Un intestin artificiel pour une pisciculture durable
Le poisson est une source alimentaire saine et abondamment consommée. Or, les poissons d’élevage sont nourris avec de l’huile et de la farine de poisson, normalement issues de la production d’espèces grasses plus petites. Cela pose des problèmes de durabilité à l’aquaculture moderne, un secteur à la recherche de sources d’alimentation alternatives qui proposent une qualité nutritionnelle suffisante. La méthode standard d’évaluation des effets nutritionnels et sanitaires des aliments nouvellement développés implique de sacrifier des animaux pour procéder à une évaluation. Les autres méthodes non destructives passent également par plusieurs essais in vivo de calibrage. La plateforme Fish-AI(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), développée avec le soutien de l’UE, est un intestin artificiel qui s’appuie sur la technologie des cellules souches pour évaluer non seulement la valeur nutritionnelle, mais également l’effet d’aliments complets ou de composants individuels sur la santé de la paroi intestinale. Cela réduit le nombre d’animaux sacrifiés et pourrait améliorer le développement de nouvelles sources d’alimentation. «Le système est très utile parce qu’il fournit des indices relatifs aux mécanismes qui causent ou, éventuellement préviennent, des dommages qui sont difficiles à étudier dans l’organisme entier», explique Fulvio Gandolfi(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) du département des sciences agricoles et environnementales de l’université de Milan.
Développement d’un intestin artificiel
La plateforme Fish-AI est constituée d’une chambre supérieure qui reproduit la lumière intestinale et d’une chambre inférieure qui représente le flux sanguin. Les deux sont séparées par une membrane qui représente la paroi intestinale, sur laquelle se développent des cellules épithéliales intestinales et, dans certains cas, des cellules stromales. Le projet a réussi à isoler deux lignées cellulaires stables qui conservent les nombreuses caractéristiques propres aux deux voies de l’intestin et qui peuvent apporter une vue d’ensemble de l’ensemble de l’organe. L’équipe a ensuite développé quelques prototypes qui reproduisent le plus fidèlement possible les conditions qui règnent dans les cellules intestinales. Enfin, les chercheurs ont mené des essais parallèles qui comparent les mêmes aliments in vivo et in vitro.
Création de lignées cellulaires intestinales
Le projet a généré plusieurs résultats importants, il a notamment développé de nouvelles lignées cellulaires intestinales de truite arc-en-ciel. «Au cours des quatre dernières années, elles se sont révélées stables et ont conservé d’importantes propriétés physiologiques», confie Fulvio Gandolfi. L’équipe a développé deux prototypes fiables où ces cellules peuvent se différencier entièrement (maturité) et générer des données utiles. Dans la dernière partie du projet, un essai complet mené en collaboration avec Skretting Aquaculture Innovation(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), un acteur mondial majeur de la production alimentaire, a testé trois régimes connus et deux formulations expérimentales à la fois in vivo et in vitro. L’équipe a détaillé les résultats dans son séminaire de conclusion(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). «Nous avons été extrêmement heureux de démontrer que le système fournissait des informations de valeurs et fiables qui pouvaient être utilisées en contexte réel», déclare Fulvio Gandolfi.
Classer les effets fonctionnels de différents aliments pour poissons
La plateforme a déjà été exploitée pour classer les effets fonctionnels de différents aliments complets, notamment les régimes optimaux, les régimes difficiles et les régimes qui remplacent les protéines dérivées du poisson par des sources de protéines plus durables telles que les protéines unicellulaires. L’équipe de Fish-AI a obtenu une subvention pour développer une preuve de concept qui permettra d’appliquer le prototype dans le cadre du projet NUTRIsim(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). «La plateforme et l’ensemble des connaissances développées au cours du projet peuvent être transférés à d’autres espèces de poissons et de mammifères avec des objectifs et des avantages potentiels similaires», ajoute Fulvio Gandolfi.
