une espèce à l’autre et est déterminée généralement par leur taille. Afin de limiter l’impact sur la population et le choix de maturité des individus (nécessitant donc la capture, la mesure puis, soit le relâchage ou soit l’inclusion dans une procédure), des individus matures et immatures seront utilisés dans cette expérimentation sans estimation de la répartition en fonction de la maturité. La taille de l’hameçon utilisé permettra de limiter la capture d’individus trop petits ou trop gros.

960 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, la moitié d'entre elles passant dix-huit mois sous régime gras avant d'être transportées vers un second établissement pour y subir jusqu'à six tests de comportement. Dans le premier site, elles sont pesées sept fois, injectées, gavées, prélevées à trois reprises, mesurées trois fois pour leur masse grasse et isolées quarante-huit heures en cage individuelle. Les tests portent sur l'anxiété, l'activité exploratoire, la force musculaire, la mémoire, les capacités sensorimotrices et les capacités physiques, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Le porteur annonce une avancée potentielle en connaissances et l'identification de cibles pour de futurs médicaments, quand la certitude porte sur dix-huit mois de régime imposé et sur la mise à mort finale pour analyse histologique.

Objectifs

Le laboratoire étudie les mécanismes favorisant le développement des maladies métaboliques (maladies du foie, diabète, obésité) et vasculaires (athérosclérose). Il étudie aussi l'impact du vieillissement biologique dans la survenue des pathologies avec l'âge et le déclin des fonctions physiques et cognitives. Dans cet objectif, il utilise des modèles murins génétiquement modifiés sur des protéines ou récepteurs impliqués dans la régulation de l'homéostasie lipidique et aussi glucidique. Les objectifs du projet sont de 4 niveaux et décrits à la suite: - comprendre à l'échelle du vivant le métabolisme des lipoprotéines ainsi que le fonctionnement des mitochondries - mettre en évidence sur des animaux génétiquement modifiés les anomalies de ce métabolisme sous un régime normal et sous un régime gras - Etudier/décrire l'impact des délétions génétiques sur le fonctionnement des organes au cours du vieillissement - étudier les effets du régime alimentaire déséquilibré sur le long terme (vieillissement biologique). Le projet se déroule dans 2 Etablissements Utilisateurs: EU1 et EU2.

Bénéfices attendus

Ce projet aboutira à une avancée potentielle en connaissances scientifiques. Les bénéfices attendus: 1/ Dans le cadre des études de recherche fondamentale, il s'agira de: - Comprendre/décrire dans un organisme l'impact des invalidations génétiques de protéines, notamment mitochondriales impliquées dans la régulation du métabolisme énergétique, sur la physiopathologie du métabolisme glucidique et lipidique. - Comprendre/décrire l'activité métabolique des mitochondries, l'expression des gènes du métabolisme lipidique et glucidique et de régulation de la fonction mitochondriale, et les réactions métaboliques au sein des tissus génétiquement modifiés. - Comprendre l'impact d'une alimentation déséquilibrée sur le vieillissement des organes, - Comprendre l'impact du vieillissement sur le fonctionnement des organes, 2/ Dans le cadre de la recherche d'outils, cibles à visée thérapeutique pour un transfert chez l’homme: - Identifier des voies de signalisation et cibles thérapeutiques du métabolisme énergétique et lipidique, visant au développement de futurs médicaments.

Procédures

Dans le premier établissement, la moitié des animaux (souris) seront mis sous régime gras pendant 18 mois. Ils subiront, des pesées (7 fois, 30 sec), une injection (5 sec), un gavage (30 sec) et des prélèvements à 3 reprises (5 sec à 3 min), une mesure de la composition corporelle en matières grasses à 3 reprises (4min) et une mesure de la dépense énergétique où l’animal est hébergé seul (1 fois pendant 48h). Dans le second établissement, ils subiront jusqu’à 6 tests de comportements (durée 6min à 30min) afin d’évaluer l'anxiété, l’activité exploratoire, la force musculaire, la mémoire, les capacités sensorimotrices, et les capacités physiques de l’animal.

