Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2023-10-30 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-724492)
720 souris vont être utilisé·es, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Génétiquement modifiées et greffées de moelle osseuse, elles subissent des irradiations du corps entier et locales, jusqu’à dix-sept prélèvements de sang, des gavages pour induire une mutation et des imageries cardiaques sous anesthésie, pour déterminer si de faibles doses d’irradiation favorisent leucémies et maladies cardiovasculaires. Le porteur relie ces résultats au suivi des populations exposées et à la radiothérapie, bénéfices présentés comme préalables à un essai clinique. Il affirme qu’aucune méthode ne permet de modéliser ces effets à l’échelle d’un organisme entier et complexe.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les cellules souches à l’origine de l’ensemble des cellules du sang sont localisées dans la moelle osseuse. La présence d’une modification de l’ADN (mutation) dans ces cellules souches peut aboutir à la production d’un ensemble de cellules mutées, appelé clone, détectable dans le sang sans pathologie associée. On parle alors d’hématopoïèse clonale à potentiel indéterminé. Chez l’humain, cette anomalie est détectable dès 30 ans et devient très fréquente avec l’âge. Chez ces individus, une fraction des globules blancs, appelés cellules myéloïdes, est pro-inflammatoire et augmente le risque de développement de cancers du sang et de maladies cardiovasculaires. Notre projet a pour objectif d’étudier une des mutations les plus fréquentes associées à une hématopoïèse clonale à potentiel indéterminé : la mutation du gène Tet2 (Ten-eleven-translocation 2). Cette mutation, qui conduit à la perte de fonction de la protéine, a pour conséquences une multiplication plus active des cellules souches et une augmentation de la production des cellules myéloïdes. De plus, l’exposition à une inflammation chronique favorise l’expansion de ces clones mutés et leur évolution en cancers du sang ou en maladies cardiovasculaires. L’exposition à de faibles doses d’irradiation pouvant provoquer une inflammation chronique, notre projet vise à déterminer si une irradiation à faible dose peut favoriser l’apparition d’une leucémie et/ou d’anomalies cardiovasculaires dans un organisme présentant une hématopoïèse clonale à potentiel indéterminé associée à la mutation du gèneTet2. Cette recherche permettra de déterminer si cette mutation augmente les risques sanitaires pour les populations exposées à de faibles doses d’irradiation (travailleurs du nucléaire ou professions médicales) et d’identifier les mécanismes impliqués. Pour cela, nous utiliserons un modèle murin transgénique dans lequel le gène Tet2 est inactivable dans une fraction de cellules souches et progéniteurs hématopoïétiques de façon contrôlée après traitement médicamenteux et donc de mimer une hématopoïèse clonale à potentiel indéterminé associée à la mutation du gèneTet2.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les objectifs sont ici de déterminer si, et à quelle(s) dose(s), l’irradiation corps entier d’un individu porteur de la mutation du gène TET2, de type hématopoïèse clonale à potentiel indéterminé, augmente les risques de survenue de cancers du sang et de maladies cardiovasculaires, et identifier les mécanismes impliqués dans un modèle murin transgénique porteur de la mutation du gène Tet2. Les résultats de cette étude pré-clinique sont nécessaires pour envisager l’initiation d’un essai clinique chez l’humain. La recherche de mutations associées à une hématopoïèse clonale à potentiel indéterminé dans le sang pourrait être un paramètre important à prendre en compte : 1) dans le suivi médical des populations exposées à des doses faibles/modérées d’irradiation, notamment dans un cadre professionnel ; 2) pour la personnalisation des traitements des patients porteurs de cancers et traités par radiothérapie.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à : – identification des animaux de génotype d’intérêt (1fois – 30 secondes) ; – des irradiations locales (2 fois – maximum 10 minutes sur animaux anesthésiés) – des irradiations corps entier (3 fois – maximum 15 minutes sur animaux vigiles) ; – prélèvements de sang (un maximum de 17 prélèvements/animal – 2 minutes par prélevement) ; – injections pour l’anesthésie des animaux avant les irradiations locales (2 fois – 2 minutes/animal) ; injection pour la transplantation des cellules de moelle osseuse nécessaire pour établir le modèle murin transgénique (1 fois -2 minutes) – gavage avec un médicament permettant d’induire la mutation du gène Tet2 (5 fois – 2 minutes) – anesthésie gazeuse (4 fois maximum – 30 minutes/animal), rasage/dépilation (4 fois maximum– 4 minutes/animal) pour les imageries du cœur par écho-doppler
