Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 11/01/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-600190)
7 030 rats vont être utilisés pour maintenir des lignées génétiquement modifiées reproduisant la trisomie 21, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Ces animaux naissent porteurs de phénotypes que le porteur qualifie lui-même de dommageables, lésions cutanées, diabète, insuffisance rénale, tumeurs mammaires, détresses respiratoires ou épilepsie, suivis toute leur vie. Les reproducteurs trop âgés sont tués faute de pouvoir être adoptés, les autres sont transférés vers d’autres projets expérimentaux. Le porteur affirme qu’aucune alternative n’existe pour étudier le cerveau et conclut que ces modèles restent précieux malgré les atteintes qu’il décrit.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le syndrome de Down (SD) ou Trisomie 21 touche 1 naissance sur 700 et représente la forme la plus fréquente de retard mental. Par ailleurs, les personnes atteintes du SD développent de nombreuses comorbidités parmi lesquelles la maladie d’Alzheimer (MA). Ainsi, plusieurs modèles de rat ont été créés afin de pouvoir étudier les mécanismes physiopathologiques du SD et de la MA dans un contexte de SD. Ces modèles sont porteurs de duplication de régions homologues au chromosome 21 humain ou de gènes spécifiques, qui semblent jouer un rôle important dans le développement du SD. Les premières caractérisations de ces modèles ont ainsi mis en évidence que certains d’entre eux présentaient des phénotypes dommageables. Malgré cela, ces modèles restent très précieux. En effet, leur caractérisation pourrait nous apporter des éléments clés pour une meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques du SD ou de la MA dans un contexte de SD. Par ailleurs, l’étude de ces modèles combinée à la caractérisation des autres modèles que nous avons (ne présentant pas de phénotype dommageable) pourrait nous permettre de déterminer quel région/gène est impliqué dans tel ou tel déficit. Enfin, ces modèles pourraient constituer des modèles de choix pour tester de potentiels nouveaux traitements. L’objectif de ce projet est donc de nous permettre de maintenir ces modèles à phénotypes dommageables afin d’étudier le SD et la MA dans un contexte de SD.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
L’objectif de ce projet est de permettre le maintien de modèles de rats présentant des phénotypes dommageables. Il s’agit de modèle de rats du SD et de la MA combinés. Leur maintien nous permettra de les caractériser dans le but de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques du SD et de la MA dans un contexte de SD. Par ailleurs, les mécanismes impliqués dans le développement de la MA dans le SD pourraient également s’appliquer aux personnes de la population générale affectée par la MA. A long termes, cela pourrait permettre d’identifier des cibles thérapeutiques pour ces deux pathologies. Au-delà de leur caractérisation, ces modèles peuvent également nous permettre de tester de nouvelles stratégies thérapeutiques, avec une application potentielle à l’Homme.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Dans le cadre de ce projet qui vise au maintien de modèles rat à phénotypes dommageables la seule intervention prévue est la mise en place d’un traitement en cas d’apparition d’une pathologie. Ce traitement devra être adapté au cas par cas en fonction des observations faites chez l’animal. Nous pouvons ainsi avoir recours à différents types de traitements : antiseptique, crème cicatrisante, antibiotiques en crème, à mettre en eau de boisson ou injectable, insuline et anti-inflammatoires à mettre en eau de boisson ou injectable. Suivant la pathologie observée, le traitement pourra être réalisé 1 à 2 fois par jour et prendra en moyenne 2-3 minutes par rat. Il sera ainsi réalisé quotidiennement jusqu’à guérison de l’animal.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
De manière générale, l’apparition de phénotypes dommageables va induire un mal-être chez l’animal. Ainsi, les lésions cutanées liées à une sensibilité aux infections et les conjonctivites vont induire des démangeaisons, l’apparitions de rougeurs ou un gonflement, voire de la douleur dans les cas de lésions cutanées les plus sévères. Dans le cas du diabète, l’animal aura une consommation excessive d’eau et présentera une perte de poids à un stade avancé. De la même façon, les animaux qui développent une insuffisance rénale présenteront une perte de poids. Concernant les tumeurs mammaires, suivant leur localisation, elles peuvent induire une gêne pour l’animal notamment lors de ces déplacements. Les hématuries, correspondant à la présence de sang dans les urines, peuvent induire une gêne, voire une douleur chez l’animal. Enfin, les détresses respiratoires et cardiaques, ainsi que l’épilepsie, induisent des signes de mal-être et de douleur chez l’animal. Par ailleurs, la manipulation quotidienne de l’animal pour l’application/injection de son traitement, à raison de 1 à 2 fois par jour, peut induire un stress très bref chez l’animal.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux ayant servi pour la reproduction qui sont trop âgés ou qui ne donnent plus de portées et qui ne peuvent pas rentrer dans un projet seront mis à mort. En effet, s’agissant d’organismes génétiquement modifiés, ils ne peuvent pas être adoptés. Les animaux produit dans le cadre de projets expérimentaux seront transférés vers le projet concerné.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Il n’existe à l’heure actuelle aucune alternative à l’utilisation des animaux pour les études concernant le cerveau. La compréhension des mécanismes physiologiques et moléculaires des pathologies génétiques et neurodégénératives, ainsi que les essais de traitement de ces pathologies, requièrent l’étude d’un organisme vivant dans son intégrité et sa globalité. Il n’existe donc pas de méthode autre que l’étude in vivo.