Impact sur les animaux

Les expérimentations prévues peuvent induire des nuisances ou effets indésirables sur les animaux. Le changement de régime alimentaire peut induire un stress à l'animal (degré modéré). La faim est une nuisance pouvant survenir lors de la mise à jeun des animaux (degré léger). La peur et le stress sont des nuisances qui peuvent survenir lors de la manipulation des animaux à l'occasion des prélèvements (degré léger à modéré), ou de leur isolement dans certaines procédures (degré léger). La peur et le stress peuvent aussi survenir lors la découverte de nouveaux environnements (degré léger), ou lors de l'administration d'un produit anesthésiant avant prélèvement (degré léger à modéré). D'autres nuisances sont la douleur à l'injection (degré modéré), lors des prélèvements (degré léger à modéré), ou à l'occasion de certains tests comportementaux (degré léger à modéré).

Devenir

A l'issue de la procédure, les animaux seront mis à mort à des fins d’analyse et d’études histologiques.

Remplacement

Nos travaux visent à étudier à l'échelle du vivant, dans un tissu ou organe, les mécanismes biologiques qui favorisent le développement des maladies métaboliques En parallèle,des tests de culture cellulaire sont à l'étude pour étudier des mécanismes précis et limiter le nombre d'animaux.

Réduction

Le nombre d’animaux par groupe est déterminé sur la base de nos études antérieures ou de la littérature correspondante. Dans ce contexte, le nombre d’animaux utilisé dans chaque groupe étudié sera suffisant pour réaliser les analyses statistiques. De plus, plusieurs données scientifiques pourront être obtenues avec un même animal ce qui réduira le nombre d'animaux dans le projet.

Raffinement

Pour optimiser la fiabilité des résultats, des mesures visant à réduire voire supprimer la douleur, le stress, et améliorer le bien-être des animaux sont mises en oeuvre : - les moyens pour limiter le stress aux animaux seront appliqués: avant les expériences, les animaux seront manipulés et habitués à l’expérimentateur afin de favoriser leur coopération dans les actes non invasifs et non douloureux. Ils seront acclimatés aux différentes conditions expérimentales (pièce, hébergement individuel, et différents expérimentateurs). Les expériences seront réalisées dans une pièce calme en présence d'un faible nombre d'expérimentateurs. - les expérimentateurs seront encadrés dans les protocoles par un sénior et rompus aux procédures expérimentales ce qui permet de limiter le stress et la douleur. - des anesthésiques et analgésiques seront utilisés dans les procédures en terminal. Un transporteur agréé pour le transport d'animaux sera réquisitionné. La durée du transport entre les établissements utilisateurs n’excèdera pas les 30 minutes. Les animaux seront transportés dans leur cage d'origine (enrichissement compris) afin de limiter le stress lié au transport. Des points limites (ou critères d’arrêt anticipé) de la procédure seront établis, - dans la mesure du possible et en fonction de la statistique, les animaux prévus dans les mesures invasives seront réduits, - des soins adéquats seront prévus avant, pendant et après les actes quand c'est nécessaire (application d’un désinfectant et d’une pommade cicatrisante en cas des blessures superficielles sur la peau) , - la mise en place de procédures de mise à mort quand c'est nécessaire.

Choix des espèces

La finalité du projet est d'identifier les effets de la mutation de protéines, notamment mitochondriales, impliquées dans la régulation du métabolisme énergétique et le vieillissement. Ainsi, il est indispensable de travailler sur l’animal entier pour comprendre le rôle de ces protéines. Le choix du modèle souris vient du fait que celui-ci offre de larges potentialités pour l'application des méthodes d'ingénierie génétique et d'étude expérimentale du comportement. Il est possible, grâce à ce modèle, d’invalider l’expression des protéines étudiées dans ce projet, et ainsi d'évaluer leur rôle. Nous disposons de lignées murines transgéniques sur ces protéines pour réaliser notre projet. Les procédures de notre protocole sont adaptées à la souris. Nous disposons de données scientifiques du métabolisme des lipides et des glucides sur ce modèle animal. Nous maîtrisons d'un point de vue scientifique l'état de l'art sur la physiopathologie de l'athérosclérose et de la maladie du foie (inflammation et stéatose) sur ce modèle animal. Les animaux seront utilisés au stade adulte, à partir de l’âge de 8 semaines. Cet âge est classiquement utilisé pour démarrer le régime dans les études portant sur l'étude du métabolisme ou de l'athérosclérose. Les longues durées de régime sont classiquement utilisées pour étudier le développement de l'athérosclérose chez la souris et l'impact du régime alimentaire sur l'altération des fonctions au cours du vieillissement de l'animal. Dans les articles scientifiquement, le vieillissement chez la souris, est classiquement étudié chez des souris âgées de 12 à 18 mois.

