Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 07/08/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-562184)
6 474 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant de léger à sévère. Un diabète est induit chez les mères par injection sous-cutanée, avec prélèvements sanguins hebdomadaires à la queue pendant la gestation, échographie des descendants sous anesthésie sans réveil puis mise à mort pour prélever les cœurs. Le porteur indique qu’aucun analgésique ni anesthésiant ne peut être administré pendant la gestation car ces molécules perturbent le développement cardiaque, et classe en souffrance sévère les douleurs liées au diabète maternel et à la cardiopathie des descendants. Sur le remplacement, il affirme qu’aucune méthode de substitution ne permet d’étudier une surcharge en glucose sur le cœur en développement et conclut à la nécessité d’un modèle animal.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le diabète maternel augmente le risque de malformations cardiaques chez l’enfant de 5 fois. Cependant, les mécanismes par lesquels le glucose maternel perturbe le développement cardiaque reste encore largement méconnu. Le but de notre travail est d’acquérir une meilleure compréhension des cardiopathies induites par le diabète en utilisant des souris génétiquement prédisposées aux malformations cardiaques.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
La connaissance des mécanismes impliqués dans les cardiopathies induites par le diabète permettra de mieux prédire les risques afin de personnaliser la prévention et d’identifier des cibles thérapeutiques pour des thérapies individualisées. De plus, nous serons en mesure de présenter une gamme plus large d’outils de diagnostic pour l’identification et la quantification des facteurs environnementaux contribuant aux cardiopathies.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
L’élevage de souris génétiquement modifiées nécessite de vérifier la présence ou absence de la modification génétique qui est effectuée grâce à une biopsie au niveau de la queue. L’induction du diabète est conditionnelle et inductible. Elle est obtenue via une seule injection sous cutanée d’un composé chimique particulier, qui n’induit pas de toxicité au stade où il est administré. Dans cette étude, nous ne pouvons pas administrer d’analgésiants ni d’anesthésiants, car ces molécules ont un impact sur le développement cardiaque. Les prélèvements sanguins nécessaires aux mesures de la glycémie chez les mères diabétiques, sont limités à un volume de 10 microlitres par animal et réalisés au niveau de la queue, une fois par semaine pendant la durée de la gestation. Les descendants issus de mères diabétiques ou non diabétiques seront échographiés sous anesthésie. Après l’échographie, les souris seront mises à mort afin de prélever les cœurs.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les effets indésirables causées durant les actes expérimentaux sont : 1) des nuisances légères. Tous les animaux issus des croisements sont marqués à l’aide d’une bague d’oreille à 3 semaines de vie. Dès le 7ème jour après l’induction de diabète chez les femelles, le taux de glucose sanguon sera mesurée 1 fois par semaine pendant la durée de la gestation jusqu’au sevrage de la deuxième portée. 2) des nuisances sévères : douleurs liées à 2 types de maladies : diabète maternel et cardiopathie des descendants.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les croisements seront arrêtés lorsque les objectifs du projet seront atteints. Les mères diabétiques et non-diabétiques et les pères prédisposés aux maladies cardiaques seront mis à morts selon la réglementation : les femelles après le sevrage des descendants, et les mâles à l’âge de 7 à 8 mois. Les descendants seront mis à mort selon la réglementation afin de prélever le cœur et de réaliser toutes les analyses moléculaires. L’échographie sera menée intégralement sous anesthésie générale au terme duquel les souris ne reprendront pas conscience. Après échographie, les souris seront mises à mort selon la règlementation afin de prélever les cœurs pour des analyses d’histologie. Les souris n’ayant pas le génotype désirable seront mises à mort selon la réglementation. Les souris ayant le génotype désirable seront gardées et transférées en zone d’expérimentation à l’âge de 8 semaines.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’utilisation d’animaux à des fins scientifiques se justifie ici, car il n’existe aucune méthode de substitution n’utilisant pas l’animal de laboratoire et permettant l’étude d’une surcharge en glucose sur le développement du cœur. Nous ne pouvons pas expérimenter chez l’être humain les maladies cardiaques liées à une dérégulation du métabolisme du glucose. Il est donc nécessaire d’avoir recours à un modèle d’étude de la pathologie. Nous mettrons en croisement deux lignées de souris génétiquement modifiées pour générer un modèle unique permettant une surcharge en glucose chez des femelles susceptibles de donner naissance à des individus prédisposés génétiquement à développer une malformation cardiaque congénitale.
2. Réduction
Pour la première procédure, le nombre d’animaux utilisé par groupe a été défini comme le nombre minimum nécessaire pour le maintien des différentes lignées et pour générer un nombre suffisant de souris afin de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés. L’effectif n requis est basé sur notre expérience, nos statistiques effectuées précédemment ainsi qu’une vérification réalisée à l’aide d’un logiciel d’analyse statistique. Pour la deuxième procédure, le nombre d’animaux nécessaire a été calculé grâce à un logiciel d’analyse statistique afin d’obtenir des résultats significatifs. Pour la troisième procédure qui concerne l’élevage d’animaux génétiquement modifié, le nombre d’animaux a été fixé selon les recommandations européennes en lien avec la création de lignée.
3. Raffinement
Un suivi journalier et un scoring au minimum deux fois par semaine seront réalisés sur les animaux afin d’établir les niveaux de douleurs, de souffrance et d’angoisse éventuellement générés lors du projet. Les souris dont les paramètres physiologiques seront modifiés seront mises à mort. Nous suivrons les descendants issus de mères diabétiques afin d’identifier le plus précocement possible l’apparition de phénotypes délétères (anomalies cardiaques congénitales). Ces cardiopathies sont détectables par échographie, une procédure classée sans réveil. Il est possible d’observer directement certains indices physiologiques de détresses liés à ces cardiopathies. L’accélération du rythme respiratoire, cyanose et perte de poids sont des signes communs de ces états qui peuvent facilement être observés. Si ces signes d’inconfort anormalement élevés étaient observés, l’étude serait limitée à l’analyse cardiaque des nouveau-nés faisant l’objet d’une DAP précédemment autorisée. Nous nous assurerons qu’aucun animal ne présente de signe d’infection (rougeurs, saignements, suintements).
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Notre sujet de travail porte sur les malformations cardiaques causées par un diabète maternel. A ce jour, les souris génétiquement modifiées sont les seuls modèles animaux permettant de mimer assez fidèlement ces pathologies. En effet, il existe une excellente homologie des gènes cardiaques chez l’humain et chez la souris. Les cœurs humains et murins ont un développement anatomique remarquablement similaire. Par ailleurs, des outils génétiques robustes ont été développés chez la souris ce qui en fait l’un des meilleurs modèles d’étude pour comprendre la formation du cœur. Nous utiliserons des mères reproductrices âgées de 12 à 14 semaines afin d’exclure l’impact de l’âge maternel sur l’apparition d’anomalies cardiaques. Les souris issues de mères diabétiques et de pères susceptibles de transmettre une malformation cardiaque seront analysés à l’âge de 3 mois par échocardiographie. L’identification des souriceaux se fera après le sevrage (vers l’âge de 21 à 28 jours) et les souriceaux ayant le génotype désirable seront utilisés jusqu’à l’âge de 6 à 8 mois.