Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 18/04/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-146134)
270 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit sous anesthésie générale une injection dans les deux chevilles arrière pour déclencher une arthrite, puis une injection de traitement par voie générale et deux injections quotidiennes d’analgésique pendant trois jours. Le porteur indique que l’inflammation de la patte sera potentiellement douloureuse selon son intensité, et qu’une perte de poids modérée peut survenir. L’imagerie photoacoustique au chevet du patient est renvoyée à un futur formulé au conditionnel, tandis que le recours à l’animal est déclaré « incontournable » au motif que la réponse immunitaire serait difficile à modéliser hors de l’organisme.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Ce projet s’inscrit dans l’axe de développement de nano-objets innovants pour la santé . La polyarthrite rhumatoïde (PR) est une maladie auto-immune invalidante très répandue qui induit une inflammation chronique des articulations, avec une érosion des cartilages et des os. En Europe, elle touche déjà 3 millions de patients et ce nombre devrait encore augmenter. Les nanoparticules en tant que transporteurs de médicaments devraient modifier profondément les traitements thérapeutiques en permettant une médecine plus personnalisée. Nous souhaitons évaluer par des techniques non invasives d’imagerie l’accumulation in vivo des nanoparticules dans les tissus cibles. Les principales modalités d’imagerie conventionnelles ne permettent pas de détecter des éléments dont la dimension est inférieure au millimètre. L’imagerie photoacoustique est une technologie émergente qui s’appuie sur l’utilisation d’agents de contraste pour améliorer la qualité des images en augmentant l’absorption de la lumière dans les tissus ciblés, permettant une meilleure visualisation et un diagnostic plus précis des structures biologiques. Nos nanoparticules marquées avec un agent de contraste pourront ainsi être détectées au niveau intratissulaire et cellulaire. Nous souhaitons donc développer une nouvelle famille de nanoparticules multifonctionnelles pour i) l’imagerie photoacoustique avec le marquage des nanoparticules avec un agent de contraste et ii) l’administration de médicaments. Une bibliothèque de nanoparticules cliniquement pertinentes ont été greffées avec différents agents de contraste pour générer une réponse photoacoustique permettant d’évaluer leur accumulation dans les tissus et les cellules. L’objectif du projet est d’établir la faisabilité de cette approche au niveau préclinique en évaluant in vivo par imagerie photoacoustique l’accumulation des nanoparticules dans les articulations de souris atteintes d’arthrite, puis de mettre en évidence une corrélation entre l’accumulation des nanoparticules et la réponse thérapeutique.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
L’objectif du projet est de développer une nouvelle famille de nanoparticules multifonctionnelles pour l’imagerie photoacoustique et l’administration de médicaments, dans le but d’une médecine plus personnalisée et efficace. L’échographie est déjà couramment utilisée par les rhumatologues pour le suivi de la PR. L’imagerie photoacoustique au chevet du patient serait un complément pour une imagerie rapide et spatialement résolue pour évaluer l’accumulation des nanomédicaments, à condition qu’ils soient marqués avec un agent de contraste visible en photoacoustique. L’imagerie photoacoustique a des avantages non négligeables en termes de santé et de coût car elle est non invasive, non ionisante et moins cher que l’IRM. Elle permettrait une détection plus fine des nanomédicaments marqués tant au niveau tissulaire que cellulaire. A plus long terme, alors qu’actuellement les applications cliniques de la photoacoustique se concentrent sur la cartographie de l’oxygénation du sang dans les tissus à des fins diagnostiques, elle pourrait contribuer au développement d’une nouvelle gamme d’applications dans le domaine de la thérapie personnalisé par la nanomédecine.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
TTous les animaux subiront sous anesthésie générale une injection intra-articulaire au niveau des deux chevilles des pattes arrières, une injection du traitement par voie générale et deux injections par jour d’analgésique pendant 3 jours (durée de chaque injection : une minute).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les souris développeront une inflammation de la patte arrière injectée qui sera potentiellement douloureuse en fonction de l’intensité de l’inflammation. Une perte modérée de poids peut survenir.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort pour réaliser le prélèvements post-mortem des pattes arrières afin d’analyser finement les tissus des articulations (analyses anatomopathologiques).
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le recours à l’animal est incontournable car cette maladie met en jeu une réponse immunitaire complexe qu’il est difficile de modéliser in vitro ou in silico car elle fait intervenir différents acteurs cellulaires (cellules de l’immunité) et de nombreux médiateurs de l’inflammation (cytokines). Ce modèle d’arthrite chez la souris est un modèle pertinent d’inflammation arthritique aiguë car il partage de nombreuses caractéristiques avec la polyarthrite rhumatoïde humaine au niveau des signes cliniques et de la pathogénie. De plus, le projet vise à étudier une technique d’imagerie et l’étude chez l’animal est nécessaire.
2. Réduction
L’objectif de l’étude est d’évaluer l’accumulation des nanomédicaments dans la cheville inflammée et de corréler cette accumulation à une efficacité thérapeutique. Les critères de jugment seront donc i) le score clinique attribué à la patte (entre 0 et 4) et ii) l’accumulation des nanomédicaments mesurée via la réponse photoacoustique de l’agent de contraste. L’étude en imagerie permet de suivre dans le temps un même animal et ainsi de réduire le nombre d’animaux utilisés. Le dimensionnement des groupes expérimentaux a été réalisé à l’aide d’un logiciel de statistique qui permet de déterminer le nombre juste et minimal d’animaux qui garantira la validité statistique de l’étude.
3. Raffinement
Les injections se feront sous anesthésie générale gazeuse afin de réduire au maximum la douleur et le stress que pourraient subir les animaux lors du geste technique. La douleur inflammatoire sera prise en charge tout au long de la procédure par un protocole analgésique adapté. Les animaux seront observés quotidiennement selon une grille d’évaluation qui suivra le poids, l’évolution de l’inflammation et permettra de mettre en place des points limites qui seront strictement appliqués en cas de souffrance avérée. Les animaux seront hébergés en groupes dans un environnement enrichi de tubes en cartons et de matériaux de nidification (type sizzle nest ou cocon) afin de favoriser les comportements naturels tels que l’activité et la fabrication d’un nid. Des biberons à tétine longue seront utilisés pour faciliter l’accès à l’eau des animaux dont la mobilité sera réduite du fait de l’inflammation de la patte et des aliments appétents seront disposés dans la cage. Ces dispositions simples permettront de limiter significativement la perte de poids des souris.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Ce modèle est efficace dans de nombreuses souches de souris. Nous utiliserons des souris blanches qui ont l’avantage d’être dépourvues de mélanine qui est un agent endogène de contraste en photoacoustique et qui pourrait gêner nos mesures de photoacoustique. Les souris seront utilisées à l’âge adulte soit à partir de 7-8 semaines car la polyarthrite rhumatoïde met en œuvre une réaction inflammatoire qui nécessite un système immunitaire mature. C’est une maladie qui touche les adultes.