Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 14/04/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-010299)
150 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils subissent l’implantation d’une canule à travers le crâne, puis jusqu’à huit applications d’une protéine sur les méninges pour déclencher une douleur de type migraine, avec mesures de sensibilité par filaments et jets d’air sur la face et isolement en cage individuelle pendant deux semaines. Le porteur décrit une douleur qu’il qualifie de modérée et à laquelle l’animal peut se soustraire, les rats étant tués pour prélever le cerveau. Il affirme qu’aucune méthode alternative ne remplace ce protocole, l’intégration de la douleur mobilisant de nombreuses régions nerveuses.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif du projet est de développer un nouveau modèle de migraine en se basant sur les derniers résultats scientifiques et la clinique. Ainsi pour être au plus proche de la réalité clinique, nous souhaitons utiliser une petite protéine (qui est libérée au niveau des méninges pendant la migraine) en application sur les méninges pour provoquer l’activation des circuits de la douleur impliqués dans la migraine chez le rat. Pendant la phase « mal de tête », la douleur ne peut être générée qu’au niveau des méninges puisqu’il n’existe pas de récepteurs à la douleur dans le cerveau. Nous évaluerons les effets de cette petite protéine au niveau du comportement, mais également en utilisant des marqueurs d’activation neuronale chez le mâle et la femelle. Nous souhaitons comparer d’une part l’activation des régions du système nerveux central chez les mâles et les femelles pour voir s’il y a des différences entre les mâles et les femelles, mais aussi en fonction des variations hormonales qui ont lieu pendant le cycle sexuel chez la femelle.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
A court terme, ce projet nous permettra de développer un modèle animal plus proche de la clinique et des dernières études scientifiques. Ceci devrait nous aider par la suite à mieux comprendre les mécanismes d’intégration de la douleur méningée au niveau du système nerveux périphérique et central chez les mâles et les femelles. En effet la migraine touche plus les femmes que les hommes, mais les études ont été majoritairement réalisées chez les mâles. Pourtant, il est connu qu’il existe des différences d’intégration inhérentes au sexe et au cycle hormonal. Ainsi à moyen terme, identifier les différences ainsi que le rôle des différentes régions cérébrales dans ce nouveau modèle murin de migraine nous permettra de mieux comprendre cette pathologie. A plus long terme, mieux comprendre la pathologie peut nous aider à développer de nouveaux traitements qui pourraient mieux soulager les patients en tenant compte des différences hommes/femmes.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à 1 intervention chirurgicale qui consiste à implanter une canule juste au-dessus des méninges en passant à travers l’os du crâne, pour appliquer à la surface des méninges une petite protéine, ce qui permettra de mimer ce qui se passe pendant les crises de migraines. Les chirurgies sont réalisées chez les animaux anesthésiés. Chaque chirurgie dure environ 30 à 45 min. Injection de la petite protéine sur les méninges afin de mimer les crises de migraine: 8 injections (au maximum) tous les 2 ou 3 jours ; l’injection se fait sous anesthésie brève et dure moins de 2 min ; réveil des animaux en 5 min. Mesure de la sensibilité cutanée : les jours d’injection pendant 4h ; cette mesure se fait par l’application de filaments fins sur la peau de l’animal et par l’envoi d’un jet d’air sur la face ou la patte arrière toutes les 15 min pendant 4 h après l’injection des molécules sur la dure-mère (chaque application dure 3 secondes). Les jours entre les injections, la mesure se fait une fois.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Nous réalisons une procédure chirurgicale (implantation de la canule). La douleur est prise en charge en post-opératoire. Par ailleurs, nous utilisons un modèle de migraine qui provoque une douleur modérée de l’animal. Cette douleur n’empêche pas les mouvements de l’animal. Enfin, les stimulations mécaniques avec les filaments fins ou le jet d’air induisent un retrait de la face signe d’une douleur modérée. L’animal peut échapper à cette stimulation puisqu’il n’est pas en contention. Cette stimulation dure 3 secondes maximum. Un autre effet indésirable est l’obligation de séparer les animaux (un par cage) après la chirurgie pour la mise en place de la canule. En effet, si les animaux restent ensemble, ils arrachent les canules. Ils sont donc seuls dans une cage pendant 2 semaines.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
La procédure ne permet pas de réutiliser les animaux. En effet, elle se termine par des études immunohistochimiques qui nécessitent de prélever le cerveau: les animaux seront donc mis à mort à la fin de la procédure.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Aucune méthode alternative ne permet de remplacer ce protocole. En effet il est nécessaire de réaliser ces études in vivo, car l’intégration de la douleur implique de nombreuses régions du système nerveux central et périphérique simultanément.
2. Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera réduit au maximum. Huit animaux par groupe est le nombre d’animaux nécessaire pour permettre de mettre en évidence une différence statistique entre eux. Cependant, l’expérience montre qu’un certain nombre d’échecs est rencontré lors des études qui incluent une chirurgie (perforation des méninges, anesthésie, canules bouchées, échec de l’habituation) soit des échecs dans environ 20% des cas, ce qui nous amène à prendre 10 animaux par groupe. Par ailleurs pour rendre compte des mécanismes sans doute différents chez l’homme et la femme (hormones différentes), nous avons besoin de réaliser l’étude à la fois chez les mâles et les femelles.
3. Raffinement
Les nuisances identifiées sur le bien-être des animaux sont : la douleur engendrée par la chirurgie, la douleur engendrée dans le cadre du modèle, et la séparation des animaux après la mise en place de la canule sur les méninges. Afin de réduire la douleur de la chirurgie, un traitement avec un antalgique est donné pendant 3 jours. Pour éviter le dessèchement de la cornée pendant la chirurgie, la cornée est protégée par de la vaseline pendant toute cette étape. Concernant la douleur générée par l’application des filaments de Von Frey, nous respectons les recommandations de l’International Association for the Study of Pain (IASP). Nous limitons les stimulations en durée et en intensité au minimum et l’animal a la possibilité d’échapper à la stimulation puisqu’il est libre de ses mouvements. Pour améliorer le bien-être des animaux après la chirurgie, les cages sont enrichies à l’aide de rouleaux permettant aux animaux de se cacher avant la chirurgie. Après l’implantation de la canule, les animaux seront seuls dans une cage pour éviter de s’arracher les canules. Les rouleaux seront remplacés (risque d’arracher la canule) par des feuilles de sopalin blanc et des lanières de papier kraft pour permettre aux animaux de faire un nid. Après l’implantation de la canule, les animaux seront seuls dans une cage pour éviter de s’arracher les canules. Les rouleaux seront remplacés (risque d’arracher la canule) par des feuilles de sopalin blanc pour permettre aux animaux de faire un nid.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souche Sprague-Dawley est couramment utilisée au sein du laboratoire depuis de nombreuses années et dans les études précédentes sur le sujet dans d’autres laboratoires. C’est par ailleurs un des modèles les plus utilisés pour les études comportementales dans le domaine de la douleur. Les animaux seront âgés de 6-8 semaines pour la comparaison avec les autres données de la littérature : les rats sont considérés comme adultes.