Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 16/10/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-780695)
1 523 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance majoritairement sévère (1 506 individus). Elles subissent une chirurgie stéréotaxique avec pose de fibre optique et injection intracérébrale de virus, l’implantation d’électrodes spinales ou abdominales, un régime gras et sucré destiné à les rendre obèses, puis des séances répétées d’électrostimulation sur cinq semaines. Le porteur reconnaît que ces impulsions peuvent déclencher des comportements d’automutilation, auquel cas la stimulation est arrêtée. Il vise un dispositif médical contre l’obésité et affirme qu’aucune méthode sans animaux ne peut aborder la question, la souris restant selon lui un prérequis réglementaire au développement préclinique.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Ce projet vise à développer une méthode médicale pour traiter l’obésité en utilisant une technique d’électrostimulation du système nerveux. Contrairement aux traitements médicamenteux actuels, qui ont montré une faible efficacité dans la perte de poids, les interventions chirurgicales comme le bypass gastrique sont actuellement les options les plus efficaces pour traiter l’obésité. Cependant, ces interventions chirurgicales sont irréversibles et peuvent présenter des risques à long terme ainsi que des effets indésirables. Des études récentes ont suggéré que les effets bénéfiques du bypass gastrique sont liés au système nerveux sympathique. En conséquence, la stimulation électrique de ce système pourrait représenter une alternative moins invasive à la chirurgie pour traiter l’obésité. Plusieurs données scientifiques soutiennent cette approche, notamment la démonstration de l’inhibition des signaux nerveux spécifiques responsables de l’augmentation de la prise alimentaire. Le développement d’un dispositif médical utilisant l’électrostimulation du système nerveux pour réguler la prise alimentaire et le métabolisme pourrait être une solution prometteuse pour lutter contre l’obésité. Dans ce projet, l’objectif est d’étudier l’effet de l’électrostimulation du système nerveux sur la régulation de la prise alimentaire. Pour cela, des souris génétiquement modifiées sont utilisées comme modèle animal, permettant de surveiller en temps réel l’activité des neurones responsables de la satiété chez l’animal éveillé.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les traitements actuels ne permettent pas de réduire efficacement le poids chez les personnes obèses ou en surpoids. Cependant, cette surcharge pondérale peut entraîner plusieurs problèmes de santé tels qu’une élévation de la tension artérielle, un excès de triglycérides et un excès de sucre dans le sang, pouvant à long terme conduire au diabète de type 2 et/ou à des maladies cardiovasculaires (infarctus) et/ou hépatiques (cirrhose). Par conséquent, le développement de traitements plus efficaces est nécessaire pour lutter contre l’obésité. Les expériences menées dans le cadre de ce projet nous permettront d’évaluer, dans un modèle préclinique, les effets de l’électrostimulation des nerfs périphériques ou de la moelle épinière sur la perte de poids chez des animaux rendus obèses.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Dans une première série d’expériences, les animaux subiront une procédure chirurgicale unique de moins de 30 minutes au cours de laquelle nous poserons une fibre optique et réaliserons une injection intracérébrale de virus à l’aide d’un cadre stéréotaxique. Les souris seront soit sacrifiées 3 semaines après la chirurgie par surdosage d’anesthésique pour le prélèvement des cerveaux après perfusion intracardiaque, soit suivies pour un enregistrement en fibre optique pendant 3 sessions d’une heure après un jeûne de 5 heures sur 10 jours, avec isolement en cages individuelles pendant la durée de l’enregistrement. Aucun prélèvement n’est prévu pour cette procédure. Dans d’autres expériences, les animaux subiront deux procédures chirurgicales de moins d’une heure