Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 09/07/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-138275)
Vingt et un jours enfermées en continu dans un caisson à 9 % d’oxygène : c’est ainsi qu’une hypertension artérielle pulmonaire est provoquée chez une partie des 1 152 souris de ce projet, dont 384 seront tuées sans jamais se réveiller et 768 utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. D’autres reçoivent de l’élastase par incision et injection dans la trachée pour déclencher un emphysème, avant une mesure de la fonction pulmonaire de quinze minutes sous anesthésie. Le porteur signale que les manipulations ont lieu pendant la phase de sommeil des souris et que la nourriture déclenchant le transgène est amère, ce qui leur fait perdre du poids. Il écrit dans le même paragraphe que les souris exposées à l’hypoxie chronique perdent du poids « sans apporter de douleur à l’animal » et ne montrent « aucune difficulté respiratoire », alors que le protocole vise à leur donner une hypertension pulmonaire.
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. Les cellules endothéliales (CEs) qui composent les vaisseaux, sont nécessaires à la fonction des poumons. Un nombre élevé de CEs vieillissantes est associé au vieillissement prématuré du poumon et à plusieurs maladies pulmonaires. Ces cellules vieillissantes ne sont plus capables de se diviser et libèrent des facteurs nocifs pour les poumons. Ceci a pour conséquence la diminution de la formation de nouveaux vaisseaux contribuant alors au phénomène observé avec l’âge et dans certaines maladies. Tout comme les cellules endothéliales, les cellules musculaires lisses jouent également un rôle dans le développement de maladies pulmonaires, et seront aussi étudiées. Notre objectif est d’évaluer l’impact du vieillissement des cellules endothéliales et musculaires lisses au cours du vieillissement et de deux maladies, l’hypertension (HTP) et l’emphysème pulmonaires. Pour cela, nous étudierons le vieillissement cellulaire, la fonction pulmonaire, la densité et le remodelage vasculaire chez des souris jeunes et âgées, avec ou sans maladies pulmonaires. De plus, nous travaillerons avec des souris génétiquement modifiées pour éliminer les cellules endothéliales et musculaires lisses vieillissantes afin d’étudier le rôle de ces cellules dans les maladies pulmonaires liées à l’âge.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet permettra d’évaluer le rôle du vieillissement des cellules endothéliales et musculaires lisses pulmonaires avec l’âge et dans deux maladies pulmonaires liées à l’âge (hypertension artérielle et emphysème pulmonaires).
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les différents animaux subiront une biopsie non invasive (1 seul geste de quelques secondes, ne nécessitant pas d’anesthésie) par poinçonnage d’oreille, effectuée au moment du sevrage (1 mois), nécessaire à leur identification. 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. D’autre part, afin d’induire un emphysème pulmonaire, les animaux seront traités à l’élastase (ou contrôle sans effet) : une petite incision et injection au niveau de la trachée sont effectuées sous anesthésie générale, lors d’une seule procédure rapide de 5 minutes. 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 durant 15 minutes environ pour chaque souris sous anesthésie générale, connectée grâce à une sonde.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
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. 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, mesure de la fonction pulmonaire) 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. La nourriture spéciale permettant l’expression du transgène chez la souris a un goût amer, ce qui entraîne une légère perte de poids chez la souris.
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’élimination des cellules endothéliales et musculaires lisses vieillissantes 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. Si un animal présente un de ces points limites, il recevra une anesthésie et une analgésie adaptée à la mise à mort.
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.