Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 14/05/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-255015)
84 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, dont 72 recevront chacune cent stimulations ultrasonores d’une milliseconde, chaque tir visant une zone de peau différente. Les douze autres reçoivent une injection intrapéritonéale et une injection intradermique, qui peut enflammer le site de piqûre. Le porteur indique que la stimulation peut provoquer une sensation de douleur au réveil de l’anesthésie, l’objectif étant d’activer sélectivement des neurones sensoriels pour préparer de futurs dispositifs contre la douleur chronique. Entre dix minutes et deux heures après la neurostimulation, chaque souris est tuée pour le prélèvement de ses ganglions rachidiens et de sa moelle épinière.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La neurostimulation par ultrasons focalisés est une technique alternative prometteuse pour le traitement de la douleur chronique. Comparé à la stimulation électrique standard nécessitant l’implantation d’électrodes par chirurgie, les ultrasons ont l’avantage d’être non-invasifs, de pouvoir pénétrer jusqu’à plusieurs centimètres dans le corps et de permettre une grande précision spatio-temporelle. Nous avons récemment démontré grâce à des expériences in vitro sur les neurones des ganglions de la racine dorsale (DRG) de souris qu’il était possible d’activer les neurones sensoriels de différents sous-types. En particulier, il a été montré que les neurones nociceptifs jouant le rôle de senseurs de la douleur ainsi qu’une sous-population de neurones sensoriels du toucher identifiés comme de puissants modulateurs de la douleur induite par lésion, sont particulièrement sensibles aux stimulations ultrasonores. L’activation sélective de ces neurones sensoriels du toucher est susceptible de constituer une cible de choix, mais encore inexplorée, pour le traitement des douleurs chroniques pathologiques. L’objectif de ce projet est d’étudier l’activation sélective de neurones sensoriels induite par les ultrasons chez la souris in vivo et d’identifier les voies spinales et cérébrales activées par les stimuli ultrasonores. Ce projet devrait permettre d’ouvrir la voie à une nouvelle génération de dispositifs thérapeutiques à ultrasons pour le traitement de la douleur chronique.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les douleurs chroniques touchent jusqu’à 20% de la population mondiale, et sont de fait un problème majeur de santé publique. Une sous-population de neurones sensoriels spécialisés dans le toucher ont été identifiés comme de puissants modulateurs de la douleur induite par lésion tissulaire et représentent par conséquent une cible de choix, mais encore inexplorée, pour le traitement de la douleur chronique pathologique. Comprendre les conditions de stimulation par ultrasons in vivo pourra à long terme ouvrir la voie à de nouvelles modalités de thérapies pour les douleurs chroniques, à la fois non invasives et plus efficaces que les traitements par stimulation électrique. D’autre part, le chemin pris par le signal nerveux lors de la stimulation de ces neurones sensoriels du toucher n’a jamais été identifié.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Dans une première procédure, 12 souris recevront une injection intrapéritonéale et une injection intradermique de quelques secondes chacune. Dans une deuxième procédure, 72 autres souris recevront une série de 100 stimulations ultrasonores d’une milliseconde maximum chacune, chaque stimulation ciblant une zone de peau distincte des précédentes. Au total, cette procédure durera au maximum 5 minutes.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
L’injection intradermique peut causer une légère inflammation au niveau du site d’injection. La stimulation ultrasonore peut provoquer une sensation de douleur lors de la phase de réveil de l’anesthésie.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux seront mis à mort car le prélèvement des tissus (ganglions rachidiens et la moelle épinière) est indispensable pour réaliser des études histologiques permettant de confirmer l’activation des neurones sensoriels après la stimulation par ultrasons.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le recours à l’utilisation d’animaux vivants est indispensable pour appréhender l’étude du système nerveux sensoriel dans sa globalité, de la stimulation en périphérie au niveau de la peau jusqu’à l’intégration du signal nerveux dans le cerveau.
2. Réduction
Des études préliminaires in vitro ont permis d’identifier une gamme de paramètres ultrasonores pour la stimulation des neurones sensoriels, réduisant le nombre paramètres à utiliser pour l’étude in vivo et donc le nombre d’animaux. Nous mettons en place une première procédure qui est une étude pilote et qui va permettre de localiser la zone à stimuler par ultrasons lors d’une deuxième procédure, permettant une réduction significative du nombre de souris à tester. Lors de la deuxième procédure, nous réaliserons le plus de marquages possibles sur des mêmes tissus afin de minimiser le nombre de souris nécessaires. Nous ne stimulerons par ultrasons qu’un seul côté de la souris afin que l’autre côté serve de contrôle et qu’il n’y ait pas besoin de souris contrôle supplémentaires. Après application de ces stratégies, les effectifs ont été calculés avec un outil informatique de calcul statistique pour être ramenés au minimum tout en permettant d’avoir un effet significatif.
3. Raffinement
Pour la première procédure, les souris seront anesthésiées avant l’injection pour éviter le stress et leur température sera maintenue constante avec un tapis chauffant jusqu’à leur réveil. Le protocole prévoit une surveillance quotidienne de leur état de santé par le personnel compétent. Des points limites sont définis pour encadrer la surveillance, s’assurant que toute souffrance excessive est rapidement détectée et prise en compte. En cas de détection d’un signe de détresse, une concertation est menée avec la Structure chargée du Bien-Être des Animaux de l’établissement pour décider de la conduite à tenir (par exemple administration d’un anti-inflammatoire non-stéroïdien). Si un animal atteint un état de souffrance non compatible avec une amélioration rapide, la procédure sera interrompue et l’euthanasie envisagée. Pour la seconde procédure, les expérimentations seront menées intégralement sous anesthésie générale gazeuse pour éviter le stress de l’animal et pour que la stimulation possible de neurones de la douleur ne provoque pas de sensation douloureuse pendant la stimulation ultrasonore. La température corporelle des souris sera maintenue constante avec un tapis chauffant. Après la neurostimulation, les souris seront replacées dans leur cage et leur état de santé sera surveillé par le personnel compétent de la phase de réveil de l’anesthésie jusqu’à l’euthanasie qui aura lieu entre 10 minutes et 2 heures plus tard. D’autres points limites sont définis pour encadrer cette surveillance. En cas de détection d’un état de souffrance non compatible avec la poursuite de la procédure, celle-ci sera interrompue et l’euthanasie envisagée.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Chez la souris, les populations de neurones spécialisés dans l’intégration des stimuli douloureux sont similaires à celles décrites chez l’homme. De plus, différents tissus impliqués dans l’intégration nociceptive sont parfaitement décrits chez la souris : la peau, les neurones sensoriels et la moelle épinière. Nous utiliserons des individus ayant atteint leur maturité sexuelle et âgés de 8 semaines. A ce stade du développement, le système sensoriel primaire arrive à maturation avant tous les autres, aussi c’est à ce stade que nous avons choisi de réaliser nos expériences.