Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 13/06/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-156361)
Injectées dans la veine de la queue en état vigile, dans une boîte de contention, 85 souris reçoivent une dose unique d’un composé, tandis que 25 autres, porteuses d’un cathéter dans la veine jugulaire, en reçoivent matin et soir pendant quatre jours. Ces 110 souris subissent des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré, avec un risque de lésions et d’inflammation au point d’injection. L’objet est de vérifier si deux composés bloquant l’action d’un peptide franchissent la barrière entre le sang et le cerveau, étape que le porteur qualifie d' »impérative » avant d’envisager un usage contre la maladie d’Alzheimer. Toutes sont tuées pour prélever cerveau, foie, reins et sang, et y doser le composé.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif de cette étude est de faire une première analyse préclinique pour optimiser la livraison de composés thérapeutiques dans le cerveau chez la souris. Deux composés ont été sélectionnés en amont comme bloquant l’action d’un peptide sécrété naturellement dans le cerveau en condition physiologique. Une étude scientifique a montré un impact direct de ce peptide sur la régulation de l’activité des synapses (points de connexion entre les neurones). De plus, des données obtenues par l’équipe montrent qu’une augmentation anormale des niveaux de ce peptide dans le cerveau de patients atteints de la maladie d’Alzheimer pourrait contribuer à la perte d’activité des synapses et de la mémoire, symptômes typiques de cette maladie. Enfin, il est possible que ce peptide soit impliqué dans d’autres maladies neurologiques comme la schizophrénie. Afin de prévenir cette action néfaste, nous avons criblé une banque de composés afin de bloquer son action à la synapse. Il est impératif aujourd’hui d’évaluer la capacité de ces composés à entrer dans le cerveau pour confirmer leur potentiel thérapeutique. Ce projet s’engagera à répondre aux questions scientifiques suivantes : 1. Déterminer si ces composés parviennent à traverser la barrière hémato-encéphalique avec succès. 2. Définir les doses et les temps de stabilité de ces composés après injection. 3. Analyser la dose et le temps de stabilité pour un traitement chronique (jusqu’à un maximum de 4 jours).
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Dans le monde, on estime qu’il y a environ 50 millions de personnes atteintes de démence, dont la maladie d’Alzheimer est la forme la plus courante. Cette maladie impacte un tiers des personnes de plus de 80 ans. Ces chiffres sont cependant en augmentation en raison du vieillissement de la population. Il n’y a pour l’instant aucune solution thérapeutique permettant de soigner ces patients. Trouver de nouvelles solutions thérapeutiques est donc une priorité absolue de santé publique. Notre groupe se concentre sur un nouveau peptide associé à la maladie d’Alzheimer, mais aussi possiblement à d’autres maladies neurologiques (schizophrénie…), comme nouvelle cible thérapeutique. Les analyses de pharmacocinétique prévues dans ce projet vont être essentielles pour confirmer la livraison au cerveau des composés bloquant l’action du peptide étudié, et donc renforcer leur potentiel thérapeutique. Ces données précliniques seront précieuses en vue d’une application thérapeutique future chez l’homme.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Des souris vigiles seront soumises à une seule administration aiguë d’un composé par injection intraveineuse au niveau de la queue (85 souris, 5 minutes de manipulation). Un autre groupe de 25 souris avec un cathéter placé au niveau de la veine jugulaire sera soumis à l’administration du composé le matin et le soir via le cathéter sur un maximum de 4 jours.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les animaux subiront une injection en intraveineuse à la veine caudale de la queue dans une boite à contention ce qui peut entrainer un stress et un inconfort ainsi que des lésions ou de l’inflammation sur le site d’injection. Une nuisance légère dûe à la contention de l’animal lors des injections via le cathéter est attendue.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
À la fin du traitement, nous procéderons à la mise à mort de l’animal et au prélèvement de ses organes (le cerveau, le foie, les reins, le sang) afin d’évaluer la concentration des composés injectés ainsi que ses caractéristiques pharmacocinétiques et sa capacité à traverser la barrière hémato-encéphalique.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Pour compléter les études in vitro et ex vivo précédemment réalisées dans notre laboratoire sur des neurones de souris, il est désormais nécessaire d’utiliser ce même modèle comme modèle animal. En effet, la souris est idéalement adaptée pour des analyses de pharmacocinétique, notamment pour une livraison dans le cerveau avec une barrière hématoencéphalique intacte. Malheureusement, pour ce type d’analyse pharmacocinétique, il est impossible de recourir à des méthodes alternatives pour remplacer l’utilisation d’animaux ou pour opter pour des animaux moins sensibles. Bien qu’il existe des modèles ex vivo dédiés à l’étude du passage de la barrière hémato-encephalique, ce type d’analyse de pharmacocinétique chez l’animal vivant est nécessaire comme pré-requis avant transfert de l’utilisation de ces composées chez l’homme. Cette étude chez la souris est donc capitale pour fournir les données essentielles in vivo en vue d’une application thérapeutique chez l’homme.
2. Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux à utiliser, nous nous baserons sur des études pilotes précédemment menées ex-vivo. Ces expériences, déjà réalisées dans notre laboratoire, ont permis d’identifier une dose optimale à administrer de manière directe et aiguë sur des neurones en culture et des tranches de cerveau de souris ex vivo. Nous sommes toutefois conscients que passer d’un modèle ex vivo, avec une administration directe sur le tissu et en aigu, à une étude in vivo présente des différences significatives. C’est pourquoi le calcul final des doses sera recalibré si besoin de façon à ce que le niveau de concentration passant du flux sanguin au cerveau soit comparable à celui obtenu lors des expériences ex vivo. Pour réduire le nombre d’animaux, nous utiliserons essentiellement des mâles pour la première partie de l’étude pharmacocinétique. Après identification des doses et temps optimaux en injection aigue et chronique, nous validerons ces points aussi chez la femelle. Aussi, c’est dans l’optique de reduction d’animaux que nous séparons ce projet en 2 procédures, en espérant ne devoir utiliser que la procédure 1 si la stabilité des composés lors de livraison in vivo en aigu le permet. Enfin, nous avons regroupé les groupes ‘contrôle’ pour les mâles pour les deux procédures afin de minimiser le nombres d’animaux utilisés et nous avons estimé avec l’outil statistique prédictif g-power le nombre de souris nécessaire par groupe (5 souris) pour obtenir une puissance statistique suffisante (>80%) en se basant sur les analyses d’effets des composés obtenus ex vivo.
3. Raffinement
Nous nous sommes assurés de la non toxicité des composés à injecter en amont de cette étude. En effet, les études préliminaires réalisées in vitro et ex-vivo avec les composés à l’étude n’ont montré aucune toxicité sur des neurones en culture ou sur des tranches de cerveau, même après application à forte dose et à temps long (24h). D’autres composés de même profile (même famille de molécules) ont déjà été utilisés in vivo montrant qu’ils ne présentent pas d’effets secondaires notoires. Nous accorderons une attention particulière aux conditions d’hébergement, en plaçant les animaux 5 par cage. Ils auront accès à l’eau et nourriture, dans un environnement enrichi où la temperature et l’hydrometrie sont controlées. Un suivi régulier sera assuré par des opérateurs formés, et les animaux seront surveillés de manière à permettre, le cas échéant, la mise en œuvre de points limites précoces et adaptés. Si les données obtenues montrent que la souris devra subir des injections répétées pour obtenir un niveau suffisant des composés dans le cerveau, nous avons aussi proposé une livraison du composé sur plusieurs jours via un cathéter inséré dans la veine jugulaire.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le choix de la souris est dû au fait que toutes nos données ex-vivo ont été obtenues sur des neurones de souris. Cela permettra de calibrer du mieux possible les doses à utiliser in vivo. La souris possède un système vaculaire, une barrière hémato-encéphalique et un cerveau avec des propriétés très similaires à celles décrites chez l’humain. Nos données de pharmacocinétiques obtenues dans ce modèle seront donc très pertinentes comme pré-requis pour pouvoir ensuite transferer l’utilistation des composés chez l’homme. Pour réaliser notre étude, nous utiliserons des souris adultes d’environ 8 semaines (environ 24-28g chacune). L’utilisation des composés pourrait être à terme envisagée pour d’autres maladies liées à la dysfonction des synapses, notamment aussi des pathologies présentes chez le jeune adulte, en plus d’une utilisation potentielle pour la maladie d’Alzheimer. La barrière hémato-encéphalique étant moins poreuse chez le jeune adulte que chez les sujets âgés, il est préférable d’obtenir ces données de pharmacocinétique chez le jeune adulte comme passage ‘à minima’ des composés.