Évaluation de la neurotoxicité chez Danio rerio adulte à l’aide d’une batterie de tests comportementaux dans un seul réservoir

Le poisson-zèbre (Danio rerio) est une espèce de vertébré modèle populaire pour l’écotoxicologie, la découverte de médicaments et les études de pharmacologie de sécurité. Son faible coût, ses outils de génétique moléculaire bien établis et la conservation des processus physiologiques clés impliqués dans la morphogenèse et le maintien du système nerveux font du poisson-zèbre un modèle animal idéal pour la recherche en neurosciences, y compris la toxicologie neurocomportementale ^1,2. Le critère d’évaluation principal de la neurotoxicité d’un produit chimique était, jusqu’à récemment, la présence d’effets neuropathologiques. Dernièrement, cependant, les paramètres comportementaux ont été incorporés dans les protocoles de dépistage neurotoxicologique, et ces résultats fonctionnels sont maintenant couramment utilisés pour identifier et déterminer la neurotoxicité potentielle des produits chimiques ^3,4. De plus, les paramètres comportementaux sont très pertinents d’un point de vue écologique, car même un changement de comportement très léger chez les poissons pourrait mettre en danger la survie de l’animal dans des conditions naturelles⁵.

L’un des tests comportementaux les plus utilisés dans la recherche sur le poisson-zèbre adulte est le nouveau test en réservoir (NTT), qui mesure le comportement anxieux ^6,7. Dans ce test, les poissons sont exposés à la nouveauté (les poissons sont placés dans un aquarium inconnu), à un léger stimulus aversif et à leurs réponses comportementales sont observées. Le NTT est utilisé pour évaluer l’activité locomotrice basale, la géotaxie, la congélation et les mouvements erratiques des poissons, principalement. L’erratique⁸ se caractérise par des changements brusques de direction (zigzag) et des épisodes répétés d’accélérations (dards). Il s’agit d’une réaction d’alarme qui est généralement observée avant ou après les épisodes de gel. Le comportement de congélation correspond à un arrêt complet des mouvements du poisson (à l’exception des mouvements operculaires et oculaires) lorsqu’il est au fond de l’aquarium, par opposition à l’immobilité causée par la sédation, qui provoque l’hypolocomotion, l’akinésie et le naufrage⁸. Le gel est généralement lié à un état élevé de stress et d’anxiété et fait également partie d’un comportement de soumission. Les comportements complexes sont d’excellents indicateurs de l’état d’anxiété des animaux. Il a été démontré que NTT est sensible aux manipulations pharmacologiques et génétiques⁹, ce qui en fait un outil précieux pour étudier les bases neuronales de l’anxiété et des troubles apparentés.

Le poisson-zèbre est une espèce très sociale, nous pouvons donc mesurer un large éventail de comportements sociaux. Le test de haut-fond (ST) et le test de préférence sociale (SPT) sont les tests les plus utilisés pour évaluer le comportement social¹⁰. Le ST mesure la tendance des poissons à se regrouper¹¹ en quantifiant leur comportement spatial et leurs schémas de déplacement. Le ST est utile pour étudier la dynamique de groupe, le leadership, l’apprentissage social et la compréhension du comportement social de nombreuses espèces de poissons¹². Le SPT chez le poisson-zèbre adulte a été adapté du test de préférence de Crawley pour la nouveauté sociale pour les souris¹³ et est rapidement devenu un test comportemental populaire pour l’étude de l’interaction sociale chez cette espèce modèle¹⁴. Ces deux tests ont également été adaptés pour être utilisés dans des tests de dépistage de drogues et se sont révélés prometteurs pour l’identification de nouveaux composés qui modulent le comportement social^15,16.

En général, les tests comportementaux chez le poisson-zèbre adulte sont des outils puissants qui peuvent fournir des informations précieuses sur les mécanismes comportementaux ou les neurophénotypes des composés actifs et des drogues consommées¹⁷. Ce protocole détaille comment mettre en œuvre ces outils comportementaux⁷ avec des ressources matérielles de base et comment les appliquer dans des tests de toxicité pour caractériser les effets d’un large éventail de composés neuroactifs. De plus, nous verrons que les mêmes tests peuvent être appliqués pour évaluer les effets neurocomportementaux d’une exposition aiguë à un composé neuroactif (méthamphétamine) mais aussi pour caractériser ces effets après une exposition chronique à des concentrations environnementales d’un pesticide (glyphosate).