Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 13/01/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-624349)
1 064 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections intrapéritonéales, l’implantation chirurgicale de pompes miniosmotiques et des examens cardiaques sous anesthésie, avant d’être euthanasiées pour analyse des tissus cardiaques et musculaires. La destruction ciblée de certains gènes vise à comprendre le remodelage du cœur menant à l’insuffisance cardiaque, dans une recherche fondamentale dont les applications thérapeutiques sont renvoyées à « un deuxième temps ». Le porteur affirme qu’il n’est « pas possible de reproduire en culture » la fonction cardiaque de l’animal entier.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Une modification des propriétés contractiles, une altération de l’architecture cellulaire du muscle cardiaque et un changement métabolique conduisent à des phénomènes de remodelage cardiaque (hypertrophie/dilatation) aboutissant dans un deuxième temps à l’insuffisance cardiaque. Au niveau moléculaire, ce phénomène de remodelage est caractérisé par un changement dans l’expression des gènes cardiaques. Ce changement est régulé par une série de protéines appelées facteurs de transcription dont l’effet sera analysé dans le cadre du projet. L’altération du cytosquelette cellulaire conduit aussi à des phénomènes de remodellage cardiaque. Ainsi une anomalie des gènes codant pour les filaments intérmédiares peuvent conduire à des pathologies cardiaques et dont les effets seront analysés. Enfin, la mitochondrie, réservoir d’énergie pour les cellules, est régulée par une série de protéines dont la mutation conduit à des défauts métaboliques. Le rôle d’une de ces protéines sera étudié dans le cadre de ce projet. Enfin, l’obésité étant un facteur de risque majeur dans l’avénement de complications cardiovasculaires, le rôle des différents gènes étudiés sera analysé aussi dans ce contexte. Ainsi, l’objectif de notre étude sera d’analyser les fonctions cardiaques de ces gènes à travers leur inactivation à un temps précis dans un modèle murin.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet de recherche fondamental, permettra de mettre en évidence le rôle des gènes étudiés dans le cadre de l’étude et aboutira à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires liés au remodelage cardiaque dans un contexte de cardiomyopathie en association avec des facteurs de risques comme l’obésité. La mise en évidence de nouvelles voies de signalisation imliquées dans la progression de la pathologie, permettra d’identifier de potentielles cibles thérapeutiques dans un deuxième temps
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les interventions sur les animaux seront 1) Contention et injection en intrapéritonéal: fréquence trois jours successives avec alternence des côtés gauche et droite, durée de l’acte 30sec. 2) Incision (5mm) au niveau dorsal pour implantation des pompes miniosmotiques: intervention (5minutes; 1 fois) réalisée sous anesthésie et analgésique (30 minute avant l’incision). L’injection d’analgésique est répétée à 24 et 48h après la procédure pendant la phase de cicatrisation et adaptation de la souris à la pompe. 3) Echocardiographie: fréquence 3, durée 15 minutes, espacé de 15jours puis un mois, intervention non invasive réalisée sous anesthésie 4) ECG: fréquence 3, espacé de 15 jours puis un mois, durée 5minutes. En fin de procédure, les animaux seront euthanasiés pour l’analyse histologique et moléculaire des tissus afin de récolter les données.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les effets indésirables consistent en une réduction de la fonction cardiaque chez les souris suite à la délétion des gènes étudiés. La contention pour l’injection en IP et pour l’ECG pourrait générer du stress à l’animal, L’implantation de minipompes osmotiques pourrait occasionner une sensation de gêne et douleurs pendant les deux premiers jours.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
L’ensemble des souris impliqué dans le protocole sera euthanasié par une méthode réglementaire et ceci afin de récolter les différents tissus (coeur, muscles, vaisseaux) et procéder à l’examen histologique et moléculaire de ces tissus et recueillir ainsi les donnés indispensables pour déterminer le rôle des gènes étudiés dans la progression de la cardiopyopathie.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Pour le présent projet, le choix de l’expérimentation animale se justifie par le fait qu’il n’est pas possible de reproduire en culture la fonction cardiaque, vasculaire et musculaire telle qu’elle se retrouve dans l’animal entier (organisation structurale, régulations neuro-hormonale, influence de la dépense énergétique globale de l’organisme).
2. Réduction
L’utilisation du même matériel biologique pour 3 types d’analyse (morphologie, ARN et protéine) permet de diviser par trois le nombre de souris nécessaire. Le principe de réduction est appliqué par le calcul de puissance statistique de nos test basés sur des expériences de même type dans d’autres modèles de souris qui nous permettent de réduire à 7-10 souris par groupe, le nombre de souris utilisées. Ce projet nécessitera l’utilisation de 76 souris pour chaque lignée (7 lignées) ainsi qu’un nombre équivalent en souris contrôle. Ainsi 1064 souris sont prévues pour l’ensemble du projet.
3. Raffinement
Nous réduirons au maximum la souffrance des animaux. En effet, toutes les manipulations chez l’animal durant nos procédures seront réalisées sous anesthésie générale et analgésie (pour l’imlantation de minipompes osmotiques), garantissant une pénibilité minimale pour celui-ci. Pour réduire les effets indésirable liés à des anesthésies fréquentes, l’injection en IP correspondant en terme de douleur et stress à une piqure sera réalisée sans anethésie. Une grille d’évaluation des points limites est établie. Si une souris présente des signes de stress ou de souffrance sans que le point limite soit franchi, il sera reconnu comme souffrant. L’animal sera mis sous surveillance accrue (avec marquage de cage par carte) et l’administration d’un analgésique sera envisagée en cas de nécessité. Tous les animaux qui ont atteint ces points limites seront euthanasiés précocement. Toutes ces attentions particulières portées au bien-être animal seront complétées par un hébergement adapté, c’est-à-dire avec des congénères (répartis en cages de 5) et avec des éléments d’enrichissement dans les cages (cubes de bois à ronger, abris, substrats pour la construction de nids, nourriture et eau de boisson ad libitum) afin de créer un environnement propice au confort des animaux. Le milieu sera enrichi avec des nids et des maisons en carton.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Pour atteindre notre objectif, nous sommes amenés à utiliser un modèle murin car aucun système in vitro et aucun modèle d’organisme plus simple ne permet de reproduire la complexité de la fonction cardiaque. La souris a été sélectionnée pour la possibilité de générer par recombinaison homologue ou transgénèse des modèles d’invalidation ou surexpression du gène Les animaux utilisés auront entre 2 et 4mois d’âge (considéré comme l’âge où le coeur a fini sa croissance et présente les caractéristiques d’un coeur adulte) au début de la procédure. Les souris seront maintenues en cages (5/cages)