Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 27/03/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-515845)
72 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Modèles génétiques d’anorexie mentale, elles subissent une chirurgie d’implantation d’une pompe sous la peau, un isolement de dix-neuf jours, des lavages vaginaux quotidiens pour les femelles et deux IRM de deux heures sous anesthésie, avant d’être tuées pour analyses. Le porteur indique que la chirurgie et les prélèvements peuvent provoquer de la douleur, prise en charge par analgésiques. Il affirme qu’un animal vivant est « nécessaire » pour étudier l’effet du traitement sur le poids et la prise alimentaire, en vue d’un essai clinique chez l’humain.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif du projet est d’étudier par IRM l’effet d’un traitement pour la prise en charge de l’anorexie mentale (AM) sur la structure et les fonctions cérébrales chez la souris. L’AM est une maladie complexe et multifactorielle avec une auto-restriction de l’apport alimentaire et entrainant des troubles de la reproduction qui persistent même après rémission. La régulation de la fonction de reproduction repose sur la communication entre certains neurones de notre cerveau : les neurones qui sécrètent l’hormone gonadolibérine (neurones à GnRH), l’hypophyse et les gonades (ovaires et testicules). Toute perturbation des neurones à GnRH entraîne une perturbation importante de cette communication. Des études par imagerie par résonnance magnétique (IRM) ont montré une altération de la structure et du fonctionnement de certaines aires cérébrales dans l’AM. Nous avons développé un modèle de souris chez lequel nous bloquons génétiquement la sécrétion de GnRH de ces neurones. Ces souris mangent beaucoup moins que celles qui ont des neurones à GnRH fonctionnels, mais il en résulte des souris femelles plus grosses que des souris sauvages et des mâles plus maigres et plus petits que des souris contrôles. Ce modèle mime une partie des caractères physiopathologiques de l’AM. L’implantation sous la peau de petites pompes délivrant des taux physiologiques de GnRH de manière physiologique chez ces souris, permet de restaurer une prise alimentaire et un poids normal. Ces données laissent penser que les neurones GnRH pourraient être impliqués dans les maladies nutritionnelles comme l’AM ou l’obésité. Les objectifs de ce projet sont : – de caractériser notre modèle de souris sur le plan cérébral, tant anatomique que fonctionnel en se basant sur ce qui est connu sur le sujet dans l’AM. Cette caractérisation servira de référence pour l‘étude des effets du traitement ; – d’étudier l’impact du traitement à la GnRH sur la structure et le fonctionnement du cerveau afin d’obtenir des arguments solides des effets positifs du traitement sur ces paramètres en vue d’un passage en essai clinique chez l’humain. Dans ce but, nous acquerrons en IRM à haute résolution des images anatomiques et fonctionnelles du cerveau de nos souris modèles avant et après traitement à la GnRH.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
L’AM est une pathologie qui touche essentiellement des populations jeunes et représente la pathologie psychiatrique la plus mortelle. A ce jour, aucun traitement pharmacologique n’existe et le risque de rechute est de 41 %. La re-nutrition et la prise en charge psychologique échouent dans la grande majorité des cas. De plus, la prévalence de cette maladie ne cesse d’augmenter, notamment depuis le début de la crise sanitaire liée à la pandémie de Covid-19. Les professionnels de santé qui prennent en charge cette maladie sont démunis face au taux de rechute et à l’inefficacité à long terme de la renutrition. Les patients de leurs côtés ne disposent pas de prise en charge efficace et durable ce qui conduit au décès de 10% des patients. Une meilleure compréhension de l’effet du traitement au GnRH dans le modèle préclinique devrait permettre, à l’issue du projet, de démarrer un essai clinique de prise en charge chez l’humain. Notre but est de potentialiser l’effet de la prise en charge nutritionnelle et psychiatrique par un traitement mettant l’organisme dans de bonnes conditions métaboliques pour favoriser le retour à un état physiologique. Ce traitement porte un espoir de guérison pour ces patients sans solution thérapeutique.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à une chirurgie courte (10-15 minutes) sous anesthésie générale pour implanter la petite pompe sous la peau au niveau de leur dos. Après la chirurgie les animaux seront isolés pendant 19 jours, pour le suivi de la prise alimentaire. Les femelles auront un lavement vaginal d’une durée de moins de 30 secondes par souris et qui seront réalisés tous les matins de la période du traitement soit sur une durée de 19 jours. Pour les mâles, l’indication connue du bon fonctionnement du traitement est le retour d’un taux de présence normale de testostérone dans le sang. Avant et après le traitement, les animaux auront une petite prise de sang pour doser cette hormone dans le sang. Cela représente deux prélèvements d’une durée maximale de 30 secondes par souris. Pour les deux sexes, les souris auront deux sessions d’IRM, l’une avant, et l’autre après le traitement. Le passage en IRM est prévu pour une durée moyenne de deux heures, les souris sont anesthésiées.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La chirurgie nécessaire à l’implantation des pompes sous la peau pour délivrer le traitement peut générer de la douleur chez l’animal. Les lavements vaginaux sont non douloureux mais peuvent être inconfortables pour la souris. Ils seront réalisés par une personne formée et habituée à les réaliser. La prise de sang peut générer une douleur ponctuelle au moment de la piqûre. Elle sera réalisée par un expérimentateur formé. Les animaux seront suivis très scrupuleusement pluri-quotidiennement tout au long du protocole afin de repérer tout signe de douleur et d’y pallier par l’administration d’analgésiques dans les plus brefs délais. Enfin les animaux seront placés en hébergement individuel après la chirurgie afin de mesurer leur prise alimentaire.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue des deux IRM toutes les souris du protocole seront euthanasiées afin de procéder aux analyses anatomiques et histologiques des organes après traitement
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Nous étudions les effets d’un traitement sur la modulation de la structure et du fonctionnement du cerveau chez d’un modèle préclinique de souris pour un test d’efficacité du traitement juste avant le transfert chez l’humain. Cela nous limite dans la possibilité de remplacer les animaux utilisés par des solutions alternatives qui ne soient pas des animaux vivants. De ce fait, nous avons besoin d’un animal vivant pour étudier l’effet du traitement sur les améliorations des paramètres pertinents comme le poids ou la prise alimentaire, ce que l’on ne pas reproduire autrement. Il faut aussi pouvoir détecter d’éventuels effets néfastes, déterminer les durées idéales du traitement, analyser ses effets positifs et comprendre les mécanismes d’action du traitement pour permettre son utilisation en clinique humaine.