960 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, la moitié soumise à un régime gras pendant dix-huit mois, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal passe 48 heures seul en cage de mesure de la dépense énergétique, subit sept pesées, une injection, un gavage et trois prélèvements, puis jusqu'à six tests évaluant l'anxiété, l'activité exploratoire, la force musculaire, la mémoire et les capacités sensorimotrices. La faim liée à la mise à jeun, la peur pendant les manipulations et l'isolement figurent parmi les nuisances déclarées. Le porteur affirme qu'il est "indispensable" de travailler sur "l'animal entier" et retient la souris pour la facilité d'y invalider des gènes, les corps servant ensuite aux analyses histologiques.

Objectifs

Le laboratoire étudie les mécanismes favorisant le développement des maladies métaboliques (maladies du foie, diabète, obésité) et vasculaires (athérosclérose). Il étudie aussi l'impact du vieillissement biologique dans la survenue des pathologies avec l'âge et le déclin des fonctions physiques et cognitives. Dans cet objectif, il utilise des modèles murins génétiquement modifiés sur des protéines ou récepteurs impliqués dans la régulation de l'homéostasie lipidique et aussi glucidique. Les objectifs du projet sont de 4 niveaux et décrits à la suite: - comprendre à l'échelle du vivant le métabolisme des lipoprotéines ainsi que le fonctionnement des mitochondries - mettre en évidence sur des animaux génétiquement modifiés les anomalies de ce métabolisme sous un régime normal et sous un régime gras - Etudier/décrire l'impact des délétions génétiques sur le fonctionnement des organes au cours du vieillissement - étudier les effets du régime alimentaire déséquilibré sur le long terme (vieillissement biologique). Le projet se déroule dans 2 Etablissements Utilisateur: EU1 et EU2.

Bénéfices attendus

Ce projet aboutira à une avancée potentielle en connaissances scientifiques. Les bénéfices attendus: 1/ Dans le cadre des études de recherche fondamentale, il s'agira de: - Comprendre/décrire dans un organisme l'impact des invalidations génétiques de protéines, notamment mitochondriales impliquées dans la régulation du métabolisme énergétique, sur la physiopathologie du métabolisme glucidique et lipidique. - Comprendre/décrire l'activité métabolique des mitochondries, l'expression des gènes du métabolisme lipidique et glucidique et de régulation de la fonction mitochondriale, et les réactions métaboliques au sein des tissus génétiquement modifiés. - Comprendre l'impact d'une alimentation déséquilibrée sur le vieillissement des organes, - Comprendre l'impact du vieillissement sur le fonctionnement des organes, 2/ Dans le cadre de la recherche d'outils, cibles à visée thérapeutique pour un transfert chez l’homme: - Identifier des voies de signalisation et cibles thérapeutiques du métabolisme énergétique et lipidique, visant au développement de futurs médicaments.

Procédures

Dans le premier établissement, la moitié des animaux (souris) seront mis sous régime gras pendant 18 mois. Ils subiront, des pesées (7 fois, 30 sec), une injection (5 sec), un gavage (30 sec) et des prélèvements à 3 reprises (5 sec à 3 min), une mesure de la composition corporelle en matières grasses à 3 reprises (4min) et une mesure de la dépense énergétique où l’animal est hébergé seul (1 fois pendant 48h). Dans le second établissement, ils subiront jusqu’à 6 tests de comportements (durée 6min à 30min) afin d'évaluer l'anxiété, l’activité exploratoire, la force musculaire, la mémoire, les capacités sensorimotrices, et les capacités physiques de l’animal.

