Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2024-10-23 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-992355)
Opérées du crâne dans les deux premiers jours de leur vie, des souris nouveau-nées reçoivent une greffe de cellules nerveuses assemblées en trois dimensions par lévitation acoustique. 312 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever leur cerveau. Le porteur indique que la séparation d’avec la mère peut conduire celle-ci à rejeter définitivement ses petits, et qu’un échec de la greffe peut diminuer la capacité de préhension de la patte avant gauche. L’étude pilote annoncée porte sur 120 animaux au maximum, sans que le reste de l’effectif demandé soit détaillé.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le cortex cérébral est la partie externe du cerveau et est responsable de fonctions complexes telles que la perception sensorielle, la cognition, la génération de commandes motrices volontaires… Il est composé de six couches distinctes, chacune ayant des types spécifiques de neurones et des connexions uniques. Ces couches jouent un rôle crucial dans le traitement de l’information en permettant une organisation et une transmission efficaces des signaux neuronaux à travers différentes régions du cerveau. Le cortex cérébral est souvent affecté en cas de traumatisme crânien en raison de sa position superficielle, cependant les solutions thérapeutiques proposées demeurent limitées. En effet, le cerveau adulte présente une faible capacité d’autoréparation, que ce soit dans la neurogenèse de nouvelles cellules ou de nouvelles connexions projetant sur de longue distance. La transplantation cellulaire offrirait ainsi une stratégie thérapeutique pour les patients en apportant de nouvelles cellules en remplacement de celles perdues suite à une lésion. Différentes technologies sont actuellement utilisées pour procéder à la reconstruction 2D ou 3D de tissus complexes à partir de cellules vivantes. Dans le champ des Neurosciences, de nombreux modèles in vitro sont actuellement en cours de développement. Cependant, l’objectif de ce projet n’est pas d’étudier la thérapie cellulaire par transplantation de cellules fœtales, mais plutôt d’évaluer un éventuel intérêt de la lévitation acoustique comme technique innovante pour améliorer cette thérapie. Des recherches récentes ont montré qu’il est possible, en utilisant la lévitation acoustique, de structurer en 3D des couches de neurones intégrées dans des blocs d’hydrogel. Le but de ce projet est donc de tester la capacité des structures neuronales 3D obtenues par lévitation acoustique à favoriser la restauration des différentes voies neuronales après transplantation dans un modèle murin de traumatisme crânien.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
A court terme, ce projet permettra d’étudier l’intérêt de la technique de lévitation acoustique sur la réparation des réseaux neuronaux après transplantation de cellules chez le rongeur. Cette technique permet un positionnement extrêmement précis des cellules, ce qui est essentiel pour cibler des zones spécifiques du cerveau avec une grande exactitude. La lévitation acoustique offre une méthode innovante et potentiellement supérieure pour la manipulation précise et douce des cellules destinées à la thérapie cellulaire, améliorant la précision, la viabilité et l’efficacité de ces interventions thérapeutiques. A plus long terme, les bénéfices attendus de ce projet sont le développement de thérapie chez l’Homme autour la transplantation cellulaire, afin d’améliorer la qualité et la fiabilité des transplantations et ainsi améliorer la prise en charge des patients souffrants de lésions corticales.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Sur nouveau-nés anesthésiés : 1 chirurgie craniale pour transplanter des cellules : 1 fois (5 minutes par animal, 312 animaux). Sur animaux vigiles : au maximum une dizaine de pesées par animal, d’une durée d’environ 1 minute (une fois par semaine, sur toute la durée du projet, 312 animaux maximum). Sur animaux anesthésiés (avec antalgie) : 1 chirurgie sans réveil pour le prélèvement du cerveau (5 minutes par animal, 312 animaux).