chacune. La première consistera à poser une fibre optique et à injecter par voie intracérébrale un virus, le tout après avoir immobilisé la tête de l’animal sur un cadre stéréotaxique. La seconde consistera à implanter des électrodes de stimulation au niveau spinal ou abdominal. Une semaine après la chirurgie, les animaux seront mis à jeun pendant 5 heures, puis seront soumis à une électrostimulation après avoir été isolés en cages individuelles. Cette électrostimulation sera effectuée selon différents protocoles pendant une durée maximale de 5 semaines, avec un total de 30 sessions de stimulation de 10 minutes par semaine, réparties sur 3 jours hebdomadaires. Aucun prélèvement n’est prévu pour cette procédure. Enfin, concernant certains animaux, ils seront nourris avec un régime enrichi en graisses et en sucres pendant 9 semaines. Ensuite, ces animaux subiront une procédure chirurgicale unique de moins de 45 minutes, comprenant l’implantation d’électrodes de stimulation au niveau spinal ou abdominal. Une semaine après la chirurgie, les animaux seront placés dans des cages métaboliques pour habituation pendant une semaine puis seront électrostimulés pendant 10 minutes avant chaque repas (fournis toutes les 2 heures) en suivant différents schémas temporels. Cette électrostimulation sera poursuivie pendant 3 semaines avant la mise à mort. Aucun prélèvement n’est prévu.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Toutes les expériences présentées dans cette demande comportent une phase chirurgicale incluant les éléments suivants : • Injection sous-cutanée d’analgésique préopératoire ; • Perte de poids et douleur durant les 2 à 3 premiers jours chez les animaux après l’intervention chirurgicale ; • Surveillance et manipulation des animaux durant les 4 jours de récupération post-chirurgicale (pesée, palpation) ; • Risques chirurgicaux inhérents à toute opération chirurgicale, tels que les risques d’infection ou de rupture des fils de suture ; • Mobilité entravée par la connexion aux générateurs externes pendant la période d’enregistrement et d’électrostimulation. Par ailleurs, les impulsions électriques peuvent causer un inconfort temporaire chez l’animal, ce qui nécessitera une évaluation et une limitation de la durée au maximum. De plus, certaines expériences impliquent un changement de régime alimentaire pouvant entraîner une prise de poids anormale chez cette souche murine et éventuellement des problèmes de malocclusion. Enfin, bien que les animaux soient en général hébergés avec leurs congénères, des périodes d’isolement (hébergement individuel) seront nécessaires : • pendant les enregistrements par fibre optique (maximum 5 heures par jour, tous les deux jours, pendant une durée maximale de 5 semaines) et • lors du suivi métabolique dans des cages dédiées (3 semaines en tout).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort dès la fin des expériences pour des analyses anatomopathologiques et histologiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Il n’existe actuellement aucune méthode in vitro ou in silico scientifiquement validée pouvant servir d’alternative à l’expérimentation animale pour aborder les questions soulevées par ce projet. En effet, l’étude de l’obésité ne peut être adéquatement réalisée in vitro en raison de sa nature complexe. Elle requiert une approche in vivo, prenant en compte l’ensemble de la biologie d’un organisme vivant. Ainsi, l’utilisation d’une espèce le plus proche possible de l’espèce humaine s’avère nécessaire, car la physiologie digestive est caractéristique de chaque groupe phylogénétique. Par exemple, l’utilisation d’animaux modèles de type insectes ou nématodes n’est pas réaliste pour de telles études. En revenanche, la souris posséde un système digestif proche de celui de l’homme même s’il présente des spécificités dont nous devrons tenir compte. Par ailleurs, l’usage d’un modèle expérimental in vivo murin s’avère essentiel en tant que prérequis pour la phase de développement préclinique, selon les autorités régulant la mise sur le marché de dispositifs médicaux.