Impact sur les animaux

Les expérimentations prévues peuvent induire des nuisances ou effets indésirables sur les animaux. Le changement de régime alimentaire peut induire un stress à l'animal. La faim est une nuisance pouvant survenir lors de la mise à jeun des animaux.La peur et le stress sont des nuisances qui peuvent survenir lors de la manipulation des animaux, à l'occasion des prélèvements ou de leur isolement dans certaines procédures. La peur et le stress peuvent aussi survenir lors la découverte de nouveaux environnements, ou lors de l'administration d'un produit anesthésiant avant prélèvement. D'autres nuisances sont la douleur à l'injection, lors des prélèvements, ou à l'occasion de certains tests comportementaux.

Devenir

A l'issue de la procédure, les animaux seront mis à mort à des fins d’analyse et d’études histologiques.

Remplacement

Nos travaux visent à étudier à l'échelle du vivant, dans un tissu ou organe, les mécanismes biologiques qui favorisent le développement des maladies métaboliques En parallèle,des tests de culture cellulaire sont à l'étude pour étudier des mécanismes précis et limiter le nombre d'animaux.

Réduction

Le nombre d’animaux par groupe est déterminé sur la base de nos études antérieures ou de la littérature correspondante. Dans ce contexte, le nombre d’animaux utilisé dans chaque groupe étudié sera suffisant pour réaliser les analyses statistiques. De plus, plusieurs données scientifiques pourront être obtenues avec un même animal ce qui réduira le nombre d'animaux dans le projet.

Raffinement

Pour optimiser la fiabilité des résultats, des mesures visant à réduire voire supprimer la douleur, le stress, et améliorer le bien-être des animaux sont mises en oeuvre : - les moyens pour limiter le stress aux animaux seront appliqués: avant les expériences, les animaux seront manipulés et habitués à l’expérimentateur afin de favoriser leur coopération dans les actes non invasifs et non douloureux. Ils seront acclimatés aux différentes conditions expérimentales (pièce, hébergement individuel, et différents expérimentateurs). Les expériences seront réalisées dans une pièce calme en présence d'un faible nombre d'expérimentateurs. - les expérimentateurs seront encadrés dans les protocoles par un sénior et rompus aux procédures expérimentales ce qui permet de limiter le stress et la douleur. - des anesthésiques et analgésiques seront utilisés dans les procédures en terminal. Un transporteur agréé pour le transport d'animaux sera réquisitionné. La durée du transport entre les établissements utilisateurs n’excèdera pas les 30 minutes. Les animaux seront transportés dans leur cage d'origine (enrichissement compris) afin de limiter le stress lié au transport. Des points limites (ou critères d’arrêt anticipé) de la procédure seront établis, - dans la mesure du possible et en fonction de la statistique, les animaux prévus dans les mesures invasives seront réduits, - des soins adéquats seront prévus avant, pendant et après les actes quand c'est nécessaire, - la mise en place de procédures de mise à mort quand c'est nécessaire.

Choix des espèces

La finalité du projet est d'identifier les effets de la mutation de protéines, notamment mitochondriales, impliquées dans la régulation du métabolisme énergétique et le vieillissement. Ainsi, il est indispensable de travailler sur l’animal entier pour comprendre le rôle de ces protéines. Le choix du modèle souris vient du fait que celui-ci offre de larges potentialités pour l'application des méthodes d'ingénierie génétique et d'étude expérimentale du comportement. Il est possible, grâce à ce modèle, d’invalider l’expression des protéines étudiées dans ce projet, et ainsi d'évaluer leur rôle. Nous disposons de lignées murines transgéniques sur ces protéines pour réaliser notre projet. Les procédures de notre protocole sont adaptées à la souris. Nous disposons de données scientifiques du métabolisme des lipides et des glucides sur ce modèle animal. Nous maîtrisons d'un point de vue scientifique l'état de l'art sur la physiopathologie de l'athérosclérose et de la maladie du foie (inflammation et stéatose) sur ce modèle animal. Les animaux seront utilisés au stade adulte, à partir de l’âge de 8 semaines. Cet âge est classiquement utilisé pour démarrer le régime dans les études portant sur l'étude du métabolisme ou de l'athérosclérose. Les longues durées de régime sont classiquement utilisées pour étudier le développement de l'athérosclérose chez la souris et l'impact du régime alimentaire sur l'altération des fonctions au cours du vieillissement de l'animal. Dans les articles scientifiquement, le vieillissement chez la souris, est classiquement étudié chez des souris âgées de 12 à 18 mois.

