Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 11/06/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-043298)
Une injection dans l’œil de vingt secondes, un implant posé dans le cerveau en trente minutes, une lésion du nerf optique en dix secondes, les souris de ce projet peuvent enchaîner plusieurs de ces chirurgies. Certaines sont opérées entre deux et six jours de vie, avec le risque que leur mère ne les accepte plus au retour dans la cage, et toutes celles qui portent un implant vivent isolées pour qu’elles ne se rongent pas le dispositif entre elles. 1 065 souris vont être utilisées, dont 327 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, la stimulation intracérébrale pouvant déclencher des crises d’épilepsie et l’implant provoquer des lésions du cerveau, avant deux tests de vision trois fois par semaine pendant quatre semaines. Toutes sont mises à mort à la fin de chaque procédure, pour récupérer les tissus dans les meilleures conditions et mesurer la repousse des axones.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les lésions du système nerveux touchent de plus en plus de personnes. Plus de 90% des lésions traumatiques sont dues à des accidents de la route, la violence ou des chutes. Elles touchent majoritairement de jeunes patients puisque d’après les données de l’Organisation Mondial pour la Santé, ces atteintes surviennent chez des personnes âgées entre 20 et 29 ans. Les patients souffrant de lésions du système nerveux restent handicapés de façon permanente puisque les neurones du système nerveux central (cerveau, moelle épinière) n’ont pas la capacité de repousser spontanément. A ce jour il n’y a pas de traitement permettant de réparer le système nerveux central. La compréhension des mécanismes moléculaires des lésions du système nerveux représente donc un défi majeur en biologie dans le but de développer des stratégies thérapeutiques innovantes. Certaines molécules ont déjà pu être mises en évidence cependant elles peuvent être à l’origine de cancers. Cela limite leur utilisation à des fins thérapeutiques. Ce projet a pour but d’identifier de nouvelles approches permettant la reformation des circuits dans le système nerveux central pour envisager le retour fonctionnel. Pour cela l’utilisation de stimulateurs neuronaux implantables semble être pertinente au vu de la litterature. Le but de ce projet est d’établir les paramètres nécessaires pour stimuler le cerveau de façon à promouvoir sa connexion avec le nerf optique. Dans ce projet, le système visuel de la souris sera utilisé comme modèle de régénération du système nerveux. Pour cela il faudra (i) induire la régénération du nerf optique, (ii) mesurer l’activité du cerveau chez la souris en développement et chez la souris adulte et enfin (iii) déterminer les paramètres de stimulation du cerveau permettant au nerf optique de se reconnecter au cerveau.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Nos travaux vont (i) définir les paramètres de stimulation afin de favoriser la réinnervation du cerveau, (ii) déterminer l’impact de la stimulation du cerveau sur les neurones et autres cellules. Nos résultats permettront de mettre en évidence de nouvelles procédures qui peuvent être exploitées pour le développement de thérapies innovantes dans le domaine de la réparation du cerveau mais aussi pour des lésions de la moelle épinière.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les souris peuvent subir une ou plusieurs chirurgies. -injection dans l’œil qui dure 20s. -insertion d’un implant dans le cerveau de souriceaux qui dure environ 30min. – insertion d’un implant dans le cerveau de souris adulte qui dure environ 30 min. -lésion du nerf optique dure 10 secondes. -injection dans le cerveau qui dure 5min. Les souris participeront à 2 tests de comportement pour étudier le fonctionnement du système visuel. Elles sont testées durant 4 semaines avec une fréquence de trois fois par semaine.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Nuisances liées à l’implant : -les nuisances seront liées principalement à d’éventuelles douleurs post-opératoires après l’insertion de l’implant. – L’infection du site d’insertion, qui est un risque rare, peut engendrer de la douleur et de la fièvre. -La fixation de l’implant peut se détériorer conduisant à des lésions du cerveau. Les animaux risquent de subir des dommages fonctionnels et sensoriels. -De plus, cet équipement nécessite de maintenir les animaux isolés en cages individuelles afin de les empêcher de ronger le dispositif de leurs congénères. -La stimulation intracérébrale peut avoir éventuellement des effets non désirés comme par exemple la génération de crises d’épilepsie ou des lésions autour de l’implant. Nuisances liées aux injections et lésion du nerf optique : -L’œil peut être endommagé lors des injections intra-oculaires et lors des lésions du nerf optique. -Pour les injections intracérébrales, les nuisances seront liées principalement à d’éventuelles douleurs post-opératoires Concernant les procédures de chirurgie chez les souriceaux, il y a un risque qu’ils ne soient pas acceptés par la mère lors de leur retour dans la cage.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Notre projet nécessite de récupérer les tissus dans les meilleures conditions afin d’étudier l’étendue de la repousse axonale suite au traitement par nos molécules. A la fin de chaque procédure les animaux seront mis à mort.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Pour atteindre nos objectifs, les modèles murins sont essentiels et non remplaçables car i) les modèles de lésion du nerf optique chez la souris sont les mêmes que chez l’humain, ii) un très grand nombre de lignées de souris transgéniques sont déjà disponibles pour nos recherches et iii) les mécanismes de croissance nécessitent l’intervention de différents acteurs (neurones, cellules gliales, environnement de la lésion…) et ne peuvent être mimés efficacement in vitro ou modélisés. Le modèle murin est le standard international reconnu pour la recherche sur la régénération du système nerveux central. iv) Notre approche méthodologique permet d’avoir accès à l’activité d’une structure dans un réseau complexe au sein du cerveau. L’activité des neurones est fortement influencée par la région à laquelle ils appartiennent mais également par l’interaction de ces neurones avec d’autres types cellulaires comme les astrocytes. Ce modèle ne peut donc pas être remplacé par un modèle dépourvu de cette régionalisation et de ces interactions comme la culture cellulaire (in vitro). Même les modèles in vitro les plus performants ne permettent pas de reconstituer les interactions neurones et cellules de soutien, et les axones en cours de régénération. Par ailleurs, s’agissant des modèles informatiques, ceux-ci ne permettent pas de reproduire l’environnement physiologique dans lequel les axones repoussent. Ils ne permettent pas non plus d’inclure tous les acteurs potentiellement perturbés par les lésions.
