Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 07/04/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-074455)
Chercher une alternative aux opioïdes conduit ici à provoquer des douleurs et des démangeaisons chez 204 souris, 144 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 60 un niveau modéré, toutes tuées à l’issue. Une partie reçoit une injection dans le cerveau ou la moelle épinière sous anesthésie de 45 minutes, avec une douleur post-opératoire modérée pouvant durer plusieurs jours jusqu’à cicatrisation, avant des tests de douleur ou de prurit de 30 minutes. D’autres subissent une inflammation de la patte qui provoque une hypersensibilité douloureuse modérée pendant six heures, jusqu’à leur mise à mort, ou des injections dans la cavité abdominale répétées cinq jours de suite. Un animal qui présente une prostration, un grattage excessif, une plaie de plus de deux millimètres ou une perte de plus de 20 % de son poids en une semaine est mis à mort.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les opioïdes constituent une classe de médicaments antalgiques efficaces mais dont les effets indésirables sont un obstacle au soulagement des patients et à l’origine d’une crise sanitaire grave. La recherche d’alternatives thérapeutiques est aujourd’hui basée sur une évolution des modalités d’activation du récepteur mu aux opioïdes et ne résout que partiellement ce problème. Nous avons montré qu’une protéine était impliquée dans l’effet antalgique de la morphine mais pas dans ses effets indésirables, et que son activation directe était antalgique et bien tolérée. En s’appuyant sur le récent développement de nouveaux activateurs de cette protéine, ce projet vise à (1) déterminer dans quels contextes physiopathologiques cette stratégie antalgique est la plus efficace, (2) définir si cet effet antalgique fait intervenir la protéine au niveau du système nerveux central et/ou périphérique pour guider le développement de futurs composés, et (3) évaluer les potentiels effets indésirables liés à l’activation de cette protéine, notamment au niveau central. Ce travail permettrait une meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques de la douleur, du potentiel antalgique des activateurs de cette protéine ainsi que de la sécurité de cette stratégie. Les activateurs de cette protéine pourraient en effet offrir une alternative aux opioïdes et constituer une nouvelle classe de médicaments antalgiques efficaces et mieux tolérés.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
A l’issue de ce projet, nous aurons une vision claire du bénéfice thérapeutique potentiel des activateurs de la protéine étudiée, de leurs effets indésirables ainsi que des indications les plus pertinentes pour ces produits. L’étude de la contribution de cette protéine au niveau de système nerveux central et périphérique à l’effet antalgique des composés permettra d’orienter le développement de nouveaux activateurs. En effet, si l’effet antalgique est principalement périphérique, il pourra être intéressant de synthétiser des composés ne passant pas dans le système nerveux central pour limiter son exposition et donc les effets indésirables potentiels.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
– 2×72 animaux : injection dans le cerveau ou la moelle épinière sous anesthésie (45 min) – 2×72 2×72 animaux : tests de douleur ou de prurit (30 min) – 2×12 animaux : tests de sensibilité thermique et mécanique avant et après induction d’une inflammation de la patte (10 min) – 4×12 animaux : induction de prurit (10 secondes pour une injection sous-cutanée) – 60 animaux injection au niveau de la cavité abdominale ou de la patte (10 secondes) – 60 animaux injection au niveau de la cavité abdominale (1 fois par jour pendant 5 jours, 10 secondes par injection)
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les injections dans le cerveau ou la moelle épinière sont un geste chirurgical qui peut entrainer une douleur post-opératoire modérée chez les animaux (inconfort qui ne devrait pas être visible au delà de la récupération de l’anesthésie, mais qui peut durer plusieurs jours jusqu’à cicatrisation de l’incision cutanée). Il est également possible qu’une des modifications génétiques réalisées, au niveau local, entraine une hypersensibilité à certains stimuli thermiques ou mécaniques (au maximum équivalente à celle précédemment observée chez les animaux ayant subi cette même modification au niveau global), qui sera évaluée chez les animaux. Les animaux recevront également des injections provoquant une douleur légère de courte durée. Enfin, certains tests visant à étudier la douleur ou le prurit constituerons par essence un désagrément pour les animaux. Les tests utilisés induisent une douleur légère (seuil de détection) et très ponctuelle. L’induction d’une inflammation au niveau de la patte induit une hypersensibilité douloureuse modérée chez les animaux pendant 6h jusqu’à leur mise à mort. Les modèles de prurits utilisés entrainent une démangeaison (inconfort modéré) qui disparait en 30 min.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les contraintes imposées aux animaux pour l’enregistrement de l’activité neuronale sont telles que les animaux ne seront pas réveillés de l’anesthésie et seront mis à mort en fin d’expérimentation afin d’éviter toute souffrance inutile. Il en est de même pour les animaux modèles de douleur ou de prurit qui seront mis à mort après évaluation comportementale.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
De nombreux travaux préliminaires concernant le rôle de la protéine étudiée dans la sensibilité sensorielle ont été réalisés in vitro. Il est cependant nécessaire de confirmer ce rôle in vivo, dans un contexte où les fibres nerveuses communiquent avec le tissu (en l’occurence la peau). La perception de la douleur et du prurit ne peux pas être modélisée in vitro à l’heure actuelle.
