Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 13/12/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-381231)
1 867 souris pour treize animaux par génotype, par sexe et par stade de développement, en deux répétitions : c’est le compte annoncé sur cinq ans pour comparer le développement du cerveau de souris porteuses du gène humain de l’ataxie spinocérébelleuse de type 3. Les procédures déclarées se limitent à un prélèvement au bout de la queue et relèvent d’un niveau de souffrance léger, l’atteinte venant de la mutation elle-même, qui provoque des troubles moteurs à partir de 90 semaines. Les souris mutées sont tuées après douze mois pour que ces effets n’apparaissent pas, les reproductrices dès que leur fécondité baisse, et les petits sans intérêt génotypique sont proposés à d’autres équipes ou tués dès réception du génotype. Pour une maladie qui touche 1 à 9 personnes sur 100 000, les cibles thérapeutiques annoncées restent une perspective à long terme.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’ataxie spino-cérébelleuse de type 3 (SCA3) est une maladie neurodégénérative héréditaire faisant partie du groupe des ataxies spino-cérébelleuses. Elle a de lourdes conséquences sur la qualité de vie des patients, car elle provoque notamment des contractions musculaires involontaires et des troubles cognitifs. Cette maladie est causée par une anomalie génétique. Même si cette maladie se manifeste à l’âge adulte, la protéine mutée est exprimée dès le stade embryonnaire, ce qui pose la question de l’aspect neurodéveloppementale dans cette maladie. Peu d’études se sont intéressées aux phases de développement dans cette maladie cependant certaines études ont montré des modifications pertinentes dans le modèle murin de celle-ci. De plus la protéine en question a de nombreux rôles importants, elle est notamment impliquée dans la réparation de l’ADN. Ainsi, comprendre son rôle dans le développement du cerveau est crucial pour comprendre cette pathologie, ce qui aiderait à développer des nouvelles stratégies thérapeutiques. L’objectif du projet sera de suivre le développement du cerveau chez les animaux portant le gène humain normal et le gène humain anormal afin de les comparer. Pour cela, nous allons élever nos animaux modèle de la pathologie et nous réaliserons des analyses histologiques et de biologie moléculaire à différents stades de développement. Nous utiliserons des souris génétiquement modifiées pour reproduire la maladie.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
La prévalence de l’ataxie spinocérébelleuse est de 1 à 9 personnes sur 100000. Elle a de lourdes conséquences sur la qualité de vie des patients, car elle provoque notamment une dystonie et des troubles cognitifs. Cette étude permettra de mieux comprendre l’effet de cette mutation sur le développement du cerveau et les potentiels mécanismes compensatoires. Cela permettra de mettre en évidence des marqueurs spécifiques, permettant de suivre l’évolution de la maladie à des stades précoces. De plus, elle vise à long terme à identifier des cibles thérapeutiques afin de corriger les symptômes associés à la maladie.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Un prélèvement de l’extrémité de la queue sera réalisé sur animaux vigiles pour déterminer la présence de la mutation (moins d’une minute par animal, réalisé 1 fois). Tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Le prélèvement pour connaitre le patrimoine génétique des animaux peut générer une légère douleur chez l’animal. Les manipulations et contention des animaux peuvent être source de stress. La modification génétique apportée par les animaux provoquera des troubles moteurs significatifs à partir de l’âge de 90 semaines et commencera par une présence non significative de symptômes vers l’âge de 12 mois (45 semaines).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux seront euthanasiés à différents âges afin de récupérer des tissus post-mortem pour analyses histologiques et biochimiques. Les animaux reproducteurs seront euthanasiés pour conserver des capacités de reproduction optimales. Les petits ne présentant pas d’intérêt génotypique seront soit proposés à d’autres équipes de recherche si cela est possible ou seront euthanasiés à la réception du génotype.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’étude du développement du cerveau nécessite le recours au modèle murin car il permet de préserver l’environnement du développement du cortex qui implique l’interaction de différents types cellulaires entre eux, ce qui ne peut pas être reproduit en culture cellulaire. L’étude de l’influence d’un développement cérébral anormal sur le cerveau adulte ne peut se faire qu’avec des modèles murins. Il n’existe pas d’autres méthodes expérimentales n’impliquant pas d’animaux et permettant d’étudier le développement et la complexité du cortex. Ces analyses nécessitent l’utilisation d’animaux pour trois raisons majeures : le comportement des neurones corticaux diffère selon leur environnement puisqu’ils adoptent un comportement migratoire dans le cerveau et un comportement de croissance une fois mis en culture ; la mise en place des couches du cortex, ainsi que les connexions neuronales qui y sont formées, ne peuvent être reproduits en culture cellulaire. Ainsi les modèles de culture cellulaire ne permettent pas d’étudier la complexité et la mise en place des réseaux neuronaux dans le cortex.
2. Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au minimum pour pouvoir atteindre l’objectif scientifique fixé. Il a été déterminé en réduisant au plus petit nombre le nombre d’animaux tout en obtenant des résultats significativement exploitables. Pour cela nous utiliserons des tests statistiques adaptés en fonction du type d’analyses réalisés. Afin d’extraire le plus de données possibles sur un nombre minimum d’animaux, le matériel biologique sera utilisé au maximum et différentes expériences seront combinées. Si les résultats sont concluants avant l’utilisation de tous les animaux alors ils ne seront pas tous utilisés. La variabilité interindividuelle peut être élevée, nous avons donc défini qu’il sera nécessaire de tester 13 souris par génotype et par sexe (en deux réplicas) pour chaque stade de développement du cerveau. Ainsi, pour l’ensemble de l’analyse neurodéveloppementale nous estimons que nous utiliserons 1867 souris maximum au cours des 5 années du projet.
3. Raffinement
Les cages sont maintenues en portoirs ventilés avec un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau (biberon). La nourriture est adaptée au stade physiologique. Les conditions de luminosité, température et d’hygrométrie seront contrôlées et monitorées. Les animaux seront hébergés avec leurs congénères (5 par cage maximum et couple en trio). Afin de récupérer des embryons à des stades précis nous réaliserons des accouplements contrôlés d’une nuit, ce qui pourra nécessiter de laisser un mâle hébergé seul pendant cette nuit. Toutes les cages sont enrichies d’un nid et de stick en bois. Les cages d’accouplements bénéficient également d’une maison et/ou de papier kraft et d’une alimentation adaptée. Dans le cadre du maintien courant de la lignée les souris seront observées quotidiennement par le personnel qualifié des animaleries. Conformément au bien-être des animaux, une femelle n’aura pas plus de 6 portées. Les mâles mutants ne seront pas accouplés au-delà de l’âge de 8 mois, afin de maintenir une capacité de reproduction optimale basée sur l’expérience de l’équipe. Dans le cadre de la maintenance de la lignée, les accouplements sont effectués avec des femelles sans mutation provenant d’un fournisseur, afin d’éviter toute dérive génétique susceptible d’aggraver le phénotype nuisible. Les animaux mutés seront euthanasiés après l’âge de 12 mois pour s’assurer que les effets néfastes de la mutation ne sont pas atteints. Les animaux seront également particulièrement surveillés à l’approche de l’âge de 12 mois, afin de détecter d’éventuels signes précoces de souffrance dus à la mutation. Une attention particulière sera accordée aux difficultés locomotrices et à la prostration, qui sont deux signes caractéristiques de la souffrance liée à la mutation. Des points limites ont été établis et seront respectés pour éviter toute souffrance aux animaux. Un protocole d’analgésie sera utilisé pour assurer une euthanasie sans douleur de certaines souris.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
L’étude du développement du cerveau nécessite le recours au modèle murin car il permet de préserver l’environnement du développement du cortex qui implique l’interaction de différents types cellulaires entre eux, ce qui ne peut être reproduit en culture cellulaire. L’influence d’un développement cérébral anormal sur le cerveau adulte ne peut se faire qu’avec des modèles murins. Notre choix se porte sur la souris car les techniques de transgénèses sont bien maitrisées chez cette espèce, ce qui permet de créer une lignée d’intérêt qui permet de reproduire les caractéristiques de la pathologie humaine. Le but de ce projet est de suivre le développement du cerveau aux âges suivants : · Stade embryonnaire, donc femelle gestante : pour suivre la mise en place des couches du cortex · Jour post-natal 0, 4, 7 et 15 : Il s’agit de stade critiques pour la maturation du cerveau. · Jour post natal 21,30 : à ce stade on estime que le cortex et le cervelet sont matures. Enfin nous utiliserons des souris adultes à 3 mois pour considérer des effets de la maladie sur un cerveau adulte.