Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 06/02/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-379436)
103 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent une infection pulmonaire à Pseudomonas aeruginosa par instillation intranasale sous anesthésie, avec une surmortalité d’environ 20 % attendue, avant euthanasie pour mesurer la charge bactérienne et la réaction immunitaire. Le porteur cherche à savoir si une enzyme bactérienne peut servir de cible thérapeutique face à l’antibiorésistance. Le développement d’inhibiteurs et de nouvelles thérapies est renvoyé au long terme.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Pseudomonas aeruginosa est une bactérie de l’environnement induisant des infections respiratoires chez les sujets fragilisés comme ceux se trouvant en réanimation, ceux atteints de broncho-pneumopathie chronique obstructive ou encore ceux atteints de mucoviscidose. L’émergence de souches de P. aeruginosa de plus en plus résistantes aux antibiotiques est observée partout dans le monde. La resistance aux antibiotiques est un problème car cela risque d’entraîner des impasses thérapeutiques pour les patients. L’objectif est d’étudier si une enzyme protégeant P. aeruginosa contre la défense de l’hôte peut servir de cible thérapeutique alternative ou adjuvante aux antibiotiques pour traiter les infections à P. aeruginosa résistant aux antibiotiques : ce projet scientifique a pour objectif (i) de déterminant les charges bactériennes dans les poumons infectés par les bactéries hyperexprimant ou non la proteine, (ii) d’étudier l’impact de l’infection sur la destruction de l’architecture du poumon et sur la réaction immunitaire.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
A court terme, ce projet nous permettra de caractériser plus précisement la virulence accrue au niveau pulmonaire induite par l’enzyme d’intérêt chez la bactérie P. aeruginosa résistante aux antibiotiques utilisés couramment en médecine humaine. Cette caractérisation est indispensable pour affirmer l’implication de cette enzyme dans la différence de survie observée chez les souris dans nos travaux précédents et elle est nécessaire pour expliquer le mécanisme global de la virulence augmentée de ces souches. Cette enzyme participe à la virulence à la bactérie. Elle constitue donc une cible potentielle pour le développement à plus long terme de nouvelles stratégies thérapeutiques dans les infections pulmonaires à P. aeruginosa résistants à de nombreux antibiotiques. Le développement d’inhibiteurs de cette enzyme peut être envisagé pour constituer une thérapeutique alternative et adjuvante aux antibiotiques en médecine humaine. Son inhibition pendant l’infection respiratoire permettrait de limiter la prolifération de P. aeruginosa en le rendant sensible à la réponse de l’hôte.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Pour chaque animal, il sera réalisé : – Une infection respiratoire par instillation intra-nasale : geste réalisé sous anesthésie générale. – Une administration d’un antidouleur par injection intrapéritonéale à 6h post infection puis 1 fois par jour pendant 5 jours. – L’euthanasie post infection pour prélévement et analyse des poumons (étude charge bactérienne et réaction immunitaire).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les effets indésirables prévus sont ceux résultants de l’infection pulmonaire bactérienne. Il pourra être observé des signes d’infections respiratoires : dyspnée, mobilité réduite, dos vouté et poil hirissé. Une possible sur-mortalité d’environ 20% lors de l’instillation intranasale est également attendue.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux seront mis à mort au cours ou à la fin de la procédure afin de réaliser le dénombrement de la charge bactérienne pulmonaire, les analyses d’histologie et cytologiques sur les prélèvements pulmonaires.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet requérant un modèle murin a été considéré après une étude in vitro préalable. En effet, la première partie de notre projet, qui a permis la mise en évidence de la virulence augmentée de la souche résistante aux antibiotique et le rôle d’une enzyme d’intérêt, a été réalisée sur un modèle in vitro d’épithélium respiratoire humain. Cependant, malgré son utilité, ce modèle reste très limité car il ne permet pas d’étudier la virulence bactérienne à l’échelle du poumon dans son ensemble et il ne prend pas en compte la réponse immunitaire globale de l’hôte vis-à-vis de P. aeruginosa. Au contraire, dans le modèle murin de pneumonie aiguë, la réponse globale de l’hôte au niveau pulmonaire est assurée et cette étape in vivo est essentielle à la validation du rôle la protéine d’intérêt dans l’infection à P. aeruginosa résistant aux antibiotiques.
2. Réduction
Le nombre d’animaux utilisés a été déterminé pour répondre à l’objectif scientifique selon le nombre d’expériences prévues, les besoins en données selon les analyses statistiques envisagées et les données de la littérature. Une réflexion biostastistique a été réalisée afin d’éviter qu’une réduction trop drastique ne nuise à la fiabilité des résultats du projet. Les groupes ont donc été réduits à la taille minimum nécessaire à l’interprétation des résultats. Pour essayer de limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés, nous allons effectuer les expériences de manière séquentielle dont certaines ne seront réalisées qu’en fonction des résultats obtenus avec les premières.
3. Raffinement
Pour réduire au minimum les nuisances sur le bien être de l’animal, plusieurs mesures seront réalisées : – l’anesthésie générale lors de l’instillation intra-nasale de l’inoculum bacterien, avec l’utilisation d’un dispositif chauffant lors de l’anesthésie des souris pour éviter l’hypothermie – une surveillance rapprochée pendant toute la durée de la procédure. Cette surveillance permet le suivi des animaux et la vérification des points limites, requérant l’euthanasie – l’administration d’un antidouleur à 6h post-infection puis 1 fois par jour jusqu’à la fin de la procédure pour limiter la douleur et la dyspnée chez l’animal – un enrichissement des cages et le regroupement des souris dans les cages pour préserver les interactions sociales.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est une espèce pour laquelle de nombreux protocoles de pneumonie aiguë d’étiologie bactérienne ont été optimisés et validés. Le modèle murin utilise des souris adultes et permet d’étudier la pathogénicité bactérienne lors de l’infection pulmonaire aiguë (i) en établissant les courbes de survie (se basant sur l’atteinte des points limites), (ii) en réalisant des coupes histologiques pulmonaires et (iii) en déterminant la charge bactérienne infectante dans les poumons.