Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 15/04/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-847746)
Certains rats reçoivent un implant sous-cutané sous anesthésie pour faire monter leur pression artérielle, d’autres des injections, et tous passent des échocardiographies successives sous anesthésie générale de vingt minutes. 160 rats vont être utilisés, 120 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 40 un niveau léger. Le projet vise à tester si une thérapie génique augmentant l’expression d’une enzyme dans le cœur protège de l’insuffisance cardiaque liée à l’hypertension. Le porteur écrit que le produit injecté devrait soulager les rats traités, tout en surveillant chez les animaux hypertendus l’apparition d’une ascite, d’un œdème pulmonaire, d’une dyspnée et d’une prostration. L’insuffisance cardiaque étant irréversible, indique-t-il, tous les rats sont tués en fin de procédure pour le prélèvement de leurs organes.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’hypertension artérielle (HTA) est un problème de santé public majeur dont la prévalence est estimée à environ 30% soit 12.7 millions d’adultes en France. La pression artérielle continuellement élevée augmente le travail du cœur afin de maintenir un débit normal. À terme, cette évolution se traduit par une hypertrophie cardiaque et peut progressivement mener à l’insuffisance cardiaque (IC) chronique. Ceci correspond à l’incapacité du coeur à pomper suffisamment le sang pour répondre aux besoins de l’organisme. Un dysfonctionnement du myocarde entraine des conséquences dramatiques qui affectent non seulement le coeur mais également les tissus périphériques et notamment les fonctions pulmonaires, rénales, hépatiques et musculaires. Notre hypothèse générale est que l’augmentation de l’activité des phosphodiestérases dans le coeur pourrait protéger contre la progression de la maladie. Nous avons déjà testé notre hypothèse dans des cultures primaires et validé notre hypothèse générale dans des modèles physiopathologiques mimant d’autres causes de de l’insuffisance cardiaque. L’utilisation d’animaux est indispensable pour l’évaluation de la fonction cardiovasculaire et ne peut être remplacée par des cultures cellulaires (les cellules cardiaques ne se divisent pas). De plus l’évaluation de la fonction cardiaque est à réaliser sur l’animal entier adulte afin de s’approcher le plus possible de la pathologie humaine.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
L’objectif du projet est de tester qu’une thérapie génique permettant l’augmentation de l’expression d’une enzyme, la phosphodiestérase de type 3 (PDE3A) dans le coeur, améliorerait l’activité cardiaque des patients atteints d’hypertension artérielle et éviterait que leur pathologie amène à l’insuffisance cardiaque. Notre stratégie thérapeutique pourrait ainsi constituer une alternative prometteuse ou un complément aux traitements actuels de l’insuffisance cardiaque induite par l’hypertension artérielle.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Certains rats subissent des injections sous anesthésie. Cette intervention dure 10 minutes. Certains rats reçoivent un implant sous-cutané sous anesthésie, procédure qui dure 10 minutes. – La mesure de la pression artérielle est réalisée sur animal vigile et l’évaluation de la fonction cardiaque de tous les rats est réalisée sous anesthésie générale pendant 20 minutes par échocardiographies successives (n=160). Pendant des échographies sous anesthésie générale, les animaux subissent une injection.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les injections ne provoquent qu’une nuisance légère et transitoire, c’est pour cela qu’elles sont réalisées sous anesthésie pour limiter le stress, après avoir appliqué un gel de lidocaïne au point d’injection pour limiter la douleur. L’injection du produit à visée thérapeutique devrait limiter la progression de l’insuffisance cardiaque et soulager les animaux ainsi traités. Les chirurgies réalisées entraineront des douleurs modérées et transitoires. L’hypertension et l’éventuelle insuffisance cardiaque qui vont ensuite s’installer dans le groupe soumis à traitement pour élever la pression artérielle va s’accompagner des signes cliniques de ces pathologies. Ainsi, l’apparition d’une ascite et un oedème pulmonaire, qui provoquent asthénie, une dyspnée, perte de poids et une prostration sera surveillée.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
L’insuffisance cardiaque est une pathologie irréversible, les animaux sont donc euthanasiés en fin de procédure. L’ensemble des animaux sera euthanasié pour prélèvements d’organes, ce qui est nécessaire pour permettre l’évaluation du potentiel thérapeutique de la thérapie génique que nous testons.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Il n’existe pas de modèle cellulaire permettant de récapituler le phénotype d’une cellule cardiaque adulte. Les tests cellulaires ne peuvent donc être réalisés que sur des cellules fraichement isolées de coeurs. De plus, dans l’hypertension artérielle et l’insuffisance cardiaque, le corps met en place des régulations physiologiques impliquant le système neuro-hormonal. Ces régulations neuro-hormonales ne peuvent pas être reproduites in vitro ce qui rend indispensable l’expérimentation dans un modèle préclinique intégré.
2. Réduction
(i) une planification minutieuse basée sur un calcul de puissance et l’expertise de l’équipe ont permis l’estimation de la taille d’échantillon optimale. Ceci a permis de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en préservant la validité statistique de l’étude, et de conserver une puissance statistique suffisante pour observer un effet de 40% obtenu sur la diminution de la fonction cardiaque (ii) les fonctions cardiovasculaires sont étudiées par des méthodes non invasives permettant de limiter le nombre d’animaux, (iii) afin de minimiser encore le nombre d’animaux utilisés, en fin d’expérimentation les tissus prélevés sont partagés entre les domaines explorés.
3. Raffinement
Les animaux seront surveillés quotidiennement et leur entretien sera effectué dans des conditions soigneusement contrôlées pour s’assurer qu’ils ne subissent aucun stress. Afin d’améliorer leurs conditions d’hébergement de l’enrichissement sera ajouté dans leurs cages. Les rats sont mis en cage et observés tous les jours. Les cages sont changées 2 fois par semaine afin de minimiser une éventuelle infection. L’injection d’aav9 dans la veine caudale est réalisée à l’occasion de la première ou la deuxième échographie évitant un stress et une anesthésie à l’animal. L’hypertension artérielle sera induite en respectant au maximum les procédures de bien-être animal et en limitant la souffrance par le respect des méthodes anesthésiques et analgésiques. Toutes les mesures sont prises pour mettre en place la qualité de l’hébergement requis et la mise en place de procédures adaptées pour limiter la souffrance animale en accord avec la législation en vigueur et respecter l’application de la règle des « 3R ». Un suivi rigoureux des animaux engagés dans les procédures est mis en place. Des points limites ont été scrupuleusement déterminés et sont soigneusement évalués quotidiennement. Si ces points limites sont atteints, les animaux sont sacrifiés pour limiter leur souffrance et leurs organes sont prélevés.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le rat est choisi car c’est un mammifère qui constitue un modèle courant et classique pour l’étude de la fonction cardiovasculaire y compris dans un contexte pathologique. Il est un modèle de choix car il offre la possibilité d’induire l’insuffisance cardiaque par des procédures chirurgicales. Des rats de 7 semaines (250g ) adultes ont été choisis comme modèles car les maladies cardiovasculaires chez l’humain et l’hypertension en particulier touche essentiellement des adultes.