Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 11/01/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-777867)
60 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Dès leur première semaine de vie elles subissent un tatouage des doigts et un prélèvement de queue, puis une injection intrapéritonéale quotidienne pendant six semaines, susceptible de provoquer une inflammation douloureuse au point d’injection. Le porteur cherche à savoir si un inhibiteur peut empêcher la disparition de cellules immunitaires de la peau privées d’autophagie. Il affirme que ces cellules changent de phénotype hors de leur tissu et qu’un animal adulte vivant est donc nécessaire, avant prélèvement de la peau et des ganglions.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les cellules dendritiques (DCs) sont les sentinelles du système immunitaire, elles détectent les signaux de leur environnement et migrent jusqu’aux ganglions lymphatiques pour activer les lymphocytes T et déclencher les réponses immunitaires. Chaque organe contient des DCs, les cellules de Langerhans (LCs) étant les seules DCs de l’épiderme, la couche externe de la peau. L’autophagie est un processus de dégradation de composants du cytoplasme (réserves lipidiques, organelles endommagées…) qui permet aux cellules de mieux résister à un stress énergétique ou à une irradiation. Une activité autophagique basale est également indispensable aux cellules à durée de vie longue, capables d’auto-renouvellement. Nous avons obtenu des souris dans lesquelles une déficience en autophagie est restreinte aux LCs. Nous avons analysé la peau et les ganglions lymphatiques de souris déficientes ou non à 2 et 8 semaines. En l’absence d’autophagie, les LCs ne semblent pas affectées à 2 semaines de vie. En revanche, nous avons constaté à 8 semaines une réduction significative et pérenne de leur population, liée à l’induction de ferroptose, un processus de mort cellulaire liée à l’oxydation des réserves lipidiques dans les LCs. A présent, nous souhaitons déterminer s’il est possible de pallier les effets de l’absence d’autophagie par un inhibiteur de la ferroptose et ainsi éviter la disparition des LCs.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les cellules de Langerhans (LCs), présentes dans les couches supérieures de la peau, ont un rôle essentiel dans le maintien de son intégrité et de sa fonction barrière, ainsi que dans l’initiation et le contrôle des réponses immunitaires cutanées. L’autophagie confère en outre aux LCs une capacité antivirale, en permettant l’élimination du VIH. La présence de LCs représente donc un moyen de maintenir une immunosurveillance de la peau, par exemple dans le cadre d’une radiothérapie, à laquelle les LCs sont capables de résister. Pour toutes ces raisons, le projet de recherche décrit ici apportera des connaissances nouvelles sur les LCs. Des applications thérapeutiques sont envisageables dans le traitement du cancer et des infections virales, à travers l’utilisation de modulateurs de l’autophagie ou de la ferroptose.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Un tatouage des doigts à l’encre et un prélèvement de queue (< 1mm) pour le génotypage sont effectués sur chaque animal dans sa première semaine de vie. Le souriceau vigile sera rendu à sa mère dès la fin du prélèvement pour limiter au maximum le temps de séparation maternelle. Aucun autre prélèvement ne sera effectué. Une injection i.p. sera réalisée chaque jour pendant 6 semaines sur l’animal vigile, en alternant le côté d’injection. Ces manipulations n'exigent pas plus de quelques minutes.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
L’inhibition de la ferroptose in vivo par la ferrostatine-1 aux doses proposées ici et par différentes voies d’administration n’a pas d’effets secondaires décrits dans la littérature, pour des traitements quotidiens d’une durée allant jusqu’à 3 semaines. Une inflammation et/ou une infection potentiellement douloureuses pourraient se développer au niveau des points d’injection intrapéritonéale de ferrostatine-1.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux utilisés dans les procédures seront mis à mort. Ceci est nécessaire aux analyses de tissus prévues, réalisées par immunohistochimie ou par cytométrie au niveau de suspensions cellulaires obtenues par digestion enzymatique.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les expériences nécessitent un animal adulte vivant afin d’observer dans la peau et les ganglions lymphatiques les conséquences de l’absence d’autophagie sur le réseau épidermique de LCs. En outre, les LCs extraites de leur tissu d’origine changent rapidement de phénotype et ne peuvent donc être traitées in vitro.
2. Réduction
Plusieurs analyses pourront être réalisés simultanément à partir d’un même animal. Nos protocoles expérimentaux sont basés sur les paramètres décrits dans la littérature (ex : quantité des produits à administrer), permettant ainsi de réduire le nombre de variables testées, et donc le nombre de souris utilisées.
3. Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupe sociaux, si possible par fratrie après sevrage, dans un environnement enrichi (tubes en polycarbonate rouge translucides, frisures de carton, barre en bois à ronger, rouleaux de coton). Un relevé des températures est effectué quotidiennement dans les pièces d’élevage. La nourriture, l’eau et l’environnement de la cage sont vérifiés par le personnel compétent. Les animaux adultes sont habitués à la contention ce qui contribue à réduire le stress lié à l’injection par voie intrapéritonéale, réalisée sur animal vigile. Les animaux sont observés tous les jours afin d’évaluer leur bien-être et de détecter tout signe de douleur ou de stress, qui seront quantifiés, le cas échéant, selon le tableau des points limites (Annexe) mis au point d’après les recommandations de la Structure Chargée du Bien-Être Animal. Le score sera défini par l’addition des points attribués en fonction de l’état général de l’animal (perte de poids, comportement, apparence physique, nutrition, locomotion, aspect des fèces) et des dommages éventuels résultant de la procédure expérimentale (état des sites d’injection). Ceci permet de tenir compte d’éventuels effets secondaires directs et indirects du traitement.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le système immunitaire et les modèles inflammatoires de la souris sont proches des pathologies humaines que nous souhaitons étudier. Outre une littérature abondante sur ces modèles, nous disposons de nombreux outils d’analyse et l’expérience requise pour le suivi des réponses immunitaires chez la souris, nous permettant de limiter le nombre d’animaux utilisés. Nous avons choisi de traiter les animaux dès l’âge de 2 semaines car nos expériences préliminaires ont montré que la densité du réseau épidermique de cellules de Langerhans déficientes en autophagie diminue lentement à partir de cet âge, la différence avec les animaux contrôles devenant significative à partir de 6 à 8 semaines.