Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 16/01/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-803570)
Les souris qui franchissent les points limites sont tuées avant la fin, les autres au 21e jour après l’infection ou au 4e selon la procédure. 1 080 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l’issue pour prélever tissus respiratoires et sang. Elles sont infectées par le virus de la grippe, ce qui provoque une hyper-inflammation pulmonaire, des lésions du poumon, des difficultés respiratoires, de l’hypothermie et de l’anorexie, effets qui peuvent aller jusqu’à la mort. Elles reçoivent cinq molécules candidates par instillation nasale sous anesthésie, par gavage sous contention et par injection dans la veine de la queue, la perte de poids et la mortalité servant de critères pour décider quelles molécules passent à l’étape suivante.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Chaque année, la grippe saisonnière infecte plus d’un milliard de personnes (environ 20 % de la population mondiale). La versatilité de l’efficacité vaccinale, et l’absence d’antiviraux efficaces, peine à juguler les 500 000 décès annuels dus à la grippe. Par conséquent, des stratégies innovantes sont essentielles pour améliorer les traitements contre le virus de la grippe. La pathologie grippale est liée à la fois aux effets néfastes du virus et à la réponse immunitaire de l’hôte. Alors qu’une réponse immunitaire robuste est essentielle pour l’élimination du virus, un recrutement cellulaire excessif et la libération de certaines molécules conduisent à une hyperinflammation pulmonaire, entraînant des lésions tissulaires, la morbidité et la mort. Des recherches récentes ont misent en évidence le lien étroit entre métabolisme et immunité, aboutissant à la découverte de propriétés antimicrobiennes de certaines molécules du métabolisme. Nos études précédentes ont démontré que parmi ces petites molécules, appelés métabolites, 5 molécules possèdent des activité antigrippale. In vitro, ces composés ont démontré un double effet : inhibition de la réplication du virus de la grippe et propriétés anti-inflammatoires suffisamment puissantes pour perturber les cascades inflammatoires au cours de la grippe. Afin de confirmer le potentiel thérapeutique de ces molécules, il est à présent nécessaire de valider leur effets anti-grippaux in vivo. Pour cela, nous désirons administrer ces molécules via les différentes voies d’administrations couramment utilisés en médecines humaines (intraveineuse, per os, intranasale), à des souris atteintes d’infection grippale. Par la suite, nous comparerons l’effet anti-viral et anti-inflammatoire de ces molécules, selon la voie d’administrations choisis. Enfin, nous évaluerons le potentiel protecteur de ces molécules via des expériences de survie. Ces résultats nous permettrons de déterminer quel est la molécule la plus prometteuse pour poursuivre le développement préclinique de ce nouvel antigrippal en clinique humaine.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
L’infection grippale est un problème de santé publique majeur ; à l’origine d’épidémies saisonnières et de pandémies de grippe, avec un impact clinique et économique considérable. Ces virus infectent entre 10 et 20% de la population mondiale et entraînent des maladies graves chez 3 à 5 millions de personnes. En conséquence, ces virus tuent entre 290 000 et 650 000 individus par an dans le monde, dont 5 à 18 000 personnes en France et jusqu’à 56 000 autres aux États-Unis. La mise au point d’agents thérapeutiques efficaces et sûrs constitue un élément important pour la gestion de la grippe saisonnière et est essentielle pour répondre aux crises épidémiques et pandémiques futures. Récemment, nos recherches ont permis de développer 5 molécules, inspiré du métabolisme cellulaire et possédant des propriétés anntivirale et anti-inflammatoire démontrée in vitro, là où les molécules antigrippales actuelles ciblent seulement le virus. La découverte est innovante et importante car : (i) elle propose l’utilisation d’un nouveau champ de molécules pour le traitement des infections virales pulmonaires, (ii) elle repose sur un mécanisme doublement bénéfique pour l’hôte (i.e. antivirale et anti-inflammatoire), (iii) elle présente une efficacité là où les médicaments actuellement « sur le marché » échouent. Ce projet vise à valider les propriétés antigrippales de ces molécules in vivo, et selon les voies d’administrations utilisées usuellement en clinique humaine. Ces données pré-cliniques seront le socle du développement de ces molécules vers un nouveau médicament antigrippal surpassant les capacités protectrices des traitements actuelles. A terme, ce projet vise à proposer un antigrippal innovant capable de diminuer l’impact sanitaire et économique considérable de la grippe dans le monde.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Toutes les souris seront anesthésiées, 3 fois par injection intrapéritonéale pour une durée de quelques minutes, et une fois par anesthésie gazeuse pour une durée de quelques secondes, durant lesquelles elles recevront une instillation intranasale des molécules antivirales potentielles. Ces instillations ne durent que quelques secondes. Des administrations des molécules par voie orale et intraveineuses sur animal vigile seront également réalisées. Dans le cas d’une administration par voie orale, les souris sont tenues en contention permettant l’immobilisation de la souris vigile. La molécule est administrée à l’aide d’une canule de gavage. L’administration des molécules dans la veine caudale ne nécessite pas d’anesthésie. En effet, les souris sont placées 10min sous lampe chauffante afin de provoquer une dilatation de la veine. Les animaux sont ensuite placés dans un appareil de contention permettant l’immobilisation de la souris vigile. La molécule est administrée à l’aide d’une seringue.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