Sept minutes au maximum entre l'anesthésie, l'ouverture de l'abdomen pour y glisser un émetteur, le prélèvement d'un fragment de nageoire et la remise à l'eau : 490 poissons, dont 30 loups de mer, sont capturés à l'hameçon puis opérés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous relâchés là où ils ont été pris. Le suivi de leurs déplacements doit servir à harmoniser la gestion des aires marines protégées entre la France et l'Espagne. Les espèces retenues le sont pour le volume et la valeur commerciale de leur exploitation, et aucune n'est ciblée précisément, la liste couvrant jusqu'à 28 espèces possibles. Le chiffre de 490 marques ne repose sur aucun calcul, le porteur indiquant qu'aucune approche statistique n'a été réalisée et retenant 20 individus par espèce d'après la littérature.

Objectifs

Le littoral pyrénéen abrite une grande diversité d’espèces et d’habitats à forte valeur économique et patrimoniale. Pour préserver cette biodiversité et ses services écosystémiques (pêche, tourisme, loisirs), des réserves marines et des réglementations ont été mises en place. Cependant, ces mesures restent insuffisantes, car elles ne considèrent pas la région comme une unité écologique, ce qui entraîne la surexploitation de certaines espèces. Grâce à la télémétrie acoustique (technologie composée d’émetteurs acoustiques implantés dans le ventre des poissons après un acte chirurgical sous anesthésie, et d’un réseau de récepteurs acoustiques permettant de suivre le déplacement de ces poissons), le projet vise à améliorer la conservation en intégrant les habitats essentiels et en suivant les déplacements des poissons. L’étude inclura de nouveaux habitats (canyons sous-marins, estuaires, récifs artificiels) et le suivi d’espèces emblématiques comme les requins et les raies. Un diagnostic de l’état de conservation des espèces commerciales sera établi, avec une attention particulière aux stades critiques de leur cycle de vie (reproduction, juvéniles). Les poissons marqués et relâchés au plus vite après l’implantation de l’émetteur acoustique permettront d’identifier leurs déplacements et les corridors écologiques qu’ils empruntent. Ces données seront essentielles pour adapter les réglementations et les mesures de gestion à l’échelle régionale et transfrontalière.

Bénéfices attendus

Le but de ce projet est d’améliorer les connaissances sur le déplacement, la biologie et le comportement des populations de poissons. A terme, les résultats de ce projet permettront de comprendre plus précisément l’écologie du mouvement des espèces suivies et de mettre en place une conservation et une gestion harmonisée entre les Aires Marines Protégées de deux pays frontaliers.

Procédures

Chaque animal sera soumis à : 1) une capture par des pêcheurs professionnels affrétés pour cette opération (capture à la palangre dérivante de surface, capture à la canne et au leurre artificiel) avec utilisation d'hameçons sans ardillon pour limiter au maximum tout stress et/ou traumatisme (durée de capture et blessure), 2) un acte chirurgical sous anesthésie pour insérer un émetteur dans la cavité abdominale ou sur le dos du poisson, et 3) un prélèvement d'un petit fragment de nageoire caudale ou pectorale. L'implantation de la marque et le prélèvement du petit fragment de nageoire ne se fait qu'une seule fois par animal ; le temps maximum pour l'anesthésie, l'acte chirurgical, le prélèvement de nageoire, le réveil et le relâcher est estimé à 7 mn maximum.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus concernent : 1) un stress dû à la capture, minimisé au maximum par l'utilisation d'hameçon sans ardillon, 2) une douleur modérée due à l’implantation d'une marque (acte chirurgical sous anesthésie) dans la cavité abdominale du poisson (à son réveil) ainsi que le prélèvement d'un petit fragment de nageoire caudale qui peut générer une très légère nuisance supplémentaire pour le poisson mais n’impacte en rien ses capacités natatoires.

