Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 04/11/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-066972)
1 204 souris génétiquement modifiées vont être utilisées, toutes tuées et leur cerveau prélevé, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit deux opérations du crâne sous anesthésie, de 45 à 120 minutes, puis apprend une tâche récompensée par de l’eau, tête immobilisée, quarante minutes par jour pendant deux mois. La récompense repose sur une restriction hydrique, les souris recevant la moitié de leur consommation d’eau habituelle et perdant 10 % de leur poids, perte que le porteur décrit comme impossible à éviter. Il écrit par ailleurs qu’aucune souffrance inhérente n’est associée à l’usage de ces souris transgéniques et que l’habituation garantit qu’elles ne ressentent « ni stress ni anxiété ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’autisme est un trouble neurodéveloppemental caractérisé par des déficits sociaux, des comportements répétitifs et les altérations sensorielles. Il est estimé qu’à l’échelle mondiale, environ un enfant sur 34 est atteint d’autisme. Malgré la prévalence de l’autisme, les mécanismes neurobiologiques responsables des changements du comportement ne sont pas bien compris. Une meilleure compréhension de la neurobiologie de l’autisme est cruciale pour la gestion des symptômes des personnes autistes, le développement d’approches thérapeutiques innovantes, ainsi que pour l’amélioration du diagnostic. L’objectif de ce projet est d’utiliser des souris génétiquement modifiées, possédant les traits de l’autisme, pour étudier de manière plus approfondie les altérations neuronales dans l’autisme. Dans cette étude, qui se déroule dans 2 établissements utilisateurs, nous avons donc choisi de nous concentrer sur deux régions du cerveau qui sont similaires entre la souris et l’homme. Nous proposons de développer et d’utiliser une nouvelle expérience comportementale visant à identifier à la fois les altérations comportementales et les modifications physiologiques cérébrales dans ces souris modèles de l’autisme. Ces mesures nous permettront de tester quels mécanismes cellulaires peuvent être responsables des altérations comportementales liées à l’autisme. Finalement, nous pourrons tester grâce à cette tâche comportementale, si une intervention pharmacologique ciblant ces mécanismes peut corriger les altérations comportementales présentes au niveau sensoriel dans l’autisme. Nous utiliserons pour cela, une molécule expérimentale qui a déjà été testée dans des essais cliniques chez l’homme et dont le profil de sécurité et la pharmacocinétique sont bien définis.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Des études de dépistage à grande échelle menées aux États-Unis suggèrent que la prévalence de l’autisme est de 1 enfant sur 34. Bien qu’il n’existe pas d’études de cette ampleur en Europe, la prévalence de l’autisme est probablement similaire. Les symptômes sensoriels affectent la grande majorité des personnes atteintes d’autisme et ont des conséquences fortement négatives sur leur vie quotidienne. Par exemple, ils pourront avoir des difficultés pour s’intégrer dans une classe bruyante, des difficultés pour manger certains aliments ou pour porter certains vêtements. Ces symptômes sont une source majeure de stress pour les familles concernées. La compréhension des processus neurophysiologiques qui sont à l’origine de ces difficultés sensorielles peut apporter des informations importantes sur la façon dont le fonctionnement du cerveau est altéré dans l’autisme. De telles études peuvent conduire à l’identification des mécanismes moléculaires, cellulaires et cérébrales qui sont responsables des perturbations sensorielles, révélant ainsi de nouvelles cibles pour le développement de traitements pharmacologiques visant à améliorer des symptômes tels que la surcharge sensorielle ou l’hyper/hypo-réactivité sensorielle. De telles études nécessitent des approches invasives et des manipulations qui ne sont pas possibles dans un cadre clinique. Nous pensons que notre étude permettra de mieux comprendre les types de cellules et les circuits impliqués dans l’altération de la perception multisensorielle. Elle fournira des biomarqueurs précliniques pour l’évaluation de nouveaux médicaments expérimentaux. Elle nous permettra d’évaluer l’efficacité d’un médicament expérimental existant qui a été proposé comme traitement de l’autisme. Notre étude a le fort potentiel de fournir des informations qui, à terme, amélioreront la vie des personnes diagnostiquées autistes. Ces connaissances peuvent également renforcer l’autonomie et le bien être des personnes autistes en leur permettant de comprendre pourquoi elles se sentent comme elles le font dans certaines situations.