L’anesthésie générale par voie intrapéritonéale, l’administration par voie orale et l’intraveineuse nécessite une contention ce qui peut engendrer du stress pour les animaux ainsi qu’une légère douleur au niveau du site d’injection pour l’intraveineuse et l’intrapéritonéale. L’anesthésie peut également entrainer un refroidissement de l’animal. Lors des anesthésies au temps le plus critique (J3) une lampe chauffante pourra être utilisée si la température des souris est faible. Une température trop faible entraînera l’euthanasie de l’animal. L’infection grippale provoque une hyper-inflammation pulmonaire aboutissant à des lésions du poumon et des difficultés respiratoires, de l’hypothermie, et de l’anorexie. Ces effets entrainent une perte de poids et peut mener à la mort de l’animal. Les instillations pulmonaires intranasales provoquent un stress pulmonaire qui se caractérise par une respiration saccadée et accélérée pendant 1 ou 2 minutes. Le liquide est ensuite rapidement absorbé par les tissus et lors du réveil de la souris, la respiration est revenue à la normale. L’infection grippale provoque une hyper-inflammation pulmonaire aboutissant à des lésions du poumon et des difficultés respiratoires, de l’hypothermie, et de l’anorexie. Ces effets entrainent une perte de poids et peut mener à la mort de l’animal.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Procédure 1 « L’ensemble des animaux seront euthanasiés. Soit suite au franchissement de points limites ou en fin de procédure 1 après reprise du poids initial (21 jours post-infection)». Procédure 2 : « L’ensemble des animaux seront euthanasiés 4 jours post-infection (PROCEDURE 2). Les tissus respiratoires et sanguins seront collectés. Des analyses de charges virales, de médiateurs inflammatoires, de recrutement de cellules immunitaires et de lésions pulmonaires seront réalisés pour évaluer les propriétés protectrices de chaque traitement. »
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Dans notre étude, les expériences que nous souhaitons réaliser sur les souris ne peuvent pas être remplacées par des méthodes alternatives car actuellement, aucun modèle in vitro ou ex vivo ne permet de connaître la tolérance d’un organisme entier ou encore de mimer les réponses immunitaires ou de modéliser la complexité d’un organisme pour analyser cette dernière. Par conséquent, les modèles animaux sont nécessaires à notre étude. Nous souhaitons rajouter que le modèle murin d’infection par le virus de la grippe est bien établi et maîtrisé par l’équipe.
2. Réduction
Les expériences sont conçues pour utiliser un nombre minimum d’animaux, tout en permettant la réalisation de tests statistiques adaptés. Pour réduire le nombre de souris, un maximum d’analyses sera effectué sur chaque animal. Dans cette optique, la procédure 1 sera réalisée en premier pour évaluer le potentiel protecteur de chaque molécule. Si une molécule ne permet pas de diminuer la perte de poids ou la mortalité induite par le virus grippal, elle ne sera pas incluse dans les tests de la procédure 2. Cela nous permettra de sélectionner uniquement les molécules ayant montré des effets bénéfiques visibles sur l’état général de l’hôte, réduisant ainsi le nombre d’animaux utilisés au cours de la procédure 2. De plus, nous développons actuellement des modèles de coupes de poumons humains et murins. Cette technique permet de réaliser un grand nombre d’expériences à partir d’un seul donneur, tout en conservant la structure pulmonaire, la diversité cellulaire et l’interface air-liquide du poumon. Ainsi, nous pouvons effectuer un grand nombre de tests au plus proche de la physiologie pulmonaire, réduisant le nombre d’animaux utilisés. Les échantillons pulmonaires récupérés lors de la procédure 2 serviront notamment à consolider cette technique, qui, à terme, pourra permettre de s’affranchir d’une partie des tests animaux.
3. Raffinement
Les souris seront élevées en communauté dans des cages enrichies avec du sopalin, des fragments de boîtes d’œufs et des jouets en plastique. A l’arrivée des souris dans l’établissement d’hébergement, une habituation de 7 jours sera réalisée avant toute manipulation. Toutes les manipulations sur les souris ne seront effectuées que par du personnel qualifié ayant suffisamment d’expérience avec les procédures décrites pour minimiser toute douleur et inconfort possible pour les animaux. Toute procédure d’instillation intranasale sera précédée d’une anesthésie des souris par voie intrapéritonéale ou gazeuse pour les animaux déjà infectés. Le réveil des animaux à lieu au maximum 20 minutes après l’anesthésie. Tout au long du déroulement des expériences, une observation systématique de leur état clinique sera réalisée de façon quotidienne par les animaliers et les expérimentateurs, afin de détecter au plus tôt une éventuelle souffrance animale. Afin d’identifier la souffrance et la douleur, nous avons établi des points limites, les souris présentant un de ces critères seront mises à mort.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Nous utiliserons la souris. Il existe de nombreux réactifs commerciaux adaptés à la souris. Cette espèce est la mieux caractérisée pour les réponses immunitaires pulmonaires, réduisant le besoin d’animaux pour des études préliminaires. Les souris sont facilement infectables par des souches adaptées de virus influenza humain et présentent des symptômes cliniques similaires à l’homme (anorexie, hyperinflammation pulmonaire, perte de poids et mortalité). Les de la souche selectionnée sont les plus couramment utilisées dans les études de physiopathologie et mécanistiques, mais également pour le développement d’outils thérapeutiques. Cette souche est appropriée pour étudier l’inflammation et les réponses immunitaires et est un modèle bien établi d’infection grippale. Enfin, l’utilisation de souris consanguines permet d’obtenir des résultats expérimentaux plus reproductibles et donc de diminuer le nombre d’animaux utilisés pour avoir des résultats significativement interprétables. Les animaux seront utilisés à l’âge de 8 semaines pour avoir un système immunitaire mature.