Devenir

Les individus prélevés sont relâchés à l’endroit où ils ont été capturés afin de limiter les perturbations comportementales. Tous les individus seront relâchés directement après l’acte chirurgical une fois correctement réveillés.

Remplacement

Dans le cadre d’une étude destinée à caractériser les mouvements individuels en milieu naturel, il n’est pas possible de faire appel à des méthodes de remplacement. L’apport de la télémétrie acoustique (détection de la présence de poissons marqués à proximité d’un récepteur) devrait permettre l’amélioration des connaissances sur les habitats occupés par les espèces et leurs mouvements, ce qui permettra à terme d’adapter leur gestion de manière cohérente entre la France et l’Espagne.

Réduction

Le nombre d’individus a été réduit au minimum et défini au seuil de la pertinence scientifique et statistique. En l’absence de connaissance sur le niveau de fréquentation spécifique du site ciblé par cette étude, le nombre de 20 individus par espèce a été choisi afin de capturer la majorité des comportements spatiaux à l’échelle d’une zone spécifique. Aucune approche statistique n’a été réalisée afin de définir le nombre d’individus marqués en raison de l’étendue de la zone d’étude (réseau régional à l’échelle de la façade Méditerranéenne France-Espagne) et de la forte mobilité spatiale des espèces concernées en zone hauturière. Mais, en se basant sur la biomasse de ces espèces pêchées en Méditerranée (plusieurs dizaines à centaines de tonnes débarquées par an), l’impact de ce projet sur les populations paraît extrêmement limité. Enfin, en prenant en compte les contraintes de la télémétrie acoustique (ex : probabilité de détection) et la littérature existante, un nombre minimum de 20 individus par espèce est conseillé afin d’intégrer une variabilité naturelle représentative et ainsi garantir la robustesse des analyses statistiques associées aux populations concernées.

Raffinement

Dans le cadre des procédures, plusieurs mesures ont été mises en place afin de limiter la souffrance et le stress des individus lors du marquage, incluant la capture (utilisation d’un engin sélectif en direct, l’hameçon sans ardillon, pour limiter au maximum toute blessure et le temps où l’animal est en phase « capture »), ainsi que des procédures d’anesthésie optimales quand c’est possible (sinon utilisation de l’immobilité tonique et anesthésiant local – voir plus bas) durant les phases pré-opératoire, opératoire et post opératoire. Les individus seront surveillés en permanence de manière régulière avec une attention particulière à la respiration branchiale afin de s’assurer de la bonne oxygénation des animaux. Les individus seront retirés de la procédure dès que les points limites seront atteints. Les points limites sont identifiables à travers le comportement des poissons (activité de nage anormale) ou des signes extérieurs de stress (e.g. couleur de peau, plaies).

Choix des espèces

Le nombre d’espèces capturables sur la zone d’étude étant extrêmement varié, il est proposé dans cette étude de ne pas cibler d’espèces particulières, mais de (1) fournir une liste d’espèces potentielles, (2) limiter le nombre d’individus rentrant dans une procédure à N= 20 et (3) de limiter le nombre de marques déployées à N= 490, soit un équivalent de 28 espèces à N=20 ou N=10 individus par espèce si celle-ci est étudiée dans d’autres projets de télémétrie acoustique dans le Golfe du Lion. Les espèces de cette liste sont des espèces de premier plan en Méditerranée française, tant pour l'importance de leur exploitation (volume) que pour leur valeur commerciale (€). De nombreux aspects du cycle de vie de ces espèces restent inconnus, limitant la capacité des scientifiques à fournir un appui aux gestionnaires pour leur gestion. Pour la majorité de ces espèces, l’acquisition de connaissances sur leur dynamique spatiale est une première étape primordiale pour améliorer leur gestion. La maturité des poissons et des Élasmobranches marins (requins et raies) est très variable d’une espèce à l’autre et est déterminée généralement à partir de la taille. Afin de limiter l’impact sur la population et le choix du stade de développement (mature ou immature) de l’individu susceptible d’être choisi (nécessitant donc la capture, la mesure puis soit le relâcher, soit l’inclusion dans une procédure), des individus matures et immatures seront utilisés dans cette expérimentation. La taille de l’hameçon utilisé permettra juste de limiter la capture d’individus trop petits ou trop gros.