Caractérisation d’une protéine par imagerie par résonance magnétique (IRM) dans un modèle murin de sepsis.

Le sepsis est une réaction inflammatoire exagérée qui force le corps à s’attaquer à ses propres tissus et organes. Il peut se produire en réponse de n’importe quelle infection, que ce soit par la présence d’une bactérie, d’un virus ou d’un parasite dans le corps. La forme la plus grave est le choc septique qui est une cause fréquente de décès. Cette inflammation entraîne des problèmes dans tout le corps, jusqu’à la baisse de la pression sanguine qui peut causer des défaillances d’organes. Si cette défaillance atteint le cerveau et les vaisseaux sanguins qui l’alimentent il peut y avoir des conséquences graves pour les patients, en accélérant l’apparition de problèmes de mémoire à long terme. Si l’inflammation reste excessive et continue dans le temps, elle va endommager la barrière qui sépare le sang et le cerveau entraînant un gonflement du cerveau et l’activation de certaines cellules immunitaires qui vont accentuer l’inflammation au niveau du cerveau. De plus, il peut y avoir des problèmes avec la circulation sanguine et provoquer des saignements dans le cerveau. Pour traiter le choc septique, on utilise des antibiotiques et on traite l’infection initiale. On s’assure aussi que la pression sanguine reste normale pour que les organes fonctionnent de manière normale. Actuellement, il n’y a pas de traitement spécifique pour traiter les problèmes qui touchent les vaisseaux altérés par cette maladie, ni l’inflammation du cerveau. Notre équipe de recherche étudie une protéine qui pourrait aider à conserver la fonction des vaisseaux pendant l’inflammation et empêcher les problèmes qu’elle provoque. Pour cela, nous utilisons un modèle chez le rat chez qui nous allons injecter une substance appelée Lipopolysaccharide (LPS) pour provoquer l’inflammation au niveau du cerveau. Nous allons faire des images IRM du cerveau de ces animaux pour voir si la protéine d’intérêt peut empêcher les problèmes liés à l’inflammation dans le cerveau, en mesurant la diminution du gonflement du cerveau et de la circulation sanguine cérébrale.

Cette étude vise à examiner comment la protéine agit dans la réponse de la barrière entre le sang et le cerveau en cas d’inflammation dans tout le corps. Avant de pouvoir envisager de tester cette protéine chez l’homme, il est important de vérifier son efficacité dans le traitement de l’infection grave chez le rat. Les résultats attendus aideront à mieux comprendre comment traiter ce genre d’inflammation chez les humains et à réduire le risque de développer des troubles de la mémoire graves. Il est possible qu’une première phase d’essais chez l’homme puisse être envisagée dans les cinq prochaines années.

L’ensemble des gestes réalisés sur les animaux, le seront par des personnes formés à la manipulation expérimentale du petit animal. Dans cette étude, nous avons besoin d’endormir les animaux pour les examens d’imagerie. Les animaux seront imagés 3 fois au cours de ce projet. Un protocole d’imagerie dure environ 1h de l’anesthésie au placement de l’animal dans sa cage de réveil. Pour induire l’anesthésie générale, nous injecterons au niveau abdominal un produit dont on ajustera la concentration en fonction du poids de l’animal. Après 5 minutes et confirmation de l’anesthésie générale, un prélèvement de sang sera effectué au niveau de la veine de la queue, ce geste expérimental prend 2 à 3 minutes. Nous allons mesurer dans ce prélèvement les différentes protéines impactées par la protéine d’intérêt pour voir si elle a bien effet. Ce prélèvement sera réalisé 3 fois au cours de ce projet. Un 4ème prélèvement sera effectué, lors de la dernière étape du projet, toujours sous anesthésie générale. La mise en place du modèle expérimental est réalisée par une injection unique de Lipopolysaccharide au niveau abdominal.

Nous utiliserons des injections dans la cavité abdominale pour administrer la protéine d’intérêt, le produit pour déclencher la maladie inflammatoire ainsi que pour le mélange pour l’anesthésie. Lors de ces injections l’animal est tenu dans les mains de l’opérateur avec les gestes préconisés pour limiter le stress et la douleur de l’animal lors de l’injection. L’injection du produit d’anesthésie peut être répétée avec une concentration plus faible pendant l’examen d’imagerie dans le cas où l’animal commence à se réveiller. Le LPS est une substance qui provoque une réaction inflammatoire généralisée semblable à celle observée dans le sepsis et peut entraîner à court terme une perte de poids, une réduction de la mobilité et des interactions sociales chez les animaux. Le fait de répéter les prélèvements sanguins au niveau de la queue peut entrainer soit des saignements, soit une infection qui peut aller jusqu’à la nécrose c’est-à-dire à la mort des tissus.

L’ensemble des animaux inclus dans ce projet seront euthanasiés pour effectuer des prélèvements d’organes et de sang. Ces prélèvements seront utilisés pour une analyse tissulaire au niveau microscopique afin d’évaluer le rôle protecteur de la protéine. Plus particulièrement pour les prélèvements de cerveau, nous allons les comparer aux données obtenues par imagerie.

Nous utiliserons des rats pour cette étude car c’est l’espèce utilisée dans les études sur ce modèle pathologique. Le rat est une espèce couramment utilisée pour les travaux d’expertise par imagerie chez le petit animal et les outils utilisés sont dédiés à cette espèce. De plus, c’est une espèce de plus grande taille par rapport à la souris ce qui permet d’avoir une qualité d’image supérieure avec plus de détails et précision pour les expérimentations d’imagerie préclinique. Nous utiliserons des animaux âgés de 10 à 12 semaines pesant entre 400 et 600g. Le stade de développement des animaux correspond à de jeunes adultes afin de mimer au mieux les conditions pathologiques retrouvées chez l’Homme.