Étude sur l’ablation du bulbe olfactif induite par laser chez le poisson zèbre comme nouveau modèle potentiel du syndrome affectif

Contexte

Les troubles affectifs, tels que la dépression, sont des problèmes de santé mentale courants à l’échelle mondiale. Bien que les modèles murins aient joué un rôle important dans la recherche sur la dépression, leur applicabilité inter-espèces présente des limites. Le poisson zèbre (Danio rerio), en tant que modèle émergent en neurosciences, est devenu un outil important pour l’étude des troubles affectifs en raison de sa forte homologie génétique et physiologique avec les humains. L’ablation du bulbe olfactif (olfactory bulbectomy, OBX) est un modèle animal classique de la dépression, qui induit des déficits neurochimiques et comportementaux en retirant les bulbes olfactifs, simulant ainsi les symptômes de la dépression. Cependant, l’applicabilité du modèle OBX chez les non-mammifères reste incertaine. Cette étude vise à développer un modèle OBX basé sur le poisson zèbre, en utilisant la technologie laser pour réaliser une ablation non invasive des bulbes olfactifs, et à explorer son potentiel dans la recherche sur les troubles affectifs.

Source de l’article

Cet article a été co-écrit par Evgeny V. Nekhoroshev, Maxim A. Kleshchev, Andrey D. Volgin et d’autres auteurs, issus de l’Institut de recherche scientifique en neurosciences et médecine de Novossibirsk, en Russie, de l’Université des sciences et technologies Sirius, ainsi que de plusieurs institutions de recherche au Brésil, en Azerbaïdjan, en Chine et ailleurs. L’article a été publié en 2025 dans la revue European Journal of Neuroscience, sous le titre Laser-induced olfactory bulbectomy in adult zebrafish as a novel putative model for affective syndrome: a research tribute to Brian Leonard.

Conception de l’étude et protocole expérimental

1. Animaux et conditions d’élevage

L’étude a utilisé des poissons zèbres de type sauvage âgés de 3 à 5 mois, avec un ratio mâle/femelle d’environ 1:1. Les poissons ont été répartis aléatoirement en quatre groupes : un groupe témoin sham (sham), un groupe sham traité à la fluoxétine (sham+fl), un groupe d’ablation du bulbe olfactif (zebrafish olfactory bulbectomy, ZOBX) et un groupe ZOBX traité à la fluoxétine (ZOBX+fl). Chaque groupe comptait 16 à 18 poissons.

2. Ablation du bulbe olfactif induite par laser (ZOBX)

L’étude a utilisé une nouvelle technologie laser non invasive, avec un laser diode de 405 nm pour réaliser une ablation précise des bulbes olfactifs des poissons zèbres. Les poissons ont été anesthésiés, fixés sous un microscope et exposés à deux impulsions laser de 4 secondes, chacune d’une puissance de 500 mW. Le groupe sham a subi la même procédure, mais avec une intensité laser réduite à 5 % pour éviter tout dommage tissulaire.

3. Tests comportementaux et pharmacologiques

Les tests comportementaux ont été réalisés aux jours 7 et 14 post-opératoires, incluant : - Test du nouvel aquarium (Novel Tank Test) : évaluation de l’activité et des comportements de type anxieux dans un nouvel environnement. - Test d’immobilisation de la queue (Zebrafish Tail Immobilization Test, ZTI) : évaluation des comportements de type désespoir.

De plus, l’étude a validé l’impact de la ZOBX sur la fonction olfactive des poissons zèbres à l’aide d’un test en labyrinthe en Y et d’un test utilisant une substance d’alarme (alarm substance, AS).

4. Validation neurohistologique

Au jour 7 post-opératoire, des coupes du cerveau des poissons zèbres ont été réalisées, et une coloration de Nissl a été utilisée pour évaluer les dommages tissulaires des bulbes olfactifs. L’observation au microscope fluorescent et l’analyse d’images ont permis de quantifier la surface de coloration neuronale, validant ainsi l’efficacité de l’ablation laser.

Résultats principaux

1. Résultats comportementaux

• Test du nouvel aquarium : Le groupe ZOBX a montré une réduction significative de l’activité et une augmentation des comportements de type anxieux, caractérisés par une distance parcourue réduite et un temps passé dans la partie supérieure du réservoir diminué. Le traitement à la fluoxétine a partiellement inversé ces déficits comportementaux.
• Test d’immobilisation de la queue : Le groupe ZOBX a montré des comportements de type désespoir lors du test d’immobilisation de la queue, et le traitement à la fluoxétine a significativement amélioré ces comportements.

2. Validation de la fonction olfactive

• Test en labyrinthe en Y : Le groupe ZOBX a montré une réponse significativement réduite à l’odeur de nourriture, avec une latence accrue pour entrer dans le bras contenant la nourriture et un temps de séjour réduit.
• Test de la substance d’alarme : Le groupe ZOBX a montré une réponse significativement réduite à la substance d’alarme, indiquant une altération de la fonction olfactive.

3. Résultats neurohistologiques

La coloration de Nissl a révélé des dommages significatifs dans les tissus des bulbes olfactifs du groupe ZOBX, avec une réduction marquée de la surface de coloration neuronale, confirmant l’efficacité de l’ablation laser.

Conclusions et implications de l’étude

Cette étude a établi pour la première fois un modèle d’ablation du bulbe olfactif induite par laser (ZOBX) chez le poisson zèbre, validant son potentiel pour modéliser les troubles affectifs. Les résultats montrent que la ZOBX induit des comportements de type dépressif et anxieux chez le poisson zèbre, et que ces déficits comportementaux peuvent être partiellement inversés par un traitement à la fluoxétine. De plus, l’étude a validé les dommages à la fonction olfactive des poissons zèbres par des tests comportementaux et neurohistologiques. Ce modèle étend l’application du modèle OBX aux non-mammifères et offre un nouvel outil pour le criblage à haut débit de médicaments contre les troubles affectifs.

Points forts de l’étude

1. Méthode innovante : Première utilisation de la technologie laser pour une ablation non invasive des bulbes olfactifs chez le poisson zèbre, offrant un nouveau modèle expérimental pour l’étude des troubles affectifs.
2. Applicabilité inter-espèces : Validation de l’applicabilité du modèle OBX chez le poisson zèbre, fournissant une référence importante pour la recherche inter-espèces sur les troubles affectifs.
3. Potentiel de criblage à haut débit : Le modèle du poisson zèbre, avec son faible coût et sa capacité de criblage à haut débit, offre une possibilité de criblage rapide des antidépresseurs.

Autres informations pertinentes

L’étude a également discuté des limites du modèle ZOBX, comme l’absence d’étude sur les marqueurs moléculaires et les changements neurophysiologiques. Les recherches futures pourraient explorer l’impact de la ZOBX sur la plasticité neuronale, les réponses immunitaires et les fonctions cognitives du poisson zèbre, afin d’évaluer pleinement son applicabilité dans la recherche sur les troubles affectifs.

Cette étude offre de nouvelles perspectives et outils pour la recherche sur les mécanismes des troubles affectifs et le développement de médicaments, avec une valeur scientifique et appliquée significative.