Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 31/07/2026
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-368875)
Les embryons utilisés dans ce projet sont génétiquement incapables de former un cœur ou un pancréas, et reçoivent des cellules souches de chimpanzé et de macaque pour tester si elles compensent ce déficit. 1 000 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées par dislocation cervicale à l’issue. Les femelles donneuses reçoivent deux injections hormonales intrapéritonéales, les receveuses une chirurgie abdominale de quinze à trente minutes sous anesthésie générale, avec une douleur postopératoire attendue. Le calcul d’effectif part d’un minimum de cinquante embryons à analyser et d’au moins cinq réplicats, sans que le millier de souris mobilisées soit rapporté à ce chiffre.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le développement d’approches innovantes de reconstruction d’organes représente un enjeu scientifique et biomédical majeur. Les malformations cardiaques congénitales ainsi que les pathologies pancréatiques sévères, notamment le diabète, constituent des problématiques médicales majeures pour lesquelles les options thérapeutiques curatives restent limitées. La transplantation d’organes est contrainte par la pénurie de greffons, soulignant la nécessité de développer de nouvelles stratégies de production d’organes fonctionnels. Dans ce contexte, la compréhension des mécanismes permettant la formation et la reconstruction d’un organe in vivo constitue un besoin scientifique fondamental. Le présent projet vise à évaluer une approche de complémentation embryonnaire inter-espèce appliquée à deux organes essentiels : le cœur et le pancréas. Cette stratégie repose sur l’injection de cellules souches pluripotentes (PSC) dans des embryons génétiquement incapables de former un organe donné, afin de tester si les cellules injectées peuvent compenser ce déficit développemental et contribuer à la formation de l’organe manquant. Si ce concept a été démontré dans des modèles intra-espèce chez le rongeur, son potentiel dans un contexte inter-espèce impliquant des cellules de primates non-humains reste encore largement inexploré. L’objectif principal est de déterminer si des PSC de primates non-humains (chimpanzé et macaque), rendues compétentes pour la colonisation embryonnaire, sont capables de s’intégrer dans des embryons murins déficients pour les gènes clés nécessaires à la formation du cœur ou du pancréas.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet permettra d’améliorer les connaissances fondamentales sur les mécanismes du développement embryonnaire et sur la capacité de cellules souches pluripotentes à contribuer à la formation d’organes dans un contexte inter-espèce. Il apportera des données originales sur les interactions cellulaires précoces, la reconnaissance des signaux développementaux entre espèces différentes et les limites biologiques du chimérisme. À court terme, les bénéfices attendus concernent principalement l’avancée des connaissances scientifiques. Le projet permettra de déterminer si des cellules souches de primates peuvent s’intégrer dans un embryon murin déficient pour un organe donné (cœur ou pancréas) et participer à sa formation. Il permettra également d’identifier les freins biologiques à cette intégration, qu’ils soient liés à la différenciation cellulaire, à la compétition cellulaire ou à l’incompatibilité des signaux moléculaires entre espèces. Ces données contribueront à mieux comprendre les principes fondamentaux de la formation des organes et de la plasticité cellulaire. À moyen terme, les résultats obtenus pourraient permettre d’optimiser les conditions expérimentales favorisant la complémentation d’organes et d’identifier les paramètres déterminants pour une intégration efficace et contrôlée des cellules injectées. Cela pourrait contribuer à l’amélioration de modèles expérimentaux pertinents pour l’étude des anomalies du développement cardiaque et pancréatique. À long terme, ces travaux vont permettre une meilleure compréhension des mécanismes de complémentation inter-espèce pour la médecine régénérative. En particulier, ils vont participer, de manière progressive et encadrée, à la réflexion scientifique visant la génération d’organes fonctionnels dans un contexte contrôlé afin de répondre à la pénurie de greffons pour la transplantation.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Pour la stimulation ovarienne, deux injections d’hormones en intréapéritonéales par souris seront effectuées pour les femelles donneuses. Pour les femelles receveuses des injections en intrapéritonéal d’antalgiques et d’anesthésiques seront effectués. Dans tous les cas, le geste est rapide et dure de 30 secondes à moins d’une minute). Concernant la récupértion des embryons après transfert embryonnaire, l’accès à l’utérus se fera par chirurgie sous anésthésie générale. L’intervention durera de 15 à 30 minutes maximum.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les nuisances attendues concernent d’une part les injections intrapéritonéales pour les femelles donneuses et receveuses, et d’autre part, les chirurgies de réimplantation d’embryons pour les receveuses qui peuvent entrainer une douleur postopératoire et un stress modérés.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux adultes seront euthanasiés par dislocation cervicale à la fin des procédures.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
La pierre angulaire du projet est de tester la capacité de cellules souches dérivées au laboratoire de remplacer un organe au cours du développement embryonnaire. Aucune technique in vitro ne permet, à l’heure actuelle, de reproduire le développment normal d’un embryon ou d’un organe entier à long terme. Pour faire des analyses statistiques robustes, nous avons besoin d’un nombre suffisant d’embryons de qualité.
2. Réduction
Les procédures visent à limiter l’utilisation d’animaux tout en obtenant suffisamment de données. Pour évaluer le nombre d’animaux nécessaires à ce projet nous avons tenu compte du nombre d’embryons à analyser de façon à déterminer si les cellules injectées sont capables ou non de coloniser, c’est-à-dire si on observe une colonisation significative (>50% de l’organe), en fonction des risques statistiques d’erreur (5%) et de la puissance des tests (80%). Ce type de test nécessite un minimum de 50 embryons analysés. C’est pourquoi nous utiliserons le minimum d’animaux requis pour avoir assez d’embryons (voir le Tableau 1 en annexe), tout en s’assurant que nous aurons suffisamment de réplicats (au moins 5) pour que nos données soient valables statistiquement.
3. Raffinement
Nous sommes attentifs à limiter le stress (souris maintenues en groupe, avec enrichissement de l’environnement), les souris ayant subi une injection ou une chirurgie seront placées en milieu enrichi (coton, dôme) dans une zone de stabulation dédiée, avec moins de bruit et de passages, et seront observées quotidiennement par un animalier ou l’expérimentateur. Nous insistons sur la formation et l’expérience des personnes pratiquant les injections et la chirurgie. La maîtrise de ces gestes réduit d’une part le temps de contention, diminuant ainsi les effets stress chez les animaux, et garantissent la bonne tolérance de la procédure et une meilleure reproductibilité auprès des animaux. Nous établissons les points limites les plus précoces possibles en fonction de l’objectif de l’expérimentation. Dans le cadre d’un raffinement, il existe une technique alternative à la chirurgie de transfert d’embryons qui sera testé au cours de ce projet. Cette technique dite de NSET ‘Non-Surgical Embryo Transfer’ se fait par les voies naturelles, permettant ainsi de réduire le stress et la douleur habituellement liés à la chirurgie lors d’un transfert d’embryons. Cette technique sera appliquée si elle s’avère aussi reproductible et efficace que la technique de chirurgie pour produire un nombre suffisant d’embryons par femelle.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Nous avons choisi le modèle souris pour plusieurs raisons : 1- Le développement de l’embryon de souris est rapide et le nombre d’embryons par portée est important. 2- Les souris génétiquement modifiées sont un atout majeur et indispensable à l’étude et à la réalisation de notre projet. 3- Chez la souris, le développement embryonnaire est assez similaire à celui décrit chez l’Homme et donc un modèle très pertinant pour notre projet. Les animaux sont utilisés à maturité sexuelle, à partir de 8 semaines chez la souris.