2. Réduction
Les expérimentations sont organisées de façon à obtenir des résultats statistiquement exploitables avec le plus petit nombre d’animaux possible. La taille des groupes expérimentaux a été déterminée grace à un outil statistique dédié. Les procédures sont adaptées pour obtenir plus d’information à partir des mêmes animaux, lorsque les tests réalisés chez les mêmes animaux n’interagissent pas ensemble et que la multiplication des tests n’engendre pas de nuisance supplémentaire. Les stimulations nécessitant d’être étudiées in vivo pourront également être réalisées de manière successive chez les mêmes animaux, permettant de limiter leur nombre.
3. Raffinement
Afin de prévenir une éventuelle souffrance, les animaux seront surveillés quotidiennement (Week-end et jours fériés compris) par l’expérimentateur et le personnel de l’animalerie, et mis à mort si un point limite est franchi. En effet, si un animal présente un comportement anormal (prostration, grattage excessif), une posture ou une démarche anormale (faiblesse, déséquilibre), une plaie (> 2mm) ou une réduction de poids >20% en une semaine, celui-ci sera mis à mort. Les animaux seront au maximum 6 par cage (animaux issus de la même portée, mâles et femelles séparés au sevrage pour ne pas inclure de femelles gestantes ou allaitantes dans les procédures) en respect de la réglementation en vigueur concernant la superficie au sol par souris. De plus, ces cages contiendront un enrichissement de type maisonnette ainsi que du coton pour la constitution d’un nid. Les procédures incluant le recours à la chirurgie seront réalisées sous anesthésie générale et un antalgique sera utilisé en péropératoire pour favoriser la récupération et limiter la souffrance.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Nous avons choisi de travailler sur le modèle souris car c’est sur ce modèle que l’essentiel de la littérature scientifique existe et sur lequel notre niveau de connaissance est le plus élevé. Nous avons réalisé une cartographie de l’expression de notre protéine d’intérêt dans le cerveau et la moelle épinière de la souris qui sera essentielle à la génération de souris modifiées génétiquement de manière locale. La souris est de plus le seul modèle permettant la réalisation de ces modifications. C’est également chez la souris qu’ont été mis au point au laboratoire toutes les techniques d’investigation comportementale ainsi que les différents modèles de douleur utilisés. Les contraintes d’encombrement du microscope utilisé in vivo nous imposent également l’utilisation d’animaux de petite taille. Les animaux utilisés seront des jeunes adultes en début de procédure (8-12 semaines), et certains seront des nouveaux nés. Tous les animaux utilisés subieront une anesthésie générale qui serait plus risquée chez des animaux âgés. Travailler sur des animaux plus âgés augmenterait également le risque de développement de pathologies liées à l’âge qui pourraient biaiser les résultats. Enfin, les tests et modèles utilisés, comme les données disponibles dans la littérature, concernent sauf cas très spécifiques des animaux jeunes. La sensibilité à la douleur est modifiée avec l’âge, ce qui ne nous permettrait pas de comparer nos observations avec nos travaux précédents ou avec la littérature.