Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 07/11/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-051235)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’hypoxie-ischémie néonatale est un problème de santé publique majeur tant par son occurrence (1-6 cas pour 1000 naissances) que par sa létalité et par les troubles cognitifs et/ou infirmités motrices qu’elle engendre. Elle est caractérisée par une diminution du flux sanguin cérébral au niveau du cerveau du nouveau-né. La seule thérapie actuellement appliquée est l’hypothermie thérapeutique modérée (diminution de la température corporelle de quelques degrés pendant 3 jours maximum), mais environ la moitié des nouveau-nés n’y répondent pas favorablement. Les objectifs de ce projet sont de développer des stratégies de neuroprotection dans le contexte de l’hypoxie-ischémie néonatale, sur un modèle de ratons. Pour répondre aux objectifs, les effets neuroprotecteurs du lactate (substrat énergétique neuronal, administré par voie intrapéritonéale) et de polyphénols (administrés dans l’eau de boisson de la mère) seront évalués.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les bénéfices attendus pour ce projet sont : – le développement d’un complément alimentaire, riche en polyphénols, destiné à la femme enceinte pour prévenir les dommages induits par une hypoxie-ischéime néonatale – les résultats préliminaires de l’injection de lactate chez le rongeur permettront la mise en place d’une étude préclinique chez le porc, dont la physiologie est plus proche de l’humain. A long terme, cette neuroprotection de l’administration de lactate pourra être testée en clinique.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Pour l’induction de l’hypoxie-ischémie, les animaux subiront une chirurgie puis une hypoxie. L’hypoxie-ischémie ser suivie par une hypothermie. Les animaux subiront une procédure chirurgicale (ligature de l’artère carotide commune ; réalisée une fois d’une durée inférieure à 10 minutes). Une hypothermie modérée sera mise en place à la sortie du caisson d’hypoxie-ischémie (1 fois, durée : 2 h). Une injection intra-péritonéale sera rélisée afin d’administrer le lactate (réalisée juste après l’hypoxie-ischémie et sur les deux jours suivant, durée : 2 s). Les animaux effectueront des examens par résonance magnétique nucléaire de diffusion sous anesthésie gazeuse ; technique non-invasive pour les animaux (durée : 30 – 45 min). Ils effectueront aussi des examens par résonance magnétique nucléiare fonctionnelle sous anesthésie administrée en intra-veineux (1 fois, à 45 jours d’âge, durée : 2 h). La neuroprotection sera évaluée au niveau fonctionnel par des tests de comportements de réflexes précoces (durée : 5 min) et de mémoire (durée 10 min). La dépression sera évaluée par un test comportemental associé à une restriction alimentaire (durée : test échelonné sur 3 jours ; durée du test : 10 min).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Lors de précédents projets, il a été noté une perte de poids chez un faible nombre de ratons, dans les 48-72 h suivant l’hypoxie-ischémie. Dans le caisson d’hypoxie-ischémie, tout comme lors de l’hypothermie, des difficultés respiratoires pourraient subvenir. L’administraton de lactate par injection intrapéritonéale pourrait engendrer une légère douleur due à l’insertion de l’aiguille. La réponse à l’hypoxie-ischémie est variable d’un individu à l’autre : dans de rares cas, des lésions cérébrales importantes pourraient subvenir. Elles représenteront un point limite. Un stress lié à l’anesthésie durant l’IRM, une perturbation du rythme cardio respiratoire entraîneront un arrêt de la séance d’imagerie. Les tests comportementaux pourraient être vecteurs de stress pour les ratons. La restriction alimentaire associée à la mesure d’un état dépressif pourrait entraîner une perte de poids et être une situation angoissante pour les animaux.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Mise à mort des animaux pour prélèvement d’organes pour une analyse post-mortem (n = 130). L’induction de lésions cérébrales par hypoxie-ischémie ne permettra pas d’utiliser les animaux pour un autre projet.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Des modèles d’hypoxie cellulaires existent, cependant, ces modèles s’affranchissent de la (patho)physiologie de l’organisme entier. Le but final de notre projet de recherche a une envergure translationnelle et nécessite donc une approche intégrative. De ce fait, notre projet nécessitant le fonctionnement du cerveau dans son intégrité afin de tester l’effet neuroprotecteur des molécules et de l’hypothermie et de pouvoir envisager une application rapide chez l’Homme, il n’existe pas de remplacement disponible à notre modèle expérimental.
2. Réduction
Une réduction du nombre d’animaux est rendue possible par (i) le fait que la compétence dans le modèle d’hypoxie-ischémie chez le rat est maîtrisée au laboratoire (pas de mise au point nécessaire), (ii) nous disposons de nombreux contrôles antérieurs (moins de contrôles à refaire), (iii) l’imagerie par résonance magnétique de diffusion ou fonctionnelle est une technique d’investigation non invasive et permet donc une suivi dans le temps des animaux ainsi que la réalisation de tests comportementaux, sur les mêmes animaux, (iv) l’utilisation d’outils statistiques.
3. Raffinement
La chirurgie sera réalisée sous anesthésie ; une injection d’analgésique locale sera réalisée avant l’incision et avant la suture. Les pertes de poids seront surveillées et à partir d’un certain point seront considérées comme atteignant un point limite. Des difficultés respiratoires post-opératoires entraîneront l’arrêt de la procédure. Les examens d’IRM seront réalisés sous anesthésie générale. Une modification du rythme cardiaque ou du rythme respiratoire entraînera l’arrêt de l’expérimentation. L’utilisation de gel ophtalmique durant les examens d’IRM préviendra le risque de sécheresse oculaire. L’IRM permet la quantification des volumes lésionnels.Le volume des lésions sera calculé, et au delà d’un certain pourcentage l’animal sera considéré comme atteignant un point limite. Une surveillance particulièrement accrue sera mise en place pour les 5 jours post-opératoires (couleur de la peau, estomac plein, mouvements, interactions avec la mère et les autres membres de la portée). Tous les tests de comportement seront réalisés par un unique expérimentateur, et dans une salle unique dédiée, permettant une habituation des animaux aux manipulations et à l’individu lui-même. Pour le test de dépression, nécessitant une privation de nourriture ponctuelle, la prostration de l’animal représentera un point limite. Au niveau de l’hébergement, les animaux seront élevés en cage collective, sur une litière de peuplier, caractérisée par un fort pouvoir absorbant et une granulométrie adaptée. Lors de ces observations quotidiennes, la capacité de l’animal à s’alimenter, le comportement et sa vivacité, la couleur de la peau ou l’état du pelage seront vérifiés.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le rat Wistar est utilisé depuis plusieurs années dans ce modèle d’hypoxie-ischémie, ainsi de nombreux groupes témoins dans la littérature permettent de faire des comparaisons et limitent le nombre de témoins. Nous souhaitons suivre les animaux par IRM à 4 stades de développement: – sur des ratosns âgés de 7, 9 et 30 jours, par IRM de diffusion afin d’évaluer l’effet neuroprotecteur précoce des traitements administrés en phase aigüe de la pathologie (3 h et 48 h) et à 30 jours afin d’évaluer les effets neuroprotecteurs à long terme ; l’IRM fonctionnelle permettra, chez les ratons âgés de 50 jours d’évaluer les effets de la neuroprotection sur le remodelage des circuits neuronaux et la récupération fonctionnelle.