Capacité de l’acide pentadécanoïque alimentaire à se substituer à l’acide linoléique : étude nutritionnelle préclinique sur le modèle miniporc Yucatan

La consommation de produits laitiers réduit le risque de survenue de maladies métaboliques, comme par exemple le diabète de type 2 (DT2), sans que les mécanismes ne soient encore clairement élucidés. Les acides gras saturés impairs (dont l’acide pentadécanoïque C15:0 est le représentant majoritaire dans le lait, 1% des acides gras totaux) sont des marqueurs de la consommation des produits laitiers, ce qui en fait des acteurs potentiels de cet effet protecteur. Ils peuvent également moduler le microbiote intestinal et l’homéostasie glucidique de l’hôte. Des études récentes suggèrent de plus que l’acide pentadécanoïque pourrait être un acide gras indispensable (AGI) et pourrait potentiellement se substituer dans l’alimentation à des AGI connus comme l’acide linoléique (LA). Un nutriment indispensable est une molécule, non synthétisée chez l’homme (ou l’animal modèle), qui assure des fonctions physiologiques ou structurales essentielles. Historiquement, 3 AGI ont été décrits dans la littérature. En 1929, le caractère indispensable du LA (omega 6), a été découvert par Burr : des rats soumis à des carences alimentaires en LA ont développé un retard de croissance. Plusieurs études ont ensuite montré qu’un apport énergétique de 2% en LA était suffisant pour éviter la carence. Les 2 autres AGI actuellement connus sont l’acide alpha-linolénique (ALA) et l’acide docosahexaénoïque (DHA). Une carence en ALA entraîne notamment une diminution d’aptitude à des tests d’apprentissage. Ces études ont été réalisées sur le modèle rongeur, qui possède de nombreuses limites pour la transposition des résultats à l’homme, tandis que le modèle porcin est reconnu comme un bon modèle préclinique notamment pour les études nutritionnelles, du fait de la proximité de sa physiologie intestinale avec celle de l’homme. Le premier objectif de cette étude est d’étudier la capacité potentielle de l’acide pentadécanoïque à se substituer au LA (en situation de carence) et d’assurer certaines fonctions structurales et physiologiques similaires (croissance, fluidité membranaire…) dans le modèle miniporc Yucatan.

Cette étude permettra d’évaluer le rôle de l’acide gras C15:0 en nutrition, plus particulièrement ses effets sur la croissance et le maintien de fonctions physiologiques en situation de carence en AGI. Ces effets qui seront analysés chez le miniporc nous permettront d’observer des impacts nutritionnels dans un modèle proche de l’homme, ce qui complétera et validera certains effets du C15:0 observés chez le modèle rongeur. Le métabolisme des acides gras impairs a très peu été étudié chez l’homme et jamais chez le modèle porcin. Ainsi, cette étude permettra de caractériser le métabolisme des acides gras impairs, à la fois en situation saine (avec le régime CTRL contenant du C15:0) et en situation de carence d’AGI pour étudier le potentiel caractère indispensable de cet acide gras impair. Cette étude permettra ainsi d’améliorer les connaissances concernant les AGI et l’impact de leur carence chez le modèle mini-porc. L’ensemble de ces données permettra d’apporter de nouvelles connaissances sur le rôle du C15 :0 qui pourraient concourir à réévaluer les recommandations nutritionnelles en acides gras chez l’homme, et également les apports en produits laitiers, principales sources de C15 :0 chez l’homme.

Les animaux seront soumis à différents régimes, contrôle ou carencés en AGI, et supplémentés ou non en C15:0 et LA. Un prélèvement de lait sera réalisé à 15 jours de lactation chez les truies, nécessitant l’injection IM d’ocytocine. Ces prélèvements seront réalisés une fois sur chaque truie et le temps de prélèvement n’excédera pas 20 min. Des prélèvements sanguins seront réalisés sur les truies au moment du sevrage des porcelets (

Concernant les régimes, une légère diminution de la croissance et l’apparition de troubles cognitifs (de l’apprentissage) sont possible chez les animaux carencés. Des sécheresses cutanées (desquamations) ont également été décrites. Enfin, des problèmes de fertilité ont également été rapportés en lien avec une carence en AGI. Concernant les différents prélèvements prévus au protocole, la collecte du lait chez les truies à 15j de lactation nécessite une injection d’ocytocine, ce qui peut entraîner une douleur au point d’injection, et nécessite également la séparation préalable des porcelets de la truie, ce qui peut entraîner un stress à la fois pour la truie et les porcelets. Cependant, cette séparation est limitée à quelques minutes (

9 truies seront euthanasiées à la fin de la procédure 1: les 8 truies ayant reçu le régime Carence ne peuvent pas être réutilisées comme reproductrices dans l’élevage expérimental. 3 truies du groupe Contrôle seront intégrées dans le troupeau comme truies reproductrices et 1 sera euthanasiée conformément au plan de renouvellement du troupeau. Tous les porcelets de la procédure 2 seront euthanasiés à la fin de la procédure pour récupérer les tissus d’intérêt.

