Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 13/01/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-159981)
254 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie reçoit une minipompe implantée par chirurgie, une autre est isolée sept jours en cage à métabolisme avec de l’eau acidifiée, et des prélèvements sanguins sont réalisés au coin de l’œil, geste que le porteur reconnaît traumatisant. Le porteur étudie le rôle d’un récepteur membranaire dans les cellules du rein qui sécrètent de l’acide. Il affirme qu’aucun modèle cellulaire ne reproduit le canal collecteur du rein et juge le recours à la souris indispensable, avant prélèvement des reins et de la rate.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le rein contrôle la composition en ions et en eau de l’organisme. Cette fonction est rendue possible grâce à des cellules qui forment de longs segments en forme de tubes dans le rein. Il existe plusieurs types de cellules tubulaires qui ont chacune des fonctions particulières. Certaines cellules appelées cellules intercalaires sécrètent des acides dans l’urine en formation. Ces dernières sont importantes lorsque l’organisme est surchargé en acide comme dans plusieurs situations : diabète, régime riche en protéines, troubles du métabolisme. Le nombre des cellules du canal collecteur varient en fonction des apports en ions. Par exemple, une charge acide (induite par un produit introduit dans l’eau de boisson) provoque l’augmentation du nombre de cellules intercalaires. Cette augmentation a un rôle important puisque son défaut entraine une perturbation de la régulation de l’état acido-basique pour autant sa régulation n’est pas bien comprise. Ce projet propose d’étudier le rôle d’une protéine située sur la surface des cellules intercalaires A sur la fonction de ces cellules. Il aura pour objectifs de déterminer l’importance de cette protéine pour 1/ la sécrétion acide par le rein, 2/ le comportement des cellules intercalaires, 3/ la régulation du nombre de ces cellules. Il n’existe pas de modèle alternatif de cellules intercalaires en culture au laboratoire qui reproduisent l’ensemble des cellules tubulaires du canal collecteur. Ce projet nécessite l’utilisation de souris dont la composition cellulaire rénale est proche de l’homme. Chez des souris, la protéine étudiée dans ce projet sera inactivée par une molécule chimique ou par inactivation d’un gène. Nous mesurerons la fonction du rein chez ces souris ainsi que le contenu en ions du sang de ces animaux. La composition cellulaire des reins de ces souris sera également explorée.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
La régulation du nombre de cellules dans le canal collecteur rénal est mal connue. Pourtant, il joue un rôle fondamental dans le maintien bien équilibré d’un organisme pour son contenu en eau et en ions, pour le maintien du pH sanguin et une pression artérielle constante. Ce projet permettra de mieux connaitre certains mécanismes du rein qui sont modifiés lors de maladies comme l’hypertension ou de troubles métaboliques comme le diabète. La protéine étudiée dans ce projet est également la cible de molécules anticancéreuses dont certains effets secondaires concernent le rein. Ce projet permettra donc également de préciser le mécanisme de ces molécules anticancéreuses et leurs effets sur le rein.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Une minipompe osmotique sera placée sous la peau du dos de souris et nécessite une procédure chirurgicale faite sous anesthésie générale. La chirurgie dure moins de 15 minutes et les animaux se réveillent de l’anesthésie au bout de 45 minutes. La minipompe administrera une molécule inhibitrice du récepteur étudié pendant 14 jours. La pose d’une minipompe concernera au maximum 174 souris. Un prélèvement sanguin (durée du prélèvement inférieure à 10 secondes) sous anesthésie gazeuse sera imposé à 42 de ces souris pour mesurer les taux circulants de monocytes et neutrophiles. Pour étudier la fonction rénale, 132 souris seront installées individuellement dans des cages spéciales (cages à métabolisme) pendant 7 jours consécutifs permettant de récolter leurs urines. Le poids des souris, la quantité de nourriture ingérée ainsi que le volume de boisson seront mesurées dans ces cages. L’eau de boisson des souris sera acidifiée permettant de solliciter les cellules intercalaires rénales, Un prélèvement sanguin après application d’un collyre anesthésiant pour chacune des 132 souris permettra de mesurer les concentrations en ions du sang (durée du prélèvement inférieure à 10 secondes). Un autre lot de 80 souris dont un gène a été inactivé sera également placé dans ces cages à métabolisme permettant de suivre la composition de leurs urines lorsque ces souris sont soumises à une charge en acide. Elles auront deux prélèvements sanguins après application d’un collyre anesthésiant avant et après leurs placements en cages à métabolisme (durée de chaque prélèvement inférieure à 10 secondes). L’ensemble des souris seront mises à mort sous analgésie et sous anesthésie générale profonde par une perfusion d’un liquide fixateur des tissus.