Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2024-03-22 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-681489)
95 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Tous reçoivent une injection directe dans le liquide céphalorachidien sous anesthésie, 64 subissent en plus une chirurgie préparatoire d’une heure la veille de l’imagerie, et 32 d’entre eux portent un « chapeau » implanté au cours d’une chirurgie supplémentaire pour être imagés éveillés, après une à deux semaines d’habituation. Le porteur reconnaît qu’une injection mal placée peut endommager le tronc cérébral et provoquer une perte de poids, une incapacité à marcher ou une perte de conscience. Sur le remplacement, il affirme en une phrase que l’étude des interactions entre système vasculaire et système glymphatique ne peut pas être menée in vitro.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le système glymphatique est une découverte récente qui joue un rôle crucial dans le cerveau. Il aide à circuler le liquide céphalo-rachidien, qui apporte des nutriments et nettoie le cerveau en éliminant les déchets. Ce système est également essentiel pour que les médicaments injectés directement dans ce liquide se répandent efficacement dans le cerveau, ce qui est nécessaire pour le traitement de certaines maladies. Toutefois, nous comprenons encore mal comment ce système fonctionne, notamment l’effet des changements de diamètre des vaisseaux sanguins du cerveau sur ce processus de nettoyage. Pour mieux comprendre ces mécanismes, nous voulons développer et utiliser des techniques d’imagerie du cerveau de pointe (tomographie par émission de positons et imagerie fonctionnelle ultrasonore). Ces techniques nous permettront d’observer comment le système glymphatique opère sous différentes conditions, telles que pendant le sommeil, l’éveil, l’anesthésie, ou lorsque les vaisseaux sanguins du cerveau changent de taille de manière rythmique. Ces recherches, menées sur des rats, ont pour but d’améliorer notre compréhension du nettoyage du cerveau et de la distribution des médicaments.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
La modulation du système glymphatique à des fins thérapeutiques, que ce soit pour augmenter l’élimination des déchets toxiques dans les maladies neurodégénératives ou encore pour améliorer la diffusion de médicaments par voie intrathécale dans diverses indications (notamment les maladies neurologiques génétiques) présente un grand potentiel thérapeutique. Ce potentiel est pour le moment sous-exploité par manque de compréhension des mécanismes qui régissent ce système, malgré la mise en évidence récente d’un rôle du tonus vasculaire cérébral. Cette étude sera donc très importante pour le développement d’outils de neuroimagerie adaptés à l’étude simultanée du système vasculaire et du système glymphatique, permettant à moyen terme de mieux comprendre comment amplifier le fonctionnement du système glymphatique par le biais du système vasculaire dans un but thérapeutique.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
La totalité des animaux de l’étude recevra une injection directe dans le liquide céphalo-rachidien sous anesthésie (15 minutes), soit 95 rats. En termes d’imagerie, 15 rats ne seront exposés à aucune autre nuisance, 16 rats recevront une seule session terminale d’imagerie de tomographie par émission de positons d’une durée d’une heure maximum sous anesthésie, 48 rats recevront une première session d’imagerie ultrasonore d’une durée d’une heure, suivie d’une session d’imagerie de tomographie par émission de positons de 30 minutes et 16 animaux recevront une seule session d’imagerie ultrasonore d’une durée d’une heure. Les rats utilisés en imagerie ultrasonore, soit 64 rats, recevront tous une procédure de chirurgie préparatoire à l’imagerie sous anesthésie et analgésie (durée 1h) la veille de recevoir l’examen d’imagerie ultrasonore. Cette imagerie se fera sous anesthésie terminale pour 32 rats, pour les 32 autres, elle se fera sans anesthésie (nécessitant une semaine avant l’imagerie une première chirurgie de pose d’un chapeau nécessaire à l’imagerie éveillée, sous anesthésie pendant 1h, suivie d’une période d’habituation progressive aux sessions d’imagerie sur une à deux semaines – sessions d’habituation croissantes, de 5 minutes les premiers jours à 1 heure le dernier jour).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
L’injection directe dans le liquide céphalo-rachidien est une injection modérément invasive. Bien réalisée, elle n’induit pas de signe indésirable neurologique. Des complications peuvent apparaitre en cas de dommage du tronc cérébral (perte de poids, inabilité à marcher, perte de conscience). L’imagerie ultrasonore nécessite une chirurgie préparatoire, ce qui peut occasionner une inflammation locale, et éventuellement une chirurgie pour l’implantation d’un chapeau chez les animaux prévus pour un examen d’imagerie éveillé, ce qui peut occasionner une gêne et une inflammation locale.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de chaque procédure pour prélèvement et analyses histologiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’objectif de l’étude est de mieux comprendre les interactions entre le système vasculaire et le système glymphatique dans le système nerveux central cela ne peut donc pas être atteint avec des modèles in vitro.
2. Réduction
Selon notre expérience en termes de variabilité et de taille d’effet sur ces données d’imagerie, le nombre d’animaux par groupe pour les techniques d’imagerie in vivo a été estimé à 8 sur la base d’un calcul de puissance statistique. Les mêmes animaux seront étudiés pour l’étude du système glymphatique et du système vasculaire, permettant une réduction du nombre d’animaux.
3. Raffinement
Les injections et la chirurgie seront réalisés sous anesthésie générale et analgésie locale. Les animaux seront surveillés régulièrement grâce à une grille de score et des points limites adaptés prenant en compte les éventuels troubles liés à l’injection, l’amincissement du crâne et la fixation du chapeau. En cas de signes de détresse, (une perte de poids> 20 % ; respiration difficile ; comportement très altéré – vocalisations non sollicitées, ou immobilité ; œdème ou écoulement au niveau du point d’injection ; atteinte d’un score global trop élevé – voir grille de scores), la procédure sera interrompue et la mise à mort de l’animal serait effectuée. Pour les examens d’imagerie effectués chez les animaux vigiles, les rats seront progressivement habitués à la procédure au préalable afin de limiter tout stress.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le rat est une espèce utilisée très régulièrement dans le développement préclinique de médicaments en général, et l’étude physiopathologique du système nerveux central. Il s’agit également d’une espèce bien adaptée aux méthodes d’imagerie que nous souhaitons utiliser pour l’étude du système vasculaire et du système glymphatique. Adulte, afin d’étudier les mécanismes de biodistribution des molécules injectés et le système glymphatique sur des cerveaux pleinement développés.