Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 21/01/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-678267)
Jusqu’à six injections dans l’œil par animal, à raison de trois par semaine, et vingt-quatre heures d’exposition en cage individuelle à une lumière d’intensité comparable à une journée ensoleillée, pour détruire la rétine. 4 600 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués pour prélever les rétines et les fonds d’œil. L’objet déclaré est de comprendre la dégénérescence maculaire et la rétinopathie diabétique, et de tester des molécules neuroprotectrices, sur des rats spontanément diabétiques suivis entre huit et dix-huit mois. Le porteur présente comme une réduction le fait de mutualiser un groupe témoin, ce qui économise 560 animaux sur les 4 600 prévus.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les rétinopathies telles que la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) et la rétinopathie diabétique (RD) font partie des principales causes de cécité chez l’Homme adulte avec une incidence croissante. Ces pathologies multifactorielles évolutives et invalidantes ne bénéficient pas de traitement efficace pour tous les patients face à la perte des cellules de la rétine. L’étude de la physiopathologie des rétinopathies ainsi que la recherche de nouvelles molécules pour les traiter, revêt un intérêt majeur dans le domaine de la santé et de la recherche médicale. Cette étude a pour but d’une part de mieux comprendre les mécanismes biologiques, cellulaires et moléculaires sous-jacents qui conduisent au développement de ces différentes maladies oculaires. Une connaissance plus approfondie de la physiopathologie des maladies oculaires nous permettra de mettre en évidence des cibles thérapeutiques ainsi que des marqueurs spécifiques aux différentes rétinopathies afin de rendre possible un diagnostic des pathologies à un stade précoce et ainsi favoriser une prise en charge plus efficace. D’autre part, la recherche de nouvelles molécules thérapeutiques s’inscrit dans la perspective de développer des traitements plus efficaces qui ciblent spécifiquement les voies biologiques impliquées, minimisant ainsi les effets de la maladie et maximisant l’efficacité du traitement.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les bénéfices du projet sont importants pour plusieurs raisons. Les rétinopathies telles que la rétinopathie diabétique et la dégénérescence maculaire liée à l’âge sont des pathologies évolutives et invalidantes pouvant aller jusqu’à la cécité touchant respectivement 103 et 196 millions de personnes dans le monde. Leur prise en charge vise à lutter contre les complications tardives des pathologies, mais encore beaucoup de patients répondent peu voire pas du tout aux traitements. Ce projet ouvre des perspectives pour des études translationnelles visant à lutter contre le handicap visuel lié aux principales rétinopathies de l’homme adulte. Les avantages à court terme sont d’évaluer le potentiel neuroprotecteur de diverses molécules thérapeutiques afin, à moyen terme, de permettre des études cliniques chez l’homme. Les avantages à long terme comprennent la réduction du handicap visuel lié aux rétinopathies et des coûts directs et indirects socio-économiques qui en découlent.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à des examens et injections oculaires similaires à ceux pratiqués chez l’homme sous anesthésie locale. Les animaux seront sous anesthésie générale et locale et ne subiront pas plus de 2 examens oculaires (d’une durée de 20 minutes maximum) par animal espacés d’au moins 10 jours. Les traitements par injections oculaires (d’une durée de 5 minutes maximum) sont également réalisés sous anesthésie générale et locale allant de 1 à 6 injections maximum par animal (à la fréquence maximale de 3 fois par semaine). L’unique prélèvement sur animal vivant sera une goutte de sang prélevée sur la queue de l’animal sous anesthésie générale. Le modèle de dégénérescence par la lumière est induit par l’exposition des animaux à une lumière d’assez forte intensité (correspondant à une journée ensoleillée) pendant 24 heures maximum dans une cage adaptée en présence de nourriture et d’eau à volonté.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les effets indésirables prévus sont : une augmentation du volume urinaire des animaux diabétiques ; un éventuel stress lié à l’isolement de 24 heures maximum des animaux du modèle de dégénérescence induit par la lumière ; à la suite de l’anesthésie générale, de possibles douleurs lors de l’injection et/ou irritation dans la zone injectée, inflammation, hallucination à l’endormissement et au réveil de l’anesthésie et hypothermie ; une éventuelle irritation et/ou inflammation liée à l’exploration in vivo des yeux et l’administration des molécules dans l’oeil.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les analyses seront effectuées sur les rétines et fonds d’yeux ce qui nécessite de prélever les tissus en post-mortem. Cela implique que tous les animaux devront être euthanasiés par une méthode réglementaire afin d’effectuer ces prélèvements tissulaires.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
La rétine est un tissu complexe composé de nombreux types cellulaires qui fonctionnent en réseau, et interagissent en permanence avec les autres tissus oculaires et avec la circulation (vaisseaux rétiniens et choroïdiens). C’est pourquoi les études in vitro (culture cellulaire ou d’organoïdes) seules ne permettent pas de prendre en compte la multiplicité des interactions dans l’œil, ni la physiopathologie complexe des rétinopathies. Elles ne permettent pas non plus l’évaluation des différentes voies d’administration des nouvelles molécules thérapeutiques. Ainsi, des études in vivo dans des modèles animaux mimant les rétinopathies telles que la rétinopathie diabétique et la dégénérescence maculaire liée à l’âge sont nécessaires dans ce projet translationnel visant à établir une preuve de concept thérapeutique. Au préalable, des études in vitro (culture cellulaire) et ex vivo (organo-culture) sur les caractéristiques physico-chimiques (solubilité, demi-vie, efficacité du principe actif) et la toxicité des molécules thérapeutiques ont été réalisées par les partenaires.
