Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 18/10/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-447796)
Placés en hypoxie huit heures par jour pendant trois semaines, au moment où ils dorment, 490 rats subissent des procédures d’un niveau de souffrance modéré et sont tous tués par prélèvement du cœur. Le porteur décrit une gêne respiratoire, une perte de poids, un stress et une baisse d’activité les trois premiers jours, puis une adaptation. Chaque semaine, les rats portent une à trois heures un collier ou un gilet de télémétrie, subissent une mesure de pression à la queue et, pour une partie, un test de tolérance au glucose avec six gouttes de sang prélevées après six heures de jeûne. L’effectif annoncé repose sur douze animaux par groupe, le porteur ajoutant que cinq mâles et cinq femelles par groupe suffiraient si les résultats se recoupent, sans que le passage à 490 rats soit expliqué.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le syndrome d’apnées obstructives du sommeil est une des maladies chroniques les plus répandues touchant près d’un milliard de personnes dans le monde, elle peut entrainer des maladies cardiaques. Cette maladie correspond à des apnées répétitives pendant le sommeil, entrainant un manque d’oxygène dans le sang, appelée hypoxie. Cette hypoxie est responsable de nombreux problèmes dans l’organisme dont des complications cardiaques. La sévérité des apnées modifie la quantité d’hypoxie qui a pour conséquence une grande valabilité de réponse entre les patients. Dans l’objectif de mieux comprendre la variabilité de réponse chez le patient et améliorer la prise en charge. L’objectif de cette étude et d’évaluer l’impact de différentes quantités d’hypoxie sur l’aggravation de la taille de l’infarctus du myocarde chez le rat.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet a pour but de mieux comprendre le fonctionnement du syndrome d’apnées du sommeil qui est répandu et fortement associé aux maladies cardiovasculaires qui, selon l’Organisation Mondiale de la Santé, se place aux plus hauts rangs des maladies mortelles. La prise en charge des apnées du sommeil est complexe et le profil des patients hétérogène. L’étude de la charge hypoxique (quantité d’hypoxie) chez le rongeur permettra de mieux comprendre les mécanismes qui aggravent les pathologies cardiaques et mieux phénotyper les patients afin proposer des thérapies alternatives ou complémentaires aux traitements actuels.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Tous les animaux seront placés en hypoxie ou en normoxie (contrôle) pendant 3 semaines en modulant la quantité d’hypoxie. Chaque semaine, pendant 1 à 3 h les animaux seront équipés vigile d’équipement de télémétrie (colliers/gilets) afin d’évaluer les paramètres cardiorespiratoires et soumis à une mesure de la pression artérielle à la queue. A la fin de cette procédure, les animaux seront anesthésiés et analgésiés, une mesure de pression artérielle sera réalisée et les rats seront mis à mort par prélèvement cardiaque afin d’évaluer ex-vivo la taille de l’infarctus du myocarde. Dans la deuxième partie du projet, les rats subiront un test de tolérance à l’insuline ou au glucose. Ce test consiste à injecter de l’insuline ou de glucose chez l’animal éveillé et à suivre l’évolution du taux de sucre dans le sang pendant 90 minutes. Les animaux sont mis à jeun 6 heures avant le test, et une 1 goutte de sang est prélevée à la queue à 0, 15, 30, 45, 60 et 90 minutes après l’injection (30 secondes par injection ou prélèvement). A la fin de cette procédure, les rats seront anesthésiés et analgésiés, et mis à mort par prélèvement cardiaque puis les organes d’intérêt seront prélevés pour réaliser les études mécanistiques associées au projet.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
L’hébergement des rats dans l’animalerie conventionnelle entraine une exposition à une nuisance sonore dû au fonctionnement du dispositif d’exposition à l’hypoxie. L’exposition à l’hypoxie induit une dyspnée, une perte de poids, un stress et une diminution de l’activité chez le rat, qui interviennent exclusivement pendant la phase d’hypoxie (8h/j), qui correspond à la phase de sommeil des animaux. Ces atteintes sont transitoires, la perte de poids et la dyspnée sont observées au cours des 3 premiers jours d’exposition, puis les animaux s’adaptent et les courbes de prise de poids sont ensuite parallèles à celles des animaux contrôles exposés aux mêmes flux d’air sans l’hypoxie (normoxie). Le test de tolérance à l’insuline et au glucose chez l’animal éveillé nécessite une mise à jeun de 6 heures et une injection intrapéritonéale d’insuline ou de glucose, suivie de plusieurs prélèvements sanguins à la queue (1 goutte de sang répété 6 fois) ce qui peut induire un stress à l’animal.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue des procédures, tous les animaux seront mis à mort. En effet, l’objectif de ce projet impliquant la réalisation d’une ischémie reperfusion ex-vivo le prélèvement du cœur est indispensable.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le présent projet ne peut pas être réalisé en remplaçant l’animal par des méthodes alternatives puisqu’il s’agit ici d’une étude systémique. En effet, un des objectifs de cette étude est de corréler des marqueurs cliniques de dysautonomie (ECG, pression artérielle…) à la quantité d’hypoxie et à la taille de l’infarctus du myocarde.
