Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 03/04/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-112119)
Une baisse de la température corporelle, relevée chaque semaine à partir de quinze mois, est retenue comme signe précurseur de la mort et déclenche la mise à mort de l’animal. 1 018 souris porteuses d’une mutation qui accélère leur vieillissement vont être utilisées dans des procédures d’un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées pour que muscles et organes soient prélevés. Chacune subit au sevrage une biopsie de l’oreille pour identification génétique, quatre-vingts d’entre elles une prise de sang sous anesthésie, et toutes une perte progressive de masse musculaire à partir du douzième mois, jusqu’à une modification de la démarche. Le porteur annonce que le projet « pourrait ouvrir la voie » à des traitements du déclin musculaire lié à l’âge, l’étude elle-même se limitant à tester une supplémentation alimentaire chez ce modèle.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Au cours du vieillissement, la perte progressive de la masse musculaire squelettique entraîne une incapacité du muscle à fonctionner correctement. Au niveau cellulaire, cela se traduit par des dérégulations moléculaires et une mauvaise communication entre les différents éléments qui composent la cellule. Ce projet, à travers un modèle murin unique de vieillissement prématuré, a pour objectif de restaurer le niveau cellulaire d’une molécule qui diminue avec l’âge, par le biais d’une supplémentation alimentaire. Cette molécule joue un rôle crucial au niveau de l’ADN et du métabolisme de la cellule. Le but est de rééquilibrer le niveau de cette molécule afin d’améliorer le fonctionnement et les mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation de l’ADN et le métabolisme cellulaire. Il permettra donc d’évaluer l’impact du traitement sur la structure du tissu musculaire et de mieux comprendre les mécanismes moléculaires intervenant dans le dialogue entre différents éléments cellulaires lors de stress chronique et d’accumulation de dommages cellulaires. Ainsi, l’étude vise à mieux comprendre les mécanismes moléculaires responsables des dérégulations qui apparaissent avec le vieillissement et les maladies associées. A plus long terme, elle pourrait ouvrir la voie à l’utilisation de ce type de molécules comme stratégies thérapeutiques.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce modèle offrira la possibilité d’aborder les aspects encore peu explorés de la biochimie, de la biologie cellulaire et les aspects de la biologie de l’ADN au cours de la vie postnatale saine et pathologique. Il permettra également de déterminer de nouveaux marqueurs de vieillissement, et plus largement d’évaluer l’impact du muscle sur les autres organes pour faire la relation avec des troubles cardiovasculaires, métaboliques et cognitifs fréquemment retrouvés chez l’homme pour à plus long terme envisager de nouvelles stratégies thérapeutiques. Ce projet, grâce à l’utilisation de notre modèle murin de vieillissement accéléré, constitue une occasion unique d’élucider le rôle des mécanismes moléculaires dans le maintien des fibres musculaires au fil du temps. Il vise à évaluer, d’une part, l’impact de la restauration de la molécule défaillante sur la structure du tissu musculaire et, d’autre part, à approfondir la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans les interactions entre les noyaux et les différent conposant de la cellule sous l’effet de stress chroniques et de l’accumulation de dommages à l’ADN. La compréhension des mécanismes cellulaires régissant la régulation musculaire spécifique aux tissus des mammifères est essentielle pour le développement de futures thérapies. De plus, une dégradation musculaire peut à elle seule entraîner des dysfonctionnements dans d’autres organes, réduisant ainsi l’espérance de vie. De manière plus large, ce protocole permettra également d’évaluer l’impact du traitement sur d’autres organes et les interactions inter-tissulaires. À plus long terme, ce projet pourrait aboutir au développement de stratégies thérapeutiques contre le déclin musculaire lié à l’âge.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Tous les animaux subiront une biopsie d’un millimètre (durée 1 seconde) au moment du sevrage, soit à l’âge de 21 jours, afin de permettre leur identification génétique. Le temps du geste par animaux est inférieur à 1min. Les animaux seront répartis en différent groupes en fonction des paramètres d’analyses à étudier. Ainsi, un prélèvement de sang sera réalisé uniquement sur un groupe de 80 souris anesthésiées (sous anesthésie gazeuse et locale), sa durée est inférieure à 1 minute.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
A partir de 12 mois, les effets indésirables attendus sont une perte lente et progressive de la masse musculaire, qui se manifestera par une lente diminution du poids. Cette perte de masse musculaire pourra très progressivement emmener à un éventuel changement dans la démarche des souris. La contention induira un léger stress, et la biopsie de l’oreille génèrera une douleur légère de courte durée.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront euthanasiés afin de collecter les muscles et les organes pour des analyses biochimiques, histologiques et métaboliques approfondies.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Des cellules ont été isolées et immortalisées à partir des animaux transgéniques afin de réaliser des expériences sur lignées cellulaires quand cela est possible. Cependant, les modèles in-vitro ne permettent pas une étude au-delà de quelques jours ce qui n’est donc pas suffisant pour observer certaines dérégulations cellulaires, mécanismes ou encore l’effet de certains traitements. D’autre part, le modèle murin reste l’unique moyen pour étudier fonctionnellement le muscle dans son entièreté au cours du vieillissement et pour évaluer l’impact des défauts musculaires dans la communication au niveau de l’organisme entier. Pour ce type de projet longitudinal de vieillissement, de traitement à long terme et de compréhension des mécanismes moléculaire dérégulés mis en jeu, il n’est pas possible de réaliser ce type de travaux directement à partir de biopsies de volontaires humains.