2. Réduction
Plusieurs mesures sont appliquées pour permettre la réduction du nombre d’animaux utilisés dans ce projet : -La validation systématique de toutes nos préparations de virus pour s’assurer de leur efficacité avant les expériences -L’entrainement de toutes les personnes qui pratiquent les expériences pour ne pas perdre d’animaux dû à de mauvaises chirurgies. -L’utilisation de tests statistiques optimaux pour avoir le nombre d’animaux le plus restreint possible tout en gardant une valeur biologique et statistique suffisante.-La mise en place d’une phase exploratoire des paramètres de stimulation ex vivo pour diminuer le nombre d’animaux nécessaire pour les procédures in vivo.
3. Raffinement
Les études ne seront faites que par des personnes entrainées afin de réduire au maximum le risque de dommages aux animaux. Afin de réduire le plus possible toute douleur ou détresse que les animaux pourraient ressentir, ils seront observés au moins une fois par jour par le personnel compétent impliqué dans la réalisation des procédures expérimentales et/ou dans l’application de ces procédures et/ou dans le soin des animaux. Une échelle de cotation de douleur basée sur des signes indicatifs de gêne sera utilisée afin d’évaluer l’état général de chaque animal et de définir le point limite, permettant ainsi de prendre le plus rapidement possible des mesures nécessaires pour préserver le bien-être de l’animal. Pour les protocoles impliquant la mise en place d’un implant, de la nourriture hydratée est disposée dans la cage des animaux à opérer deux jours avant l’insertion de l’implant afin de les conditionner à cette prise de nourriture pour une meilleure récupération postopératoire. Les souris sous anesthésie générale auront leurs yeux protégés tout au long de la procédure chirurgicale par application d’un gel ophtalmique et les points de contention seront soulagés au niveau des oreilles par injection sous-cutanée d’un antalgique local. En post-opératoire les animaux seront placés sous une lampe chauffante jusqu’à leur réveil avec contrôle de la température. Les douleurs post-opératoires seront prévenues par l’addition d’un antalgique dans leur eau de boisson avant et après l’opération. Afin d’éviter qu’ils ne se rongent les implants entre eux, les animaux seront isolés en cages individuelles. L’isolement sera limité par le fait que nous utilisons des cages avec grilles, en portoir ouvert, proches les unes des autres. Ainsi, des interactions sociales et sensorielles persistent. Dans le cadre des chirurgies sur souriceaux de 2 à 6 jours nous utiliserons une anesthésie adaptée à ces âges. Avant l’injection intra-oculaire, les souriceaux recevront un antalgique local en crème au niveau des paupières. Après l’injection intra-oculaire, les souriceaux seront placés sous une lampe chauffante avec de la litière provenant de la cage de la mère. A leur réveil, ils retourneront avec leur mère. De plus la mère et les souriceaux seront habituer à l’odeur des différentes substances qui seront mis en contact avec leur pelage/peau de façon à réduire d’avantage les risques de rejet.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris représente le modèle standard grâce à une grande similitude de neuroanatomie avec l’homme. De plus les mécanismes impliqués dans la régénération du système nerveux sont partagés entre les deux espèces. Ceci n’est pas le cas des autres modèles tels que le poisson zèbre dont le système nerveux central régénère spontanément ou la drosophile dont le système nerveux est trop éloigné de celui des mammifères. La souris permet de réaliser des tests de comportement pour analyser le retour de la vision. Enfin, tous les modèles de souris transgéniques nécessaires à notre projet sont disponibles. Ceci n’est pas le cas pour le rat par exemple. Pour l’ensemble des expériences proposées nous utiliserons des souris dont le système nerveux est en cours de maturation (2, 6, 10,12, 21 jours après la naissance) et chez l’adulte (animaux de 40 jours). Ces dates correspondent à des phases spécifiques de maturation de la région cérébrale d’intérêt. Nous voulons étudier les mécanismes de régénération dans le système nerveux central adulte pour être le plus proche possible des lésions traumatiques chez l’homme.