2. Réduction
Notre recherche vise à explorer des processus physiologiques et physiopathologiques de l’anatomie cérébrale et des fonctions cérébrales en réponse à l’administration du traitement à la GnRH. Nous avons déterminé le nombre maximal d’animaux en fonction des nécessités expérimentales pour réaliser des statistiques significatives. Les analyses des IRM se feront pour chaque souris juste après le passage dans l’imageur sans attendre que toutes les souris aient été examinées. Nous avons choisi une méthode permettant de faire un suivi longitudinal. Ainsi, les mêmes souris sont utilisées pour la première IRM, pour le traitement et pour l’observation des effets du traitement après la seconde IRM. De plus, l’IRM est une méthode qui permet d’étudier de nombreux paramètres sur un même animal : la structure et le fonctionnement du cerveau et tous les paramètres cérébraux qui pourraient être modulés par le traitement. Cela permet de réduire considérablement le nombre d’animaux et le nombre d’expériences à réaliser pour obtenir ces informations si nous n’avions pas recours à l’IRM.
3. Raffinement
Les animaux seront habitués dès leur plus jeune âge à être manipulées par le même chercheur, qui s’en occupera quotidiennement et ne changera pas au cours du protocole. Cela permet aux souris de s’habituer à la présence et à l’odeur de l’expérimentateur et de limiter le stress des animaux lorsqu’ils commenceront le protocole. Les souris devront voyager entre leur animalerie d’élevage et l’animalerie du site où le projet se réalise. Un temps de 15 jours sera laissé pour leur permettre de s’habituer à la nouvelle animalerie et se remettre du stress généré par le transport. Les animaux seront hébergés dans une animalerie agréée conventionnelle, en groupe jusqu’à la chirurgie, puis isolés. Les animaux disposeront de matériel d’enrichissement (papier pour faire un nid, morceau de bois à ronger) et maisonnettes en plastique pour les animaux en groupe. Une fois isolés les animaux n’auront plus de maisonnette à disposition, la pompe en gênant l’accès. Les animaux seront de nouveau manipulés par le chercheur pour se réhabituer à lui dans la nouvelle animalerie. Une première IRM sera réalisée par une personne qualifiée et spécialiste de la pratique de cet examen chez la souris. L’IRM n’est ni invasive, ni douloureuse et se déroulera sous simple anesthésie générale. Les souris subiront ensuite une chirurgie courte pour implanter les pompes sous cutanées permettant de délivrer le traitement. La chirurgie se fera sous anesthésie générale avec application d’un antiseptique sur la plaie pour éviter tout risque d’infection. Par la suite, du paracétamol sera délivré dans l’eau de boisson pour pallier aux douleurs liées à l’acte chirurgical, jusqu’à cicatrisation de la plaie. Les animaux seront suivis tous les jours pour repérer et prendre en charge immédiatement tout signe de douleur. Si des signes de douleurs persistants se manifestent, l’animal sera sorti du protocole. La seconde IRM se pratiquera dans les mêmes conditions que la première. L’euthanasie sera effectuée par un chercheur habitué à réaliser cette intervention et après injection d’un analgésique et sous anesthésie.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le protocole d’étude du traitement de la GnRH a été mis au point chez la souris. Nous utilisons la même espèce pour permettre d’obtenir une répétabilité du protocole dans des conditions identiques. Le traitement est étudié chez un modèle de souris génétiquement modifiée qui permet d’obtenir un phénotype mimant des traits pathologiques de l’anorexie mentale, pathologie pour laquelle nous étudions le traitement. L’utilisation de souris génétiquement modifiées est donc indispensable à l’étude du traitement en phase préclinique. Les animaux utilisés sont de adultes de 4 à 8 mois parce que l’étude des effets de l’hormone GnRH nécessite d’utiliser des animaux adultes. Le vieillissement agit sur la fonction de reproduction et la régulation de la prise alimentaire, c’est pourquoi nous ne dépasserons pas l’âge de 8 mois. Nous avons déjà des données préliminaires chez des animaux dans cette tranche d’âge et la nécessité de pour pouvoir comparer les données impose de respecter cette limite d’âge.