L’effet recherché dans cette étude est d’ordre nutritionnel et nécessite donc l’analyse d’un organisme dans son ensemble. En effet, les nutriments diffusent dans le « corps entier » après digestion-absorption des aliments et leurs impacts physiologiques ou physiopathologiques concernent de multiples organes qui interagissent entre eux pour former un système biologique complexe. L’utilisation d’un modèle animal vivant reste indispensable pour une évaluation globale et intégrée du métabolisme du C15 :0 et pour prendre en compte le rôle du microbiote intestinal, qui sont impossible à reproduire dans leur complexité dans des modèles in vitro. Le miniporc a été choisi pour sa proximité physiologique avec l’homme.

Le nombre d’animaux utilisés pour chaque condition (10 porcelets par condition) a été calculé par analyse de la puissance statistique nécessaire pour pouvoir comparer les paramètres étudiés. Ce nombre d’animaux représente la limite basse pour laquelle les effets induits au terme du projet permettront d’observer un effet statistiquement significatif. Les truies Yucatan ayant des portées de 2 à 6 porcelets, le nombre de cochettes nécessaires pour avoir 10 animaux dans chaque groupe a été évalué à 4 pour le groupe Contrôle, pour assurer 10 porcelets, et 8 dans le groupe Carence, pour assurer 30 porcelets, qui seront répartis dans les 3 groupes Carence, enrichi en acide gras pentadécanoïque et enrichi en acide gras linoléique à raison de 10 animaux par groupe. Concernant les truies nourries par le régime Contrôle, 3 sur 4 pourront être maintenues dans l’élevage à l’issue de l’expérimentation pour le renouvellement du troupeau. L’expérimentation sera réalisée en 2 répétitions successives de 6 truies (2 sous régime Contrôle, 4 sous régime Carence), permettant statistiquement d’obtenir les 40 porcelets nécessaires. Si, par chance, le 1er lot permettait d’obtenir un nombre supérieur à 20 porcelets, le 2nd lot de truies serait réduit en conséquence.

Les compétences et l’expérience des expérimentateurs garantissent le respect du bien-être animal. Des points limites ont été établis, entraînant la sortie de protocole ou l’euthanasie anticipée de l’animal en cas de nécessité. Les animaux seront élevés en groupes, que ce soit pour les truies en gestation ou les porcelets en post-sevrage, favorisant le bien-être et les interactions sociales. Les truies gestantes seront transférées en salle de maternité 3 semaines avant la date de mise-bas prévue, dans des loges individuelles (2,30 m2) permettant les contacts olfactifs et visuels avec leurs congénères, selon la pratique en vigueur dans l’élevage expérimental. Les porcelets resteront classiquement en portée avec leur mère pendant toute la durée de la lactation et une habituation à l’aliment solide sera réalisée quelques jours avant le sevrage pour faciliter la transition alimentaire. Les porcelets ont accès libre à un nid chauffé par une lampe et à l’écart de la truie (0,25×1,37m). Au sevrage, les 2 portées issues des mères Contrôle seront regroupées et le groupe observé pour voir si la mise en place de la hiérarchie se passe bien, comme ce qui est pratiqué en routine à l’élevage. Les portées issues des mères du groupe Carence seront réparties en 3 groupes avec idéalement, un à deux porcelets de chaque portée par groupe pour limiter l’effet portée, ce qui brassera les portées et facilitera la constitution du nouveau groupe et ses interactions sociales. Une attention particulière sera là encore apportée par le personnel de l’unité expérimentale pour s’assurer que la mise en place de la hiérarchie se passe bien. Des enrichissements de type ballon seront apportés dans les cases des animaux.

Le modèle miniporc Yucatan est un modèle avec une plus grande proximité physiologique avec l’homme que ne l’est le modèle rongeur, notamment au niveau de sa taille, de son système digestif et de son microbiote. De plus, il s’agit d’un animal omnivore monogastrique, ce qui en fait un modèle très recherché pour les recherches en nutrition humaine. Les cochettes prévues pour cette expérimentation auront approximativement 1 an d’âge (naissances en mai-juin 2023). Elles seront soumises au régime Contrôle ou Carence 15 jours avant la mise en reproduction, puis pendant la gestation et la période d’allaitement. Au sevrage, soit 4 semaines après leur naissance, les porcelets seront nourris avec les différents régimes expérimentaux. Ils seront nourris avec ces régimes pendant 6 semaines puis euthanasiés. L’induction de la carence doit débuter chez les truies gestantes afin d’induire une carence chez les porcelets issus de ces mères. L’âge final des porcelets correspond au temps nécessaire pour observer l’effet de la carence ou de la resupplémentation.