2. Réduction
Le nombre d’animaux est réduit au maximum afin que l’effectif par groupe permette d’observer d’éventuelles différences significatives mais en tenant compte d’éventuels problèmes au moment de la cannulation du cœur et de l’absence de réponse de certains animaux lors de la réalisation des tests métaboliques (+20 % => n=12 par groupe). Les gilets de télémétrie nous permettent d’effectuer des mesures longitudinales de la fonction cardiorespiratoire, réduisant ainsi le nombre d’animaux utilisés. Nous réaliserons ce projet sur des animaux mâles et femelles, si les résultats observés entre les mâles et les femelles n’est pas différents les résultats seront groupés et il ne sera pas nécessaire d’effectuer la totalité des animaux 5 mâles et 5 femelles par groupes seront suffisant.
3. Raffinement
Un hébergement selon les règles de bien-être animal dans une animalerie adaptée et autorisée, avec eau et nourriture à volonté, et enrichissements à leur disposition dans les cages, même pendant l’HI et la N (enrichissement adapté ne modifiant pas les flux d’air et ne permettant pas aux animaux de se cacher). Les animaux seront toujours manipulés après une semaine minimum de stabulation dans l’animalerie. Les animaux s’adaptent rapidement à l’exposition à l’hypoxie intermittente. Ils seront observés quotidiennement dans leur cage pendant toute la durée de l’hébergement et du protocole d’hypoxie, pesés au moins une fois par semaine, pour veiller à leur bien-être, à leur état de santé et à l’atteinte des points limites ; les critères d’arrêt et la décision d’exclure un animal d’une procédure sera prise par le responsable du projet. L’utilisation de gilets de télémétrie permettent le suivi cardiorespiratoire des animaux sans nécessiter une quelconque chirurgie ou une anesthésie pour acquérir un ECG, ce qui participe au raffinement, de plus, il est très bien toléré par les rats. Compte tenu des multiples conditions de charge hypoxique, nous avons choisi de réaliser l’épisode d’ischémie-reperfusion ex-vivo plutôt qu’in-vivo, ce qui permet de réduire la contrainte et la souffrance potentielle pour les animaux. Pour toutes les procédures qui le nécessitent, les animaux seront sous anesthésie générale et recevront des antalgiques pré et post-opératoires selon nos protocoles normalisés Une fois endormis, les rats seront transférés sur tapis chauffants pour maintenir leur température corporelle leur température sera également contrôlée par un thermomètre rectal raccordé à une plaque chauffante pour ajuster les variations de température. L’anesthésie sera vérifiée tout au long de la chirurgie (pincement de la patte postérieure ou de la queue). Tous les gestes et soins effectués sur les animaux seront réalisés par des personnes formées et compétentes.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le rat est un mammifère dont certaines caractéristiques biologiques peuvent être extrapolées à l’Homme, notamment dans le cadre d’études systémiques, permettant ainsi de comprendre les mécanismes physiopathologiques avant d’entreprendre des études cliniques chez l’humain. Enfin, la pertinence du choix de cette espèce animale repose sur le fait de la comparabilité des études scientifiques. En effet, c’est un modèle de référence dans les publications. Les animaux seront commandés à l’âge adultes 5-10 semaines (≈ 200 g et 300 g pour les femelles et mâles respectivement) et utilisés après 1 semaine de stabulation.