Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 17/05/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-904617)
168 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles subissent des électromyographies sous anesthésie tous les trois mois pendant vingt et un mois, sous régime obésogène pour une partie, avant le prélèvement de leurs muscles, pour valider un protocole de mesure de l’onde H et prendre en main un nouvel appareil. Le porteur présente ces mesures comme non invasives et vise à en faire une « prestation » ouverte à la communauté scientifique. Sur le remplacement, il affirme qu’aucun modèle in vitro ou in silico ne permet ces mesures et qu’il est « indispensable » de recourir à l’animal.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Examen de référence en neurologie, l’électromyographie (EMG) permet d’analyser l’activité électrique des nerfs et des muscles chez l’Homme. En complément de l’examen clinique, il aide au diagnostic de différentes pathologies nerveuses et musculaires. L’EMG est utilisée chez la souris pour étudier les maladies neuromusculaires. Après stimulation électrique du nerf sciatique, la réponse électrique au niveau du muscle plantaire est enregistrée. Deux ondes sont présentes dans cette réponse : une onde motrice (onde M), correspondant à la réponse du muscle à la stimulation des fibres motrices du nerf sciatique, et une onde réflexe (onde H) correspondant à la réponse du muscle à la stimulation des fibres sensorielles du nerf sciatique. La latence et l’amplitude de ces ondes permettent de détecter une atteinte neuromusculaire. L’onde H est difficile à détecter et à mesurer car son amplitude est faible (inférieure à 1 mV) et l’onde peut être difficile à distinguer du bruit de fond. Nous avons fait l’acquisition d’un système EMG qui permet d’éliminer le bruit de fond et de visualiser l’onde H. Une équipe partenaire a mis au point et validé un protocole permettant d’observer correctement l’onde H. Nous souhaitons d’une part prendre en main ce nouvel appareil et valider notre capacité à observer une onde H en utilisant quelques animaux envoyés par cette équipe, d’autre part valider ce protocole de mesure de l’onde H dans notre laboratoire avec les souris C57Bl6J adultes jeunes et âgées afin de déterminer si l’évolution de l’amplitude de l’onde H chez ces souris est une variable d’intérêt pour les études sur le vieillissement, et enfin, tester si un régime obésogène, entraine une diminution plus rapide de l’amplitude de l’onde H chez les souris, signant un développement précoce d’atteintes neuromusculaires liées à l’âge. Ces mesures non invasives, si nous validons nos protocoles lors de ce projet, seront proposées à la prestation dans notre plateforme d’exploration fonctionnelle.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Validation du protocole de mesure de l’onde H dans notre laboratoire, plateforme d’exploration fonctionnelle ouverte à la communauté scientifique – Ouverture d’une nouvelle prestation répondant à des besoins exprimés par la communauté scientifique locale – Utilisation d’une variable obtenue de manière non invasive dans les études du vieillissement.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Mesures de l’electromyogramme (EMG) sous anesthésie générale chaque 3 mois durant 21 mois maximum. Mise en régime obésognène durant 21 mois. Pour l’enregistrement de l’EMG, les souris sont anesthésiées par voie intra-péritonéale (durée de l’injection
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La mesure de l’EMG ne présente pas de nuisance pour l’animal qui est anesthésié. Si un animal commence à se réveiller au cours du test, l’expérience sera immédiatement stoppée. Les souris FXN-Pvalb ont une délétion homozygote du gène codant pour la frataxine. Ces animaux présentent une mortalité liée à l’apparition de crises épileptiques à partir de l’âge de 20 semaines, âge qui ne sera pas atteint au cours de notre protocole, les animaux étant euthanasiés à l’âge de 15 semaines. Par ailleurs, des déficits de coordination motrice apparaissent dès l’âge de 5 semaines. Ces déficits augmentent au cours du temps et à l’âge de 15 semaines, ces animaux présentent des troubles de la démarche marqués mais non délétères.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A la fin de chaque procédure, les animaux sont mis à mort afin de permettre le prélèvement de différents organes d’intérêt, notamment des muscles afin de comparer les mesures EMG et des observations histologiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les modèles murins de neuropathies présentent des troubles moteurs. Pour étudier l’efficacité thérapeutique d’une molécule d’intérêt, ces troubles moteurs sont évalués au cours du temps et les mesures électromyographiques viennent compléter les phénotypes observés. Nous ne disposons actuellement d’aucun modèle in vitro ou in silico permettant de déterminer l’impact d’une mutation génétique ou du vieillissement sur la coordination motrice. Il est donc indispensable de pouvoir réaliser des mesures électromyographiques sur l’animal.
2. Réduction
Les effectifs utilisés dans ce protocole ont été établis par étude de puissance sur les mesures électromyographiques. Ainsi, pour une puissance d’analyse de 80% avec un risque de 5%, nous avons défini des tailles de groupes de n=12 pour pouvoir conclure sur les paramètres mesurés. Nous avons constaté que cette taille d’effectif convenait dans les études électromyographiques antérieures réalisées chez nos partenaires d’autres plateformes nationales. Dans le protocole de challenge nutritionnel qui s’étale sur 21 mois, la cohorte de départ est doublée pour garantir un nombre correct d’animaux exploitables jusqu’au dernier point de mesure. La latence et l’amplitude de l’onde H seront les paramètres analysés. En fonction de la normalité des données, la comparaison des résultats entre deux groupes sera réalisée à l’aide d’un test paramétrique ou non paramétrique. Nous utiliserons 168 souris au total pour cette étude.
3. Raffinement
Les conditions d’expérimentation font l’objet d’un travail de raffinement qui devrait nous permettre de préserver au maximum le bien-être des animaux tout au long des procédures. Le caractère grégaire des souris sera maintenu puisque les animaux ne seront jamais seuls en cage, ils sont hébergées par cage de 4. De l’enrichissement sera ajouté pour pour amoindrir le stress et permettre aux animaux de faire un nid, des igloos seront placés dans les cages. Une surveillance des souris sera réalisée tous les jours par les personnels de la zootechnie et 2 fois par semaine par une personne impliquée sur le projet, ceci permettant de mettre à mort les animaux ou de les écarter du protocole en cas de comportements anormaux ou de souffrance. Si des difficultés de locomotion apparaissent, de la nourriture sera placé dans la cage afin de soulager l’animal dans ses déplacements.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Notre plateforme propose des expérimentations sur les souris de laboratoire, c’est également l’espère hébergée dans la zootechnie dans laquelle sera installé le matériel. C’est par conséquent l’espèce sur laquelle nous souhaitons travailler et nous entrainer afin de répondre aux besoin de nos utilisateurs. Les souris FXN-Pvalb sont utilisées pour modéliser l’ataxie de Friedreich et montrent une diminution progressive de l’amplitude de l’onde H à partir de l’âge de 7 semaines. Un premier EMG sera réalisé à l’âge de 5 semaines, avant que l’amplitude de l’onde H ne commence à diminuer chez ces souris, puis un deuxième EMG sera réalisé à l’âge de 15 semaines, lorsque l’amplitude de l’onde H est fortement diminuée chez les souris FXN-Pvalb. Ces animaux seront donc utilisés au stade jeune et adulte. Les souris C57Bl6J seront utilisées du stade jeune adulte (3 mois) jusqu’au stade âgé (24 mois) pour répondre à la question de l’évolution de l’onde H au cours du vieillissement sous challenge nutritionnel ou non.