Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 10/06/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-249077)
Les rats subissent trois chirurgies, une ligature de l’artère du rein gauche à J1, l’ablation du rein droit à J8 et la pose d’une mini-pompe à J38, encadrées d’un prélèvement sanguin à J37 puis d’une IRM et d’une échocardiographie en semaine 12. 108 rats Sprague-Dawley mâles vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance modérés à sévères. L’insuffisance rénale ainsi provoquée s’accompagne, si le modèle fonctionne, d’une anémie, d’une hypertrophie et d’une fibrose du cœur et d’une baisse de la fonction ventriculaire, avec 25 % de mortalité annoncée. Le porteur espère à long terme un traitement du rétrécissement aortique et vérifie d’abord une hypothèse sur un récepteur de l’endothéline.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le rétrécissement aortique est une pathologie fréquente qui touche environ 2% de la population de plus de 65 ans. Cette maladie se caractérise par une calcification des tissus et une diminution de la surface valvulaire empêchant l’éjection du sang. Au stade final de la maladie, il en résulte des symptômes à type de dyspnée, insuffisance cardiaque à l’origine d’une importante morbi-mortalité cardiovasculaire. Hors, il n’existe actuellement aucun traitement médical permettant de stopper le développement des calcifications valvulaires. La seule issue thérapeutique consiste en une intervention. Quelques études suggèrent l’implication de la voie de l’endothéline dans le rétrécissement aortique et ex vivo qu’un blocage du récepteur de l’endothéline B augmentait les calcifications et qu’à l’inverse, une stimulation diminuait les calcifications . La stimulation du récepteur de l’endothéline B pourrait donc être une potentielle cible thérapeutique à l’avenir. L’objectif de cette expérimentation est donc de vérifier sur un modèle animal de calcification valvulaire ces premiers résultats et de s’assurer de l’absence d’effets secondaires de cette modulation de la voie de l’endothéline.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le rétrécissement aortique est une pathologie qui représente un véritable enjeu de santé publique. Il s’agit en effet de la valvulopathie la plus fréquente dans les pays occidentaux avec une prévalence de 2% des sujets de 65 ans et plus et 10% des sujets de 80 ans et plus . Les symptômes apparaissent au stade du rétrécissement aortique serré et sont le plus souvent invalidant à type de dyspnée amenant à des hospitalisations. Actuellement le seul traitement consiste est une intervention, soit par voie chirurgicale, soit par voie percutanée. Dans les deux cas, le remplacement de la valve par une prothèse valvulaire n’est pas dénué de risque (accident vasculaire cérébral, implantation de pacemaker, troubles du rythme). Même si certaines publications anciennes ont suggéré un rôle de l’endothéline dans les calcifications valvulaires aortiques, cela n’a toujours pas été confirmé et les mécanismes impliqués n’ont toujours pas été expliqués. Notre projet pourrait donc permettre : 1)A court terme, de répondre à une question scientifique en cours et confirmer le potentiel rôle de l’endothéline dans le développement du rétrécissement aortique. La compréhension des mécanismes impliqués pourrait également ouvrir la voie à d’autres idées de recherche dans des domaines variés. En effet, la voie de l’endothéline est notamment étudiée en oncologie et en neurologie . 2) A long terme, cette étude pourrait également permettre la conception d’un traitement médical du rétrécissement aortique. Cela pourrait éviter à de nombreux patients d’arriver au stade symptomatique de la maladie et donc éviter des hospitalisations et des interventions.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux de la procédure subiront trois chirurgies dans un premier temps une ligature de l’artére rénale du rein gauche à J1 de l’étude puis une ablation totale du rein droit au J8 de l’étude et enfin une pose de mini pompe à J38. Des prélèvements sanguins seront effectués à J37 sur tous les animaux sous-anesthésie gazeuse pour randomiser nos groupes en fonction du dossage de la créatine. L’analyse des effets fonctionnels (IRM : semaine 12 et échocardiographie cardiaque : semaine 12 et J38 ) sera effectué sous anesthésie avec une durée de 10 minutes/rat.