Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2023-09-19 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-312402)
1 120 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent des composés par voie orale pendant cinq jours et des injections intrapéritonéales pendant deux semaines, avant un prélèvement de sang sous anesthésie terminale, pour étudier le rôle du métabolisme dans le renouvellement des cellules souches intestinales. Le porteur indique disposer d’un modèle d’organoïdes ex vivo mais affirme que le projet « ne peut être mené in vitro » car il porte sur les interactions entre épithélium, cellules immunitaires et microbiote. Les bénéfices médicaux annoncés restent lointains, le porteur précisant que « de nombreuses années de recherche sont encore nécessaires ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Un bon fonctionnement de l’intestin est indispensable afin d’éviter le développement de pathologies dont l’incidence est en constante progression : allergies, diabète, dépression, maladies inflammatoires chroniques ou encore cancer colorectal. Une caractéristique surprenante de l’intestin est sa capacité à se régénérer tous les 4-5 jours chez les Mammifères, et cette capacité de régénération est primordiale en cas de lésions par des pathogènes, des agents chimiques ou encore suite à une radio-thérapie. Cette propriété est assurée par les cellules souches intestinales. Les cellules souches, qui sont des cellules indifférenciées, peuvent soit donner naissance à de nouvelles cellules souches (et ainsi se maintenir au sein de l’organisme, au sein de « niches » créées par des cellules différenciées voisines), soit être à l’origine de cellules spécialisées exerçant des fonctions spécifiques au sein d’un organe. Elles jouent donc un rôle important au cours du développement mais aussi dans le maintien de l’intégrité de certains organes chez l’adulte. Les cellules souches font l’objet de nombreuses recherches et mieux connaître leurs propriétés est un enjeu crucial en médecine. Les objectifs principaux de ce projet sont de mieux comprendre les mécanismes qui régulent le destin des cellules souches intestinales, c’est-à-dire leur capacité à s’auto-renouveler ou se différencier. Cette balance est finement régulée, et nos premiers résultats montrent que le métabolisme cellulaire est un acteur clé dans la régulation de cette balance. Le métabolisme cellulaire, qui est formé par l’ensemble des réactions chimiques se produisant au sein des cellules, permet notamment de fournir l’énergie nécessaire au bon fonctionnement des cellules, et nos résultats démontrent que des altérations du métabolisme dans les cellules souches intestinales impactent fortement la capacité de régénération de l’intestin. Nous souhaitons maintenant comprendre comment : 1/ le métabolisme influence le fonctionnement des cellules souches intestinales, et 2/ les différentes cellules différenciées qui constituent l’intestin communiquent avec les cellules souches pour contrôler leur fonction.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
La recherche sur la biologie des cellules souches est un domaine qui fait l’objet de nombreuses recherches et est un enjeu primordial en médecine. L’intestin a la particularité de se renouveler très rapidement, et cette propriété est fondamentale pour le maintien de l’intégrité de ce tissu qui est en permanence exposé à des agents délétères (pathogènes, agents chimiques) susceptibles de conduire à des lésions. Les cellules souches intestinales confèrent à ce tissu sa capacité de régénération, et font l’objet de nombreuses études. Les connaissances scientifiques ont progressé ces dernières années mais des questions restent ouvertes. Ce projet de recherche fondamentale permettra d’identifier les mécanismes qui régulent le destin des cellules souches intestinales. Leur capacité à s’auto-renouveler ou se différencier est en effet une balance dont les mécanismes régulateurs ne sont pas bien définis. De plus, le tissu intestinal est formé de différents types cellulaires spécifiques susceptibles de coopérer afin de garantir une fonction optimale des cellules souches intestinales. Ce projet permettra d’élucider les mécanismes, cellulaires et moléculaires, impliqués dans ce dialogue. Au total, les connaissances acquises au cours de ce projet apporteront des avancées majeures à une meilleure compréhension des modes d’action des cellules souches intestinales. Ces cellules très particulières ouvrent la voie vers la possibilité de réparer, cicatriser et régénérer des parties de l’intestin, mais les connaissances scientifiques afin de comprendre leur fonctionnement nécessitent encore d’être approfondies et de nombreuses années de recherche sont encore nécessaires pour comprendre comment elles pourraient aider au traitement de certaines maladies.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
– Administration par voie orale : 1 fois par jour pendant 5 jours – Injections intrapéritonéales : 1 fois, et 1 fois par jour pendant 2 semaines. – Prélèvements de sang sous anesthésie générale terminale : 1 fois.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les lignées modèles murins transgéniques que nous utiliserons ne présentent pas de phénotype dommageable. Les animaux feront l’objet d’une surveillance régulière par les expérimentateurs et/ou le personnel qualifié de l’animalerie. Les procédures 1 et 3 n’induiront pas de douleur ou de stress chez les animaux. Afin de réduire la douleur que la procédure 2 pourrait engendrer, les animaux seront anesthésiés à l’aide d’un mélange kétamine/xylasine et d’un anesthésique local (xylocaïne) avant le sacrifice.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue de chaque procédure, l’ensemble des animaux sera euthanasié.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet doit être abordé de façon intégrée et ne peut être mené in vitro puisqu’il a comme objet principal l’étude des interactions entre les cellules épithéliales intestinales, les cellules immunitaires et le microbiote. Nous ne disposons pas de méthode alternative à ce jour pour traiter ces questions. Pour certaines expériences, nous disposons du système d’organoïdes intestinaux qui permet de reconstituer ex vivo des minis intestins (sous forme de couche unique, l’épithélium intestinal) en absence de cellules immunitaires et du microbiote. Ce modèle présente l’avantage de pouvoir analyser ex-vivo les propriétés de l’épithélium intestinal en l’absence de contribution du tissu conjonctif, et ainsi de tester l’impact de différents effecteurs d’origine conjonctive sur l’épithélium intestinal. Ce modèle de cultures primaires dérivées des différents modèles murins sera utilisé pour disséquer les mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeu. Des approches ex vivo et in vitro seront également privilégiées dans la mesure du possible.
2. Réduction
Le nombre d’animaux utilisés est le minimum requis afin d’obtenir des résultats statistiquement interprétables. La détermination de la puissance et de la taille des échantillons pour différents tests statistiques a été réalisée à l’aide du logiciel G-power. La majorité des animaux produits dans les lignées seront utilisés (études menées sur les mâles et femelles, la plupart des génotypes produits seront utilisés). De plus, dans la mesure du possible, les mêmes animaux seront utilisés dans différents protocoles.
3. Raffinement
Les animaux feront l’objet d’une surveillance régulière par les expérimentateurs et/ou le personnel qualifié de l’animalerie. Afin de réduire au maximum la douleur et l’angoisse que certains protocoles pourraient engendrer chez les animaux, des points limites ont été définis. Une perte de poids supérieure à 20% du poids initial, ou l’apparition d’hémorragies rectales ou d’un prolapsus seront considérés comme des points limites. En cas de signes de détresse ou de douleur, d’atteinte d’un point limite, en accord avec le personnel qualifié, le protocole sera stoppé pour ces animaux qui seront euthanasiés et autopsiés. Afin de réduire la douleur pendant certaines procédures expérimentales les animaux seront anesthésiés à l’aide d’un mélange kétamine/xylasine et d’un anesthésique local (xylocaïne).
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est un excellent modèle pour notre projet, puisque disposant d’un système digestif et immunitaire présentant de nombreuses similitudes avec l’homme. Les animaux seront utilisés dès l’âge de 8 semaines, lorsque que système digestif est mature.