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Une molécule sera administrée par minipompe osmotique implantée sous la peau de la souris nécessitant une chirurgie sous anesthésie générale. Pour mesurer plusieurs composés du sang, des prélèvements sanguins sont nécessaires. Ces prélèvements seront réalisés au niveau du coin de l’œil ce qui peut être traumatisant pour la zone autour de l’œil. Certaines souris seront placées dans une cage adaptée pour recueillir leurs urines. Dans cette cage, les souris sont placées sur une grille. L’hébergement dans ces cages se fait de manière individuelle en isolant chacune des souris. Le séjour en cages à métabolisme durera 7 jours consécutifs. Dans ces cages, l’administration d’un traitement acide dans l’eau de boisson testera la fonction rénale des souris. Le traitement acide entraine une modification transitoire du pH sanguin mais qui est compensée au bout de 7 jours. Dans ce projet, une nouvelle souche de souris sera générée pour inactiver un gène dans certaines cellules rénales et ceci n’a jamais été fait ni décrit dans la littérature. Il n’est pas anticipé d’effets indésirables de cette inactivation.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure pour récupérer les tissus (reins et rate) et d’en analyser le contenu en cellules et de quantifier l’abondance de plusieurs transporteurs ioniques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les modèles de cellules rénales en culture ne permettent pas d’obtenir les informations souhaitées ; ce projet nécessite un systèmes intégré multi-cellulaire reproduisant fidèlement le canal collecteur. Ce modèle n’existe pas à l’heure actuelle. Le recours aux modèles animaux s’avère donc indispensable. De plus, nous avons besoin dans ce projet d’une souche de souris génétiquement modifiée. Cette souche permettra l’inactivation ciblé du gène du récepteur dans un nombre restreint de cellules du rein. L’inactivation permettra de déterminer le rôle du récepteur sur le fonctionnement des cellules intercalaires rénales.
2. Réduction
Dans toutes les procédures, le nombre d’animaux par lot a été défini a minima afin que les résultats puissent être statistiquement interprétables. Pour les mesures du contenu sanguin en ions, les protocoles ont été élaborés pour réduire au minimum le volume de sang prélevé et ainsi faire deux mesures sur les mêmes animaux à 2 semaines d’intervalle. Cela permet de réduire le nombre total de souris d’une procédure. L’administration du traitement acide dans l’eau de boisson et l’utilisation des cages à métabolisme pour mesurer la fonction rénale ont été déjà validés par plusieurs publications permettant d’anticiper parfaitement le nombre souris minimum nécessaire au projet. Le nombre de souris a également été calculé pour détecter des différents significatives entre les différents mesures histologiques et biochimiques faites sur les reins prélevés après mises à mort des animaux. Deux doses de la molécule inhibitrice seront testées et une seule dose sera utilisée dans la suite du projet en fonction des premiers résultats.
3. Raffinement
Une période d’acclimatation d’une semaine sera observée entre l’arrivée des souris dans l’animalerie et le début des expérimentations sur celles-ci. Les animaux bénéficieront tous d’une surveillance rapprochée dès le début des procédures. La mise en place du dispositif d’injection sous la peau est fait sous anesthésie générale et analgésie locale. Pour limiter les effets indésirables de ce dispositif, le plus petit modèle a été sélectionné. Les prélèvements sanguins seront faits sous anesthésie générale lorsque cela sera possible sans fausser les mesures. Pour la mesure des concentrations ioniques dans le sang, le prélèvement sera fait avec analgésie locale avec un collyre anesthésiant. Les animaux seront observés après les prélèvements avec l’utilisation de points limites. Le protocole d’utilisation des cages à métabolisme comporte un suivi quotidien des animaux avec une grille de différentes mesures. Des points limites ont été établis ayant pour conséquence la sortie du protocole pour l’animal. Une habituation des souris à la cage et à la nourriture en poudre. Un abri opaque est également installé dans la cage permettant à l’animal de s’y réfugier. Le séjour dans les cages à métabolisme a été réduit au minimum. En cas de comportement agressif d’un animal envers ses congénères dans une cage de stabulation, les animaux seront isolés dans des cages individuelles pour éviter le risque de sur-blessure. Les cages de stabulation seront également enrichies avec des boules d’ouate, des bâtonnets de bois, du carton.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris représente un modèle de choix car elle présente une organisation du rein très semblable au rein humain. Nous savons déjà que le récepteur étudié dans ce projet est présent à la surface des mêmes cellules chez la souris adulte et chez l’homme adulte. Nous avons également des résultats préliminaires qui montrent que ce récepteur est fonctionnel chez la souris. Les souris utilisées dans ce protocole seront des souris adultes car le projet porte sur l’étude de la fonction rénale d’un organisme adulte.