2. Réduction
Nous utiliserons le nombre d’animaux minimal mais suffisant pour permettre d’obtenir des résultats statistiquement significatifs. Le maximum de données pouvant être généré à partir d’un même groupe d’animaux sera recherché. Des conseils auprès de collaborateurs expérimentés et une consultation approfondie de la littérature permettent d’optimiser les expériences et de réduire la variabilité, et donc de dimensionner précisément le nombre d’animaux nécessaires à l’étude. Des effectifs moyens de 10 animaux par groupe seront privilégiés. Le personnel est formé à ces analyses. Les animaux seront traités par petites cohortes séquentielles, ce qui permettra, si les résultats statistiques le permettent, d’utiliser moins de souris. Chaque animal sera utilisé de manière optimale pour nos analyses, avec le prélèvement de plusieurs types de muscles ainsi que d’autres organes. Cela permettra la réalisation d’études parallèles à partir d’une même souris. Par ailleurs, l’ensemble des tissus collectés d’une même souris pourra être évalué par différentes techniques complémentaires, comparé entre eux et, si la quantité de tissu le permet, réutilisé pour des analyses à postériori. Cette approche vise à maximiser l’exploitation du matériel collecté, faire des études comparatives, et à répondre à un plus grand nombre de questions biologiques.
3. Raffinement
Une surveillance régulière des animaux sera réalisée par l’expérimentateur pour détecter les signes de souffrance et la prise en compte des points limites. Les animaux seront pesés une fois par mois de 6 mois à 11 mois afin de déterminer leur poids maximal, puis toutes les deux semaines à partir du 12eme mois jusqu’à détection d’un début de perte de poids. A partir de là les animaux seront pesés 2 fois par semaine jusqu’à l’atteinte des points limites. De manière concomitante à la pesée, le comportement sera évalué. Un changement dans la démarche des souris et sa capacité à se déplacer, associé à la perte de poids, sera considéré comme un point limite. A partir de 15 mois, une prise de température hebdomadaire avec un thermomètre thermique sera ajoutée afin de détecter une baisse de température corporelle qui serait un signe précurseur de mort. Grâce à ce suivi et ces paramètres, nous sommes capables de détecter précocement les premiers signes d’un phénotype et du vieillissement, et d’accroître l’observation et la vigilance des cages concernées si besoin. Ces points limites mis en place sont suffisamment prédictifs pour éviter toute souffrance des animaux. Au-delà de ses points limites la procédure sera arrêtée. Les animaux seront euthanasiés et leurs tissus collectés. Le traitement via l’alimentation des souris est susceptible d’améliorer leurs conditions de vie. Les animaux seront maintenus en groupes sociaux et dans un environnement adapté. Au cours de ces procédures, des souris peuvent se retrouver seule par cage. Dans cette éventualité l’enrichissement de la cage sera alors renforcé. Un prélèvement sanguin sera également réalisé sous anesthésie générale et locale sur certaines souris afin de limiter le stress et la douleur.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Malgré des différences entre la symptomatologie chez les souris et les hommes, le modèle murin est extrêmement utile pour les études mécanistiques, physiopathologiques et la mise au point de traitements thérapeutiques. Plus spécifiquement, le muscle, que ce soit en termes de structure, de fonctionnement et de pathologie, est extrêmement proche de celui de l’Homme. Le modèle murin s’avère donc être un système idéal et indispensable pour étudier le rôle de gènes sur le plan moléculaire, cellulaire, tissulaire et fonctionnel au sein d’une entité. Pour répondre à notre problématique et mieux comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans les dérégulations du génome et du métabolisme qui apparaissent au cours du vieillissement et des pathologies associées, l’étude sera réalisée sur 2 stades d’âge : un premier à 12 mois pour investiguer les effets à court terme du traitement sur le muscle et évaluer les mécanismes moléculaires précoces mis en place, et un deuxième à 28 mois pour évaluer les bénéfices du traitement sur le muscle et l’organisme plus généralement, et pouvoir comparer les mécanismes moléculaires mis en place sur le long terme par rapport à la première condition. Ces stades sont nécessaires pour comprendre les dérégulations engendrées et déterminer de nouveaux marqueurs de veillissement et de pathologies associées, afin d’envisager à plus long terme de nouvelles stratégies thérapeutiques.