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La séparation des nouveaux nés avec leur mère, le temps de la chirurgie, peut induire un stress modéré transitoire chez la mère et chez les petits. Cette séparation peut également induire un rejet définitif des petits par la mère. Pendant l’induction de la cryoanesthésie, une sensation de froid transitoire est attendue. Après la chirurgie crânienne, l’effet indésirable attendu est une douleur modérée transitoire atténuée par des antalgiques. Si la greffe est un échec, l’effet potentiellement attendu est une légère diminution de la capacité de préhension de la patte avant gauche. L’acte de pesée sur animal vigile peut induire un léger stress transitoire.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort à la fin du projet afin de récupérer le cerveau pour des études neuroanatomiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
La technique d’impression des cellules par lévitation acoustique utilisée dans cette étude aura été testée au préalable in vitro. La différenciation et la survie des cellules seront vérifiées avant de commencer les tests in vivo. Dans ce projet, nous souhaitons étudier la possibilité de la réparation du cerveau lésé sur le plan neuroanatomique. De ce fait, la nécessité de modèles animaux apparait essentielle à l’étude de cette pathologie. Ces approches nécessitent la présence du réseau neuronal qui est uniquement accessible dans des modèles d’animaux intègres et donc vivants. De nos jours, il n’est pas encore possible de modéliser la complexité du cortex cérébral de mammifère in vitro ou in silico, qui nous permettrait d’étudier la reconstruction des noies neuronales.
2. Réduction
Nous avons réduit au maximum le nombre d’animaux nécessaires en expérimentation tout en s’assurant d’en avoir le nombre suffisant pour avoir une étude interprétable sur le plan statistique. Nous commencerons par réaliser une étude pilote qui consistera à valider les bons paramètres de la technique de lévitation acoustique pour la viabilité du greffon. Nous procéderons avec une démarche pas à pas (par groupe de 6-8 animaux, c’est-à-dire une portée), répétés au maximum 15 fois, soit 120 animaux maximum au total. Si l’étude pilote donne des résultats satisfaisants, une étude comparative utilisant différentes techniques de préparation des neurones à transplanter sera réalisée. Les données de l’étude pilote seront alors exploitées dans cette étude comparative réduisant d’autant le nombre d’animaux utilisés. Si l’étude pilote ne donne pas de résultat satisfaisant, le projet sera arrêté.
3. Raffinement
Les conditions d’élevage et d’hébergement seront optimisées (hébergement en groupe dans des locaux adaptés avec enrichissement du milieu adapté à l’espèce : matériel de nidification et tunnel). Les mères seront conditionnées aux manipulations et aux odeurs 7 jours avant la procédure pour éviter le rejet des nouveaux-nés. Lors de la chirurgie nous aurons recours à une anesthésie générale avec une analgésie. Durant toute la procédure, les animaux feront l’objet d’un suivi quotidien de leur état de santé (alimentation, apparence, comportement) et des actions seront mises en place en cas de problème(s) observé(s), avec l’utilisation de points limites adaptés et gradés, d’un arbre décisionnel et de critères d’arrêt de souffrance.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est l’espèce la plus utilisée pour les modèles animaux dans le domaine des neurosciences. Les modèles de lésion/transplantation corticale chez le rongeur sont bien référencés et maitrisés. Les animaux seront utilisés au stade postnatal (jusqu’à 2 jours après la naissance). La réalisation de transplantations cérébrales chez les nouveaux-nés de souris présente plusieurs avantages : -Le cerveau des nouveau-nés est beaucoup plus plastique que celui des adultes, ce qui signifie qu’il est plus capable de réorganiser ses circuits neuronaux et d’intégrer les nouvelles cellules -Les nouveau-nés ont souvent une réponse immunitaire moins développée, ce qui réduit le risque de rejet des cellules transplantées par rapport aux adultes dont le système immunitaire est plus mature et réactif -Les cellules souches transplantées chez les nouveau-nés sont plus susceptibles de se différencier en types de cellules appropriés et de former des connexions fonctionnelles beaucoup plus rapidement