Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 10/10/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-675345)
Une partie des souris utilisées est privée d’interféron gamma, donc incapable de contrôler le parasite qu’on lui inocule, et une autre partie est constituée de souriceaux de sept jours. 1 870 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L’inoculation de Cryptosporidium et l’administration des molécules candidates passent par un à cinq gavages par animal, sans anesthésie ni analgésie, le porteur indiquant qu’un anti-inflammatoire modifierait la réponse immunitaire et donc la prolifération du parasite. Les adultes immunodéficients peuvent se retrouver prostrés au bout d’une dizaine de jours, et toutes sont tuées en fin d’expérimentation, l’hébergement en zone confinée avec un pathogène transmissible à l’humain interdisant selon le porteur toute autre issue.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le présent projet vise à évaluer (1) l’efficacité de molécules candidates anti-cryptosporidiennes présélectionnées in vitro sur des modèles murins (adulte et nouveau-nés) selon plusieurs schémas de traitements, (2) à vérifier si un mécansime de resistance vis-à-vis de celles-ci peut se produire rapidement et si ces traitements impactent le microbiote intestinal. La voie orale représente la voie privilégiée pour que la molécule soit en contact direct avec le parasite qui se développe dans la partie apicale des cellules épithéliales intestinales et qui n’est jamais plus invasif. Nous fixons comme prérequis aux expérimentations in vivo l’obtention d’un index de sélectivité (IS) qui soit supérieur à celui de la molécule de référence ie un antiparaistaire connu soit un index de sélectivité IS faible entre 2 et 3. A titre d’exemple, une molécule que nous avons identifié a un IS élevé et publié.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le besoin de posséder des molécules efficaces et sures est un besoin fort que ce soit pour traiter la cryptosporidiose humaine ou animale. Nous attendons de ce projet l’identification de quelques molécules candidates capables d’entrer dans la suite du processus de validation de nouveaux composés, ie des essais de non toxicité- non carcinogène fins réalisées par des partenaires externes et après avoir pris contact avec un industriel intéresssé pour mettre ce produit sur le marché (la demande est forte). Ces étapes voient nombre de composés recalés. Il est donc important d’avoir un arsenal de composés pour qu’in fine quelques uns aient la chance de passer toutes les étapes et d’entrer sur le marché afin d’améliorer le bien être et la santé des animaux et de l’homme. L’objectif à moyen terme est bien de disposer d’un nombre suffisant de molécules pour traiter la cryptosporidiose et faire face à certains mécanismes de résistance. Leur repositionnement vers d’autres parasites apicomplexes sera envisagé avec nos collaborateurs afin d’en accroitre encore la portée thérapeutique.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Inoculation et/ou traitement par gavage par voie orale des souris vigiles contentionnés, 1 à 5 fois et moins de 5 min.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
L’infection par C. parvum conduit à des diarrhées chez l’homme et les ruminants. Chez les rongeurs, on n’observe pas de diarrhée mais un ramolissement des fèces. Pour les animaux témoins immunodéficient en interféron, on peut observer des prostrations des animaux après une dizaine de jours. Un suivi quotidien est réalisé et si un ou plusieurs points limites sont obervées. L’infection n’induit jamais de mortalité chez les souriceaux. Les animaux post-traitements sont suivis régulièrement pour observer si un effet indésirable est observé (baisse d’appétit, allergie au produit…), et s’il est constaté une atteinte des points limites tels que définis dans le protocole experimental. Un stress léger est attendu lors de la contention par gavage.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux sont entrés dans des protocoles expérimentaux en zone confinée avec des pathogènes zoonotiques (risque pour l’homme) de classe II. Ils sont donc euthanasiés en fin d’expérimentation et des prélèvements seront réalisés (sang, tissus…) afin de comprendre l’efficacité thérapeutiques des différents traitements.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Nos protocoles expérimentaux sont programmés pour que les essais in vivo ne soient réalisés qu’une fois l’effet démontré de la molécule in vitro sur des lignées de cellules épithéliales ainsi que sa toxicité (test de mortalité cellulaire), sa solubilité dans un tampon compatible avec une administration orale et que la molécule à évaluer démontre un meilleur potentiel que la molécule de référence. L’utilisation d’organoïde n’apporte que peu d’informations supplémentaires. En effet nos cibles thérapeutiques sont localisées dans le parasite lui-même et pas au sein de la cellule hôte. De plus, les organoides n’intègrent pas l’environnement enzymatique agressif du tube digestif qui est susceptible de modifier la biodisponibilité et engendrer une modification chimique du composé. Les composés administrés in vivo peuvent en effet être modifiés par l’environnement complexe du tube digestif (pH, enzymes, etc.) ce qui est difficilement prédictif.
