Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 18/01/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-464242)
960 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une partie étant maintenue sous anesthésie jusqu’à la mort. Elles sont placées 21 jours dans un caisson à 9 % d’oxygène pour induire une hypertension pulmonaire, ou reçoivent de l’élastase dans la trachée par chirurgie pour provoquer un emphysème, avec mesure de la pression cardiaque et de la fonction pulmonaire sous anesthésie. Le porteur indique une perte de poids modérée et un stress liés aux manipulations, ainsi qu’une douleur légère au poinçonnage de l’oreille servant à l’identification. Il mène en parallèle des cultures de cellules humaines mais affirme que la souris génétiquement modifiée reste « incontournable » pour étudier l’effet à l’échelle d’un « organisme entier ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le vieillissement des vaisseaux sanguins avec diminution du nombre de capillaires est un élément clé du vieillissement de l’organisme, ce qui réduit l’apport de nutriments et d’oxygène aux tissus. Ce phénomène semble lié à la diminution d’un facteur synthétisé par les cellules endothéliales des vaisseaux. L’action de ce facteur serait perturbée par une protéine. En absence de ce facteur sécrété par les cellules endothéliales, celles-ci vieillissent plus rapidement, avec un arrêt de leur multiplication et la libération de facteurs nocifs pour le poumon. Il a été démontré qu’un nombre élevé de cellules endothéliales vieillissantes est associé au vieillissement prématuré du poumon et à plusieurs maladies pulmonaires. Notre objectif est de comprendre comment l’absence de ce facteur contribue à ce vieillissement prématuré entrainant des maladies comme l’hypertension et/ou l’emphysème pulmonaires. Pour cela, nous étudierons la protéine, le vieillissement des cellules endothéliales pulmonaires, la fonction pulmonaire et la densité des vaisseaux sanguins chez des souris jeunes et âgées, avec ou sans maladies pulmonaires. De plus, nous travaillerons avec des souris génétiquement modifiées pour produire plus du facteur synthétisé par les cellules endothéliales afin de prévenir l’action de la protéine le perturbant, et ainsi protéger les souris du vieillissement prématuré du poumon.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet permettra d’évaluer et de décrire le lien suspecté entre la diminution de l’action du facteur VEGF et le vieillissement des vaisseaux pulmonaires. Nous étudierons ce lien au cours du vieillissement et dans deux maladies, l’hypertension artérielle et l’emphysème pulmonaires. A l’issue de ce projet, nous souhaitons tester le sVEGFR1 comme un marqueur du vieillissement et de la sévérité de la maladie pulmonaire chez des patients atteints d’emphysème.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront placés dans un caisson à hypoxie, dans lequel la quantité d’oxygène est diminuée (9%) en continu (21 jours) permettant d’induire l’hypertension artérielle pulmonaire observée chez les patients. A l’issue de la procédure d’hypoxie, les animaux seront profondément anesthésiés pour la mesure de la pression au niveau du coeur droit. D’autre part, afin d’induire un emphysème pulmonaire, les animaux seront traités à l’élastase (ou contrôle sans effet) par injection dans la trachée sous anesthésie générale lors d’une intervention rapide (5 minutes). Une petite incision à partir de la base du cou est effectuée afin de visualiser la trachée, la souris est maintenue anesthésiée tout au long de l’injection. Une fois le traitement effectué, un point de suture à l’aide d’un fil résorbable sera réalisé. A la fin de la procédure d’injection d’élastase et au bout de 21 jours suite au traitement, nous mesurerons les fonctions pulmonaires à l’aide d’un appareil (Flexivent) durant 15 minutes environ pour chaque souris sous anesthésie générale, connectées grâce à une sonde. Les différents animaux subiront une biopsie non invasive (1 seul geste) par poinçonnage d’oreille, effectuée au moment du sevrage (1 mois), nécessaire à leur identification.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Une perte de poids modérée est attendue pour les souris exposées à l’hypoxie chronique, sans apporter de douleur à l’animal. Les souris ne montrent aucune difficulté respiratoire liée à l’hypoxie, seulement une légère fatigue. Les différentes procédures (hypoxie, instillation intratrachéale, Flexivent) peuvent générer un stress chez l’animal, notamment lors de la manipulation au cours des pesées, de la préhension de l’animal lors des anesthésies ou encore lors des déplacements de cages. De plus, ces différentes manipulations sont effectuées durant la journée, moment au cours duquel les souris sont en phase de sommeil, cela induit alors également un stress. Les différents animaux subiront une biopsie non invasive (un seul geste) par poinçonnage d’oreille, effectuée au moment du sevrage (1 mois). Cette méthode d’identification peut causer une douleur légère de courte durée.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
L’étude nécessite le prélèvement du sang et des organes (poumons, coeur, foie rein, rate) afin de mesurer différents paramètres biologiques (quantification des marqueurs de sénescence, expression de différents gènes) et histologiques (évaluation de dommages structurels au niveau du poumon), ainsi les animaux seront mis à mort à la fin des procédures.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
En parallèle des études menées sur la souris, une étude sera portée sur des cellules issues d’échantillons pulmonaires obtenus lors d’une chirurgie chez des patients avec ou sans emphysème. La culture de cellules endothéliales permet d’étudier et de comparer des cellules de patients vs témoins sur différents critères. L’étude de souris génétiquement modifiées semble néanmoins incontournable afin d’étudier à l’échelle d’un organisme entier l’effet de l’augmentation du VEGF sur des souris avec des maladies pulmonaires, nous permettant ainsi d’accéder à des données essentielles à la caractérisation de ces maladies.
2. Réduction
Nous choisissons d’étudier des groupes de 8 souris. Dans la mesure du possible, les groupes seront constitués de souris de même sexe, même âge, même fratrie pour réduire au maximum la variabilité des différentes mesures. Suite à la collecte des résultats, nous analyserons les données avec des tests statistiques.
3. Raffinement
L’état de santé des animaux sera surveillé quotidiennement par du personnel compétent présent à l’animalerie ainsi que par les responsables de ce projet. L’environnement des souris sera composé de maisons ou tube en carton, du papier craft et du coton pour jouer. Les zootechniciens et responsables du projet seront en contact concernant le bien-être et la santé des animaux. Les points suivants seront considérés comme points limites pour les animaux qui seront mis à mort: 1. incapacité prolongée ou irréversible à se nourrir ou à boire 2. Modification du comportement, douleur intense, détresse ou souffrance 3. perte de poids trop importante, blessures diverses… Le poids des animaux sera mesuré chaque semaine et contrôlé au cours des différentes procédures, cependant nous nous attendons à une perte de poids chez les souris porteuses d’hypertension pulmonaire. Aucune perte de poids supérieure à 10% n’est attendue.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les modèles de maladies pulmonaires que nous souhaitons utiliser sont bien maitrisés et ont déjà largement été utilisés, ils ont fait l’objet de plusieurs publications. Nous utiliserons des souris à partir de l’âge de 2 mois. Le développement pulmonaire continue chez la souris après la naissance, et nous considèrons que ces animaux ont des poumons matures à partir de 2 mois. Nous suivrons leur évolution tout au long des différentes procédures, afin d’étudier l’effet des maladies pulmonaires sur les souris génétiquement modifiées. Nous étudierons également des souris âgées de plus de 18 mois pour étudier l’effet de l’augmentation de cellules vieillissantes chez ces souris mutantes.