Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 08/02/2022
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-520747)
1 800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles subissent des injections intrapéritonéales et des prélèvements sanguins au plexus oculaire sous anesthésie, et 480 d’entre elles une irradiation suivie d’une reconstitution de moelle osseuse laissant trois mois d’immunodéficience. Le porteur indique que les souris saignées présentent une anémie transitoire. Il affirme que la régulation du fer est « impossible à modéliser in vitro » et que les souris génétiquement modifiées sont « la seule solution actuelle ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le fer est un élément indispensable à toute forme de vie. Le foie joue le rôle de régulateur central de l’homéostasie du fer en synthétisant l’hormone hepcidine. L’hepcidine contrôle le flux de fer vers le compartiment sanguin : l’absorption du fer contenu dans le bol alimentaire au niveau de l’intestin, le recyclage du fer par les macrophages qui phagocytent les globules rouges sénescents, et la mobilisation du fer stocké dans les hépatocytes. Le fer est exporté hors de ces tissus par la ferroportine, le seul exportateur de fer connu. L’hepcidine entraine la dégradation de la ferroportine avec pour conséquence la séquestration du fer dans les cellules et une diminution du fer sérique. Outre ses fonctions dans la plupart des mécanismes biologiques fondamentaux, le fer est un composant essentiel au transport de l’oxygène en tant que constituant majeur de l’hème et donc de l’hémoglobine. La production et la maturation des érythrocytes dans la moelle osseuse mobilisent les deux tiers du fer présent dans l’organisme. En cas de stimulation de l’érythropoïèse, la synthèse de l’hémoglobine et donc la consommation en fer par la moelle osseuse sont augmentées afin de normaliser rapidement le nombre de globules rouges et la capacité de transport de l’oxygène. Pour faire face à ce besoin accru en fer, la production d’hepcidine est réprimée par l’hormone érythroïde érythroferrone (ERFE) de manière à stabiliser la ferroportine à la surface des cellules qui l’expriment, et augmenter les apports en fer. ERFE joue un rôle majeur lorsque l’érythropoïèse est stimulée par une anémie consécutive à une hémorragie, une infection ou une inflammation chronique. A l’inverse, dans les anémies héréditaires comme la β-thalassémie, une maladie génétique affectant des millions de personnes dans le monde, ERFE entraine une diminution de l’hepcidine et une surcharge en fer. Différentes pathologies touchant plusieurs centaines de millions de personnes au monde pourraient bénéficier d’un traitement visant à stimuler ou inhiber ERFE, comme les surcharges en fer primaires (hémochromatoses), secondaires à une anémie (thalassémies, dysérythropoïèses congénitales), et les anémies inflammatoires (polyarthrite rhumatoïde, maladies chroniques de l’intestin, affections rénales chroniques, infections, cancer…). Ce projet vise donc à identifier le mode d’action de l’érythroferrone dans le foie ainsi que sa fonction physiologique dans l’intestin.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
La réalisation de ce projet conduira à l’identification du mode d’action de l’érythroferrone et au développement de nouvelles perspectives thérapeutiques pour le traitement de différentes formes d’anémie. Il permettra également de lever le voile sur une nouvelle fonction physiologique d’ERFE qui pourrait être un nouvel acteur de la pathogénèse des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Procédure 1 : 5 injections intrapéritonéales suivies d’un prélèvement sanguin au plexus oculaire sous anesthésie générale (200 souris) et ou d’une injection IP (200 souris). Arrêt du protocole après 24 heures. Procédure 2 : un prélèvement sanguin au plexus oculaire sous anesthésie générale (300 souris) ou une simple injection IP (300 souris). Arrêt du protocole après 24 heures. Procédure 3 : une irradiation aux rayons X et une reconstitution de moelle osseuse par injection de cellules au plexus oculaire (480 souris). Arrêt du protocole après 3 mois.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les animaux phlébotomisés présenteront une anémie transitoire qui sera entièrement résorbée au bout de 3 jours sans impacter le bien-être de l’animal. Les souris irradiées présenteront une immunodéficience jusqu’à reconstitution complète de la moelle osseuse (3 mois). Tout effet indésirable ou risque d’infection sera évité par un traitement antibiotiques préventif.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés et les organes seront prélevés et utilisés pour des analyses ultérieures en laboratoire.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
La régulation de l’hepcidine est contrôlée par différents signaux issus de différents organes (intestin, foie, rate, moelle osseuse). Cette régulation est impossible à modéliser in vitro. Il est pour l’instant impossible de contrôler l’expression de l’hepcidine chez l’homme car les voies de régulation ne sont pas totalement connues. Les modèles murins génétiquement modifiés miment les pathologies humaines et sont la seule solution actuelle pour obtenir des données avec une relevance physiologique correcte. Pour atteindre les objectifs de nos études, il est nécessaire d’utiliser des modèles in vivo capables de tenir compte de nombreuses voies physiologiques intégrées. Il n’existe pas actuellement des méthodes alternatives à ces études in vivo.
2. Réduction
Le nombre de souris utilisées dans chaque expérience a été calculé à minima en tenant compte de la variance biologique des résultats obtenus. Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés tous les échantillons prélevés sont stockés à -80°C et dans une banque de données. Ils peuvent être réutilisés ou servir de témoins dans des expériences ultérieures.
3. Raffinement
Les souris sont hébergées par 5 dans des cages de portoirs ventilés d’une surface au sol de 500 cm2, à 20-24°C et 30-50% d’hygrométrie, avec une alternance jour/nuit de 12h/12h. La nourriture et l’eau de boisson sont fournies ad libitum. Elles ont du papier ou du coton comme enrichissement. Les animaux ont au minimum une semaine d’acclimatation avant que le protocole ne débute. Des analgésiques, des antalgiques ou des anti-inflammatoires risquent d’interférer avec le cours de notre expérimentation. Néanmoins, nous avons mis en place des critères d’arrêt par rapport à la souffrance potentielle des souris durant l’expérimentation. Les souris sont contrôlées tous les jours, voire deux fois par jour. Les critères suivants sont pris en compte : – perte de poids supérieure à 20% du poids initial – activité extrême (grattage ou léchage anorml) – posture prostrée – aspect (amaigrissement, déshydratation, poils hérissés, salissures et écoulements) – absence de toilettage et diminution de l’appétit – anomalies de la respiration (rythme et mouvements) – hypo ou hyperthermie. Si l’un de ces critères est atteint, l’expérimentation est immédiatement arrêtée et les souris sont euthanasiées. Un suivi quotidien est assurée par les membres de l’équipe en charge de la conduite de ces expériences.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
L’espèce animale utilisée dans ce projet (souris) offre la possibilité de développer de nombreux modèles mimant plusieurs pathologies humaines comme en témoignent les nombreuses références bibliographiques (hémochromatose, anémie, thalassémies). Par ailleurs, cette espèce présente certains intérêts pratiques décisifs justifiant l’utilisation des souris comme modèles dans ce type de projet : faibles coûts, cycles de reproduction courts, croissance rapide, facilité de transport, facilité de manipulation et une bonne adaptabilité aux conditions expérimentales. De plus, notre projet de recherche est basé sur l’utilisation des animaux génétiquement modifiés (Erfe KO, Robo1 KO, Slit2 KO) qui nécessitent d’utiliser des animaux contrôles sauvages de fond génétique C57BL/6J. Aucune autre espèce d’animaux n’est disponible. Il est également important de souligner que nous disposons chez la souris d’outils précieux (anticorps, protéines recombinantes) qui sont indispensables pour disséquer les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués. Seules des souris adultes (5-52 semaines) seront utilisées dans ce projet.