2. Réduction
Le criblage initital in vitro (efficacité, toxixité, solubilité) permet de réduire considérablement l’utilisation du nombre d’animaux. D’autre part notre organisation chronologique des expériences types est mis en place pour réduire à nouveau substantiellement (petits échantillons, non paramétriques), le nombre d’animaux. Le nombre d’animaux utilisés est d’autre part calculé au minimum pour pouvoir garantir l’utilisation de tests statistiques considérant le modèle cryptosporidium chez les rongeurs (modèle de souris sadulte immunodéficientes, modèle de souriceaux de 7 jours). Ces calculs sont basés sur notre longue expérience accompagnée d’une analyse de la littérature réalisée en amont notamment dans le cas ou le composé est repositionné par exemple, et sur un calcul de test de puissance sur nos données.
3. Raffinement
Un suivi quotidien de l’état de santé des animaux sera réalisé avec une surveillance systématique de points limites. Points limites pour les souris selon l’âge de l’animal pendant au plus 24 à 48h, conduira de fait à l’euthanasie des animaux. Cela s’applique à toutes expériences et procédures citées dans ce document. Adulte (IFNg-/-) : Points limites = au moins un des points suivant en sus des poils hérissés : dos arqué, prostration, mobilité hésitante et aléatoire, yeux mi-clos. Souriceaux : Points limites = mobilité réduite, ou mise à l’écart du nid de façon prolongée par la mère. Toute atteinte du point limite déclenche l’euthanasie de l’animal Les animaux sont hébergés au minimum par 2 dans des cages sur litière et un enrichissement avec des feuilles de papier cellulose, bâtonnets de bois et maison rigide rouge. Et en plus des fils fins de papier kraft non blanchi sont mis pour que les femelles gestantes constituent leurs nids adin de positionner les souriceaux. Ils créent ainsi un tapis doux, élastique et confortable, ce qui en fait un matériau de nidification idéal. L’eau et l’aliment sont ad-libitum. On a une procédure légère à modérée et l’utilisation d’anti-inflammatoires agirait sur la réponse immune et donc sur la prolifération du parasite. Il est décrit dans la littérature, que l’anesthésie peut modifier la réponse immunitaire, le développement du parasite et leur voie de signalisation ce qui serait incompatible avec la finalité de la procédure et l’objectif du projet. Des interactions médicamenteuses peuvent aussi avec lieu entre les antiparasitaires testés et les des anesthésiants et analgésiants déjà décrits des études similaires. Une récompense positive, telle que popcorn ou graine de tournesol, est prévue après un acte.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Tout comme les chercheurs internationaux sur ce modèle, nous utilisons en première intention le modèle murin (avant les ruminants) qui reproduit bien l’infection et permet d’évaluer efficacement l’efficacité des drogues. Deux modèles sont utilisés, le modèle de souriceaux de 7 jours qui reproduit la susceptibilité des jeunes ruminants à cryptosporidium et le modèle de souris déficientes pour l’interféron gamma (une cytokine clé dans le contrôle du parasite) qui reproduit la susceptibilité des patients immunodéprimés. Le même parasite zoonotique, C. parvum infectant ces différentes espèces (ruminants, rongeurs, Humain) et nos antiparasitaires ciblant le métabolisme du parasite et non pas l’hôte, tous les modèles animaux susceptibles sont pertinents ; seules les conditions gastrointestinales varient ce qui nous conduit à une validation, en deuxième intention sur l’espèce d’intérêt ruminant. Nous utilisons des souris adultes entre 6 semaines et 15 semaines (souris déficientes pour inteféron gamma) et des souriceaux de 7 jours au démarrage de l’expérimentation (âge qui a été défini pour mimer celui des jeunes ruminants touchés par la cryptosporidiose et celui des jeunes enfants affectés par la maladie. Au-delà de 15 jours les souriceaux conventionels sont naturellement résistants à l’infection grâce au développement rapide de leur système immunitaire digestif.