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
L’irradiation corps entier sera susceptible de générer un stress, en raison de la contrainte physique de l’animal dans un compartiment de la boîte à irradiation, des transports allers-retours à l’irradiateur et pour les imageries écho-doppler et les anesthésies permettant la répétition de ces analyses au cours du temps. L’injection de cellules de moelle osseuse, la section de l’extrémité de la queue pour le génotypage, les prélèvements de sang pourront induire une douleur brève. Une altération physique et du comportement sont possibles en cas d’apparition de leucémies ou d’anomalies cardiaques.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue des expériences, tous les animaux seront euthanasiés et les organes, notamment le cœur, la moelle osseuse et la rate seront collectés à des fins d’études histologiques, cellulaires et/ou moléculaires. Ces analyses sont nécessaires pour caractériser de manière la plus complète possible les effets différentiels de l’irradiation sur le groupe contrôle et sur le groupe de souris transgéniques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’objectif même de notre projet étant d’étudier les effets physiopathologiques d’une irradiation corps entier à faible dose, il n’existe actuellement aucune méthode de substitution à l’utilisation d’animaux vivants permettant de modéliser ce type d’effet à l’échelle d’un organisme entier et complexe. D’autres modèles murins, dans lesquels le gène que nous étudions est inactivé soit dans toutes les cellules de l’animal soit dans toutes les cellules hématopoïétiques, ont montré des caractéristiques physiopathologiques similaires à celles observées chez l’humain. Ces travaux justifient l’utilisation de souris transgéniques pour répondre aux questions scientifiques décrites dans notre projet.
2. Réduction
Le nombre d’animaux par groupe est réduit au maximum mais doit être suffisant pour prendre en compte la possibilité, bien que peu fréquente, d’absence de transplantation efficace des cellules de moelle osseuse (prise de greffe). Les données issues d’expériences précédentes et la bibliographie montrent que 6 animaux par groupe contrôle et 12 animaux par groupe test sont nécessaires pour réaliser les analyses statistiques et s’assurer d’une différence significative entre les différents groupes. De plus, pour une même condition, 2 expériences indépendantes doivent être réalisées pour s’assurer de la robustesse des conclusions scientifiques établies à partir des résultats. Le nombre total d’animaux utilisés dans ce projet pourra également être réduit en fonction des résultats obtenus lors des toutes premières expériences. Ainsi, le nombre de dose d’irradiations corps à tester pourra être revu à moins des 5 maximum estimées.
3. Raffinement
Afin de favoriser le bien-être animal, les animaux seront hébergés en groupe selon la règlementation en vigueur dans un environnement enrichi composé de tunnels en carton et de boules de coton. Les irradiations locales et les analyses par échographie sont réalisées sous anesthésie générale. L’évaluation de la souffrance éventuelle des animaux est basée sur l’observation quotidienne, par le personnel animalier ou l’expérimentateur, des signes cliniques (aspect, comportement spontané, comportement alimentaire, comportement dans le groupe social). En cas de douleur, une analgésie adaptée sera mise en place après concertation avec le vétérinaire. Si à tout moment de l’étude, les animaux présentent des signes d’affaiblissement, une cupule d’aliment riche gélifié sera placée au fond de la cage pour faciliter l’accès à l’alimentation et réhydrater les animaux. Dans un cas extrême de déshydratation, a priori très peu probable dans le cas de cette étude, les animaux pourront être traités avec des injections sous cutanées de liquide physiologique. Des points limites précoces ont été définis.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le modèle murin est le modèle de choix pour étudier le système de production des cellules du sang. En effet, ce modèle présente des similarités physiologiques et génétiques avec l’humain, et permet l’obtention de lignées transgéniques pour cibler un ou plusieurs gènes d’intérêt, et dont l’activation ou l’invalidation peut être réalisée de façon contrôlée (par traitement médicamenteux des animaux), cette dernière caractéristique étant cruciale pour notre projet. De plus, l’utilisation de lignées de souris exprimant exclusivement certains marqueurs à la surface des cellules hématopoïétiques nous permettra d’étudier parallèlement, après transplantation, les cellules donneuses et receveuses. Pour ce projet, nous utiliserons des animaux âgés de plus de 8 semaines, considérés comme adultes et avec une hématopoïèse stable.