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Tous les animaux inclus dans les expériences comportementales seront soumis à deux interventions chirurgicales sous anesthésie et analgésie : la première durera environ 45 à 90 minutes, et la deuxième durera de 90 à 120 minutes (EU « A »). Pour comprendre les mécanismes neurobiologiques sous-jacent de l’autisme, les animaux apprendront à effectuer une tâche comportementale non aversive et non douloureuse, basé sur les récompenses, pendant 45 minutes par jour (EU « B »). En même temps, nous effectuons des mesures de l’activité des neurones du cerveau (EU « B »). Afin de permettre ces enregistrements, les animaux sont entraînés à accepter une contention partielle (immobilisation de la tête). Pour s’assurer que les animaux ne ressentent ni stress ni anxiété, ils seront progressivement habitués à l’installation et à l’immobilisation de leur tête d’une minute à 35 minutes, pendant 5 jours (EU « B »). Cela permet aux animaux d’apprendre que cette immobilisation est réversible et non douloureuse. Lorsqu’ils seront à l’aise avec le dispositif (pas de signes de détresse, capables de manger et boire), l’entraînement à la tâche comportementale commencera. Chaque session de travail comportemental dureras 40 minutes, et les sessions seront répétées quotidiennement pendant 2 mois (EU « B »). Tous les animaux inclus dans les expériences visant à définir l’activité du cerveau hors cadre comportemental seront soumis à une intervention chirurgicale sous anesthésie et analgésie, qui durera 90 minutes (EU « A »). Pour s’assurer que les animaux ne ressentent ni stress ni anxiété, ils seront progressivement habitués à l’installation et à l’immobilisation de la tête d’une minute à 35 minutes, pendant 5 jours (EU « B »). Cela permet aux animaux apprendre que cette immobilisation est réversible et pas douloureuse. Lorsqu’ils seront à l’aise dans le dispositif (pas de signes de détresse, capables de manger et boire), l’enregistrement de l’activité du cerveau commencera (EU « B »).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
1) Chirurgies: Les animaux seront soumis à des interventions chirurgicales sous anesthésie et analgésie. Le risque d’inconfort, de douleur, d’infection et/ou de perte de poids est inhérent à ces procédures. 2) Immobilisation partielle : L’enregistrement de l’activité neuronale des différents groupes des neurones nécessite de maintenir la tête de l’animal dans une position fixe. Cette méthode n’est pas douloureuse et est bien établie dans la littérature, mais elle provoque un malaise pendant les premiers séances. 3) Restriction hydrique : Notre tâche comportementale nécessite la mise en place d’une récompense. Après notre étude précédente, nous avons choisi une récompense hydrique (nécessitant la restriction de l’eau). La perte de poids (10 % du poids initial de l’animal) ne peut être évitée car les souris reçoivent une ration d’eau correspondant à 50 % de leur consommation d’eau ad libitum.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Toutes les souris seront euthanisiées et leurs cerveaux seront prélevés pour des analyses post-hoc.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les expériences proposées dans cette étude nécessitent des circuits neuronaux intacts et des mesures à la fois physiologiques et comportementaux. Un modèle animal est absolument nécessaire pour reproduire la complexité de ces interactions neuronales et ne peut pas être remplacé par les études in vitro ou in silico. Les études cliniques ne sont pas adaptées à notre objectif expérimental des approches invasives sont nécessaires pour répondre à notre question scientifique. Les circuits neuronaux sont bien conservés chez les différentes espèces mammifères et sont donc susceptibles d’être fonctionnellement similaires chez les rongeurs et les humains. L’utilisation des modèles de plus faible sensibilité neuronale (tels que la mouche à vinaigre) n’est pas adaptée non plus à notre projet, car cet organisme ne possède pas la structure cérébrale ciblée par notre étude.