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La procédure est classée sévère. La chirurgie visant à induire une un modèle animal de calcification valvulaire afin d’étudier l’impact de la modulation du récepteur de l’endothéline B dans le développement du rétrécissement valvulaire aortique. Pour cela les animaux subiront une néphrectomie qui sera réalisée en deux temps avec une ligature de l’artère rénale gauche à J1 et une ablation du rein droite à J8 (avec une durée de chaque intervention de 20 minutes). De manière certaine, les animaux, après néphrectomie (Sténose) du rein gauche des 5/6ème (procédure classée sévère) et néphrectomie totale rein droit développeront une insuffisance rénale Chronique (IRC). Nous nous attendons, si notre modèle fonctionne, insuffisance rénale chronique associé avec une anémie, une hypertrophie cardiaque, une fibrose cardiaque et une diminution de la fonction systolique et diastolique du ventricule gauche. Le taux de mortalité lors de la réalisation de ce modele est de 25%. Tous les animaux subiront plusieurs anesthésies gazeuse et une anesthésie par injection lors de IRM (durée 40 minutes) et de la mise à mort.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A la fin de la procédure les animaux seront mis à mort puisqu’il est nécessaire de récupérrer la valve aortique et le coeur pour analyse des calcifications présentes.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Dans ce projet d’étude, des expérimentations in vitro et ex vivo sur des cellules valvulaires ont déjà été faites antérieurement. Cependant, le modèle in vivo ne peut pas être remplacé car il permettra d’étudier l’effet systémique des modulateurs de la voie de l’endothéline au-delà des cellules valvulaires ainsi que la tolérance des agents pharmacologiques sur un organisme vivant. Il s’agit d’une étape indispensable si l’on souhaite développer par la suite un médicament chez l’homme.
2. Réduction
Pour réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires à cette étude nous réaliserons séquentiellement des mesures non-invasives de la fonction cardiaque (échographie, IRM) puis une analyse histologique. Nous avons également mis en place une stratégie d’optimisation des prélèvements au moment de la mise à mort. De plus, nous avons réalisé des tests statistiques appropriés pour calculer le nombre de rats nécessaire.
3. Raffinement
Tout au long de l’étude, les animaux seront nourris ad libitum et hébergés en groupes sociaux stables dans des portoirs conventionnés au nombre maximum de 4 par cage avec de l’enrichissement (Tunel,Kraft Paper). Les animaux seront maintenus avec un environnement controlé et stabilisé (température de 21°C , hydrométrie à 55% et luminosité à 100lux avec une durée de cycle de lumière normal soit 12h/12h). Afin de limiter le stress occasionné par le transport, une période d’acclimatation d’une semaine après réception des rats sera maintenue avant le début du protocole. Les conditions de soins et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommages durables que pourraient ressentir les animaux. Ainsi, un suivi des animaux sera réalisé quotidiennement durant toute la durée du protocole expérimental, ce qui permettra de déceler un éventuel signe de souffrance. Notre grille d’évaluation des point limites pour le bien être animal est utilisé quand un animal présente un état de mal être ou de souffrance, il est exclu de l’étude et euthanasié en fonction de son score et de la discussion avec les membres de la structure chargée du bien être animale. Pendant la chirugie, nous injectons une solution saline en sous- cûtanée pour maintenir l’hydratation de nos animaux. En post- opératoire une injection de glucose à 5% en IP est réalisée en ainsi qu’un ajout dans la cage de nourriture gélifiée qui aide l’animal à mieux se nourrir. Un traitement analgésique à l’aide de xylazine (10 mg/kg) en préopératoire et de buprénorphine (0.5 mg/kg) en pré et post-opératoire est réalisé suivi d’une injection toutes les 8h pendant 24h qui suivent l’opération. Nous allons dans ce projet utiliser des rats mâles, ce qui diminuera les variations dans les réponses immunitaires, et permettra une meilleure comparaison entre nos modèles.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le choix du rats sprague dawley males se justifie par l’expérience du laboratoire à la fois pour la chirurgie de la néphrectomie mais également pour l’étude des fonctions cardiaque par échocardiographie et IRM. Par ailleurs, le rapprochement des espèces humaines et des rongeurs sur le plan phylogénétique rend pertinent le choix de cette espèce en garantissant une bonne extrapolation des résultats chez l’homme. Nous utiliserons que des mâles pour notre études pour diminuer les variations dans les réponses immunitaires, et permettra une meilleure comparaison entre nos modèles. Nous utiliserons des rats adultes car cette pathologie survient chez des humains adultes (pathologies non existante chez les enfants).