2. Réduction
Notre protocole expérimental a été validé scientifiquement par nos institutions, partenaires et financeurs. Le nombre d’animaux par groupe est réduit au maximum, sans toutefois grever la possibilité d’obtenir des résultats exploitables. Par nos expériences passées sur ces modèles animaux et les différences phénotypiques observées avec les animaux contrôles, il est estimé que des groupes de 20 yeux (soit 10 animaux) par condition sont suffisants pour une analyse statistique significative. Nous utiliserons donc pour chaque expérience un effectif de 10 animaux par groupe (soit n = 20 yeux par groupe). La réduction du nombre d’animaux passera par des analyses longitudinales non invasives, non douloureuses d’exploration structurale de l’œil par imagerie (angiographie en fluorescence et tomographie en cohérence) sous anesthésie générale et locale, remplaçant les analyses immunohistologiques sur des tissus prélevés nécessitant plus d’animaux. De plus, le nombre d’animaux sera réduit en combinant le maximum d’analyses biologiques (protéines et ARN) sur les mêmes échantillons de rétine (rétines coupées en deux). Enfin pour réduire le nombre d’animaux, le même groupe d’animaux contrôles (naïfs) sera utilisé pour l’analyse de l’efficacité des différentes molécules thérapeutiques, dans chacun de nos modèles de rétinopathie. On utilisera donc 180 animaux naïfs au lieu de 740 animaux (soit une réduction de 560) parmi les 4600 rats du projet.
3. Raffinement
Les animaux sont accoutumés à l’animalerie 8 jours avant la date des expérimentations. L’animalerie a mis en place un programme d’enrichissement qui consiste à placer des nids végétaux, des tunnels en cartons, des bâtons en bois ou des abris dans les cages. Les animaux diabétiques urinant plus souvent, le change des litières est ajusté pour conserver les cages propres. Pour éviter stress, angoisse et douleur aux animaux, nous réalisons systématiquement tous les examens sous anesthésie générale et locale. Les interventions qui seront réalisées dans le cadre de ce projet sont également pratiquées chez l’homme sous anesthésie topique (gouttes anesthésiques) seule, sans douleur particulière. Afin de minimiser les risques liés à l’anesthésie générale, la dose d’anesthésiant est adaptée au poids de chaque animal, et les animaux seront placés sur un tapis chauffant pour limiter le stress thermique. La surveillance des animaux sera assurée jusqu’à leur réveil par les expérimentateurs; puis quotidiennement par les animaliers et 1 fois par semaine minimum par les expérimentateurs. En cas de détérioration de l’état général de l’animal (diminution des déplacements, perte d’appétit, perte de poids, changement d’aspect physique, hypothermie, isolement), nous prendrons les mesures adéquates pour arrêter immédiatement sa souffrance (arrêt des essais, antalgiques quand l’expérience le permet, nourriture enrichie,..), l’euthanasie étant le dernier recours. L’ensemble du matériel utilisé pour les procédures (injections et prélèvements) sont stériles et à usage unique et les gestes sont réalisés par des expérimentateurs compétents.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La rétine est un tissu vasculaire et nerveux très complexe qui ne peut être reproduit en culture. Les études cliniques chez l’Homme nécessitent une phase pré-clinique dans un modèle animal. En dépit de l’absence de macula, le rat est une espèce de choix, combinant une structure et une physiologie oculaire similaires à l’Homme. Nous avons choisi d’utiliser un rat spontanément diabètique de type 2. Il développe avec le temps des lésions de rétinopathie diabétique typiques et bien décrites dans la littérature, à partir de 8 mois et jusqu’à 18 mois. Nous les utilisons donc entre 8 et 18 mois de façon à inclure au maximum tous les animaux de l’élevage. Des animaux de la même souche non diabétiques seront utilisés aux mêmes âges (entre 8 à 18 mois) comme contrôles. Les rats albinos et pigmentés seront utilisés à un stade jeune adulte (6-8 semaines) pour nos modèles de dégénérescence de la rétine par excitotoxicité des neurones ou par la lumière comme décrits dans la littérature. Il est nécessaire de coupler des analyses sur des animaux albinos et pigmentés, afin d’évaluer de possible différence de biodisponibilité oculaire du principe actif, comme cela s’observe souvent en pharmacologie oculaire.