2. Réduction
Une conception expérimentale minutieuse garantira la reproductibilité des résultats et, avec des techniques d’analyse statistique appropriées, l’utilisation d’animaux sera réduite au minimum. Les protocoles comportementaux, physiologiques, et pharmacologiques ont déjà été mis en place pour une étude précédente sur la perception tactile. Une première étude pilote a été réalisée pour modifier les protocoles comportementaux pour étudier la perception multisensorielle. Cette première étude nous a permis de déterminer le nombre d’animaux nécessaires pour réaliser ces expériences et avoir des résultats statistiquement valides. Cela nous a permis d’assurer la crédibilité de nos résultats avant de procéder à l’étude principale. Les données comportementales, physiologiques, et pharmacologiques seront recueillies auprès des mêmes animaux. Les injections du traitement seront précédées par les injections contrôles dans les mêmes animaux. Toutes les expériences seront réalisées par groupe de 6 à 8 souris, et notre stratégie sur le nombre des souris nécessaire sera adaptée aux résultats. Ces mesures nous permettront de réduire le nombre d’animaux utilisés dans l’étude et de mesurer simultanément plusieurs paramètres.
3. Raffinement
Tous les résultats scientifiques sur les facteurs influençant le bien-être des animaux ainsi que la capacité des animaux à ressentir et à exprimer la douleur, la souffrance, l’angoisse et les dommages durables seront pris en compte. Les expériences seront conçues et réalisées de la manière la plus éthique possible. Des souris transgéniques seront utilisées pour explorer les déficits multisensorielles dans les modèles de souris d’autisme, et aucune souffrance inhérente n’y est associée. Le bien-être des animaux est impératif pour cette étude. Afin de garantir le moins de gêne et de souffrance pour les animaux, le matériel adéquat sera mis à disposition des personnes autorisées, compétentes et dûment qualifiées, qui respecteront rigoureusement les procédures mises en place. Pour les chirurgies: Utilisation d’anesthésiques, d’analgésiques, d’un anti-inflammatoire, d’une crème pour les yeux et d’un tapis chauffant pour maintenir la température de l’animal. Tous les animaux seront manipulés en utilisant les techniques les moins stressantes possibles, conformément à la littérature : l’utilisation d’un tunnel ou des mains en forme de coupe. Les animaux seront transférés entre les deux sites dans leurs cages d’origine, pendant leur phase active, et placés dans l’obscurité à l’intérieur d’un chariot. . Pendant la restriction en eau, les animaux seront pesés chaque jour, et leur alimentation en eau sera ajustée afin de s’assurer qu’ils ne dépassent jamais une perte de poids de 10 %. Un tube et du matériel de nidification seront placés dans chaque cage afin de garantir la poursuite de tous les comportements normaux de l’animal. Les animaux seront placés dans des cages collectives afin de garantir des interactions sociales. L’hydrogel qui sera fourni comme source d’eau est considéré comme un enrichissement car les animaux le manipulent abondamment avec leurs pattes avant. Les animaux seront habitués à la pièce d’expérimentation. Les animaux seront progressivement habitués à la fixation de la tête pour garantir un stress minimal. Tous les animaux exploreront librement l’installation avant et après chaque session, en marchant et en grimpant sur ses différentes parties. Les stimulations tactiles et auditives utilisées pendant la tâche comportementale ne sont pas douloureuses et ne provoquent pas des crises d’épilepsie. Des points limites spécifiques et des mesures conservatrices pour chaque phase de la procédure sont définis.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
L’utilisation des souris transgéniques a été privilégiée pour rester cohérent avec les études antérieures effectuées au sein de notre équipe. Les rongeurs ont des systèmes somatosensoriel et auditif très développés et sont considérés comme une espèce modèle pour les études concernant le traitement de certains types d’informations sensorielles. De plus, à ce jour la souris est la seule espèce de mammifère pour laquelle il est possible, facilement, de modifier le génome afin de créer des modèles de maladies humaines. L’étiologie de l’autisme a une forte base génétique. Les modèles transgéniques impliquant la manipulation (suppression ou modification des gènes à haut risque pour l’autisme) sont considérés comme les modèles ayant une forte « valeur de construction ». Conformément aux études précédentes, pour explorer le comportement en même temps que l’activité cérébrale, les souris auront 4-5 semaines au début des chirurgies, 8-9 semaines au début de la tâche comportementale. Pour l’exploration de l’activation du cervelet, les souris auront 10 -12 semaines au début de la procédure.