2. Réduction
Dans le cadre de ce projet, nous avons estimés à 7030 le nombre d’animaux à phénotypes dommageables qui seront produit au cours des 5 prochaines années. Cela inclus les animaux nécessaires à la maintenance des lignées, les 2 sexes pouvant être utilisés, ainsi que les animaux qui seront utilisés dans le cadre d’études comportementales/cellulaires/moléculaires. Dans le cadre de ces études, afin d’utiliser l’ensemble des animaux produits et de prendre en compte une éventuelle variabilité sexuelle nous utiliserons des mâles et des femelles. Ce nombre a ainsi été déterminé sur la base de nos connaissances et du recul que nous avons sur les lignées qui permettent de générer ces modèles. Par ailleurs, dans le cadre des projets expérimentaux, nous avons pris en compte le nombre minimal d’animaux nécessaire pour avoir des résultats scientifiquement interprétables du fait d’une variabilité inter-individuelle attendue.
3. Raffinement
Du fait de leurs phénotypes dommageables, ces animaux font l’objet d’une attention particulière afin de pouvoir détecter le plus précocement possible tous problèmes pouvant altérer leur bien-être. Les animaux seront ainsi suivis quotidiennement tout au long de leur vie. Les animaux présentant des signes de mal être ou de douleur (plaies, hérissement du poil, attitude voûtée, perte de poids) seront présentés au vétérinaire puis, si un traitement est envisageable, il sera mis en place (antiseptiques, antibiotiques, analgésiques). A noter que le traitement utilisé devra être adapté au cas par cas en fonction des symptômes rencontrés. Si aucun traitement n’est envisageable, l’animal sera mis à mort. Les points limites seront déterminés en fonction des observations quotidiennes faites chez l’animal tout au long de sa vie (changement de comportement (prostration, agressivité, akinésie), perte de poids continue, résistance aux antibiotiques, taille de la tumeur). Si ces points limites sont atteints, l’animal sera mis à mort. De plus, les animaux seront évalués pour des signes de douleur suivant l’échelle de l’expression faciale (Sotocinal et al. 2011, The Rat Grimace Scale : a partially automated method for quantifying pain in the laboratory rat via facial expressions). Le point limite est atteint quand l’animal présente une expression faciale indiquant une douleur sévère dans 3 des items de douleur considérés, dans ce cas l’animal sera mis à mort. Par ailleurs, tout au long de leur vie, les animaux seront hébergés par deux, le rat étant une espèce très sociable, et disposeront d’un bâton à ronger en guise d’enrichissement.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La compréhension des mécanismes physiologiques et moléculaires des pathologies génétiques et neurodégénératives requière l’étude d’un organisme vivant dans son intégrité et sa globalité. Le rat est physiologiquement et génétiquement plus proche de l’Homme que ne l’est la souris. A ce jour, l’anatomie, la physiologie et la génétique du rat sont bien connues. Par ailleurs, l’évolution de l’ingénierie génétique permet maintenant de réaliser facilement des modifications génétiques chez le rat. De plus, les régions homologues au chromosome 21 humain sont retrouvées sur 2 chromosomes chez le rat contre 3 chez la souris. L’obtention d’un modèle de trisomie complète est donc plus simple à obtenir chez le rat. Par ailleurs, les meilleures capacités d’apprentissage et d’adaptation du rat comparées à la souris en font un meilleur modèle pour l’étude des déficiences cognitives associées au SD et à la MA. Pour les accouplements, les animaux sont utilisés jusqu’à 1 an selon leur fertilité afin d’optimiser le taux de natalité et le nombre d’animaux utilisés. Lorsque des animaux sont gardés en vieillissement pour des projets, ils peuvent avoir jusqu’à 18 mois afin d’étudier la MA dont certains phénotypes pourraient apparaitre que chez les vieux animaux.