2. Réduction
Le nombre de souris a été minimisé tout en restant suffisant pour obtenir des résultats exploitables. Compte tenu de l’expérience pratique des chercheurs, nous estimons qu’un maximum de 17 souris sera nécessaire pour élaborer les différentes étapes du modèle pour la mise au point de la phase chriurgicale. Les chercheurs ont déjà utilisé des points de repère anatomiques et pratiqué des gestes chirurgicaux sur des cadavres de souris, mais l’utilisation d’animaux vivants est nécessaire avant de passer à la phase d’optimisation des paramètres de stimulation. Quant à la deuxième phase, étant donné que le nombre de paramètres d’électrostimulation possibles est pratiquement infini et afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires, nous utiliserons des modèles de régression linéaire. Nous estimons qu’au maximum, 582 souris seront nécessaires pour cette procédure. Ce nombre total de souris est une estimation maximale, car nous effectuerons les expérimentations sur des lots de 10 animaux et des évaluations seront effectuées toutes les 20 souris. Ainsi, si 10 paramètres d’électrostimulation satisfaisants sont identifiés (permettant de réduire l’activité des neurones de la satiété) avant la fin de la procédure, nous mettrons fin aux expérimentations. En ce qui concerne les effets de l’électrostimulation sur la prise de poids, nous avons déterminé le nombre d’animaux par une approche statistique reconnue. Étant donné que notre stratégie expérimentale repose sur la comparaison du poids des animaux électrostimulés par rapport à ceux qui ne le sont pas, nous aurons besoin au maximum de 924 animaux, sachant que nous testerons différents schémas d’administration de l’électrostimulation pour les 10 types de stimulation sélectionnés lors de la phase préliminaire. Ce nombre total de souris est également une estimation maximale, car nous arrêterons les expérimentations dès qu’une combinaison de stimulation/schéma d’administration permet de diminuer significativement le poids des animaux.
3. Raffinement
• Dès leur arrivée, les animaux seront hébergés dans des cages collectives avec un environnement enrichi (tubes en carton pour se cacher, briques de bois à grignoter). • Une période d’acclimatation d’au moins 7 jours aura lieu, au cours de laquelle aucun geste technique lié à la procédure expérimentale ne sera effectué. Il convient de noter que pour la phase mesurant l’impact de l’électrostimulation spinale sur le prise de poids, les animaux recevront un régime alimentaire enrichi en graisse et en sucre et seront observés au moins 3 fois par semaine par les expérimentateurs afin de surveiller leur état de santé général. • Les chirurgies seront réalisées par du personnel compétent, et les animaux seront placés sous anesthésie et analgésie pour prévenir toute souffrance. Les animaux seront observés deux fois par jour pendant les quatre jours suivant l’opération. Les soins post-opératoires incluront notamment l’administration d’analgésiques pendant 3 jours, ainsi que l’administration d’un traitement anti-inflammatoire stéroïdien dans l’eau de boisson, qui sera maintenu pendant les 2 jours suivants. • Les effets potentiellement douloureux de l’électrostimulation seront évalués tout au long de la procédure, afin de mettre fin à l’électrostimulation dès que des signes de douleur apparaissent. Plus particulièrement, des comportements tels que des sauts de l’animal, une course de la souris ou des comportements d’automutilation entraîneront l’arrêt immédiat de l’électrostimulation en cours, y compris les intensités supérieures. • Les effets sur la prise de poids seront évalués sur un nombre d’animaux strictement nécessaire pour évaluer les effets à long terme de l’électrostimulation. • Enfin, des critères limites ont été définis pour anticiper toute détérioration de l’état de santé général des animaux, qu’ils soient sous anesthésie ou conscients. Si nécessaire, des protocoles de soins appropriés seront appliqués. En cas de détérioration de la santé de l’animal, la mise à mort sera effectuée immédiatement sur décision du responsable de l’étude.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
L’espèce murine sera utilisée en raison des données de la littérature démontrant une implication du système nerveux dans la prise alimentaire sur ce modèle. De plus, c’est la seule espèce pour laquelle un large panel d’animaux modifiés génétiquement existent, permettant ainis de mesurer l’activité neuronale par photométrie. Nous utiliserons des animaux adultes, car l’objectif est de développer un dispositif médical pour les sujets adultes (âgés de ≥ 8 semaines).