Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 08/02/2022
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-380409)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
En ingénierie tissulaire pour la réparation osseuse, l’utilisation de scaffolds tridimensionnels a pour but d’offrir une alternative à la greffe pour combler des défauts osseux de taille critique. Ces scaffolds sont principalement des biomatériaux possédant des propriétés d’ostéoinduction et d’ostéoconduction grâce à leur composition. Cependant, les biomatériaux favorisant la vascularisation pour la réparation osseuse sont rares, et ceux prenant en compte le processus d’innervation sont quasiment inexistants. Même si le rôle de la vascularisation dans l’os est connu depuis longtemps, celui de l’innervation n’a été montré que récemment dans des études de dénervation de l’os, ce qui explique le manque de biomatériaux qui prennent en compte ce processus dans la régénération osseuse. Pour pouvoir d’une part confirmer le rôle de l’innervation dans la réparation osseuse ainsi que la formation de nouveaux vaisseaux sanguins, et d’autre part tester le potentiel de régénération osseuse de différents biomatériaux fabriqués au laboratoire, il est donc nécessaire de passer à un modèle de petit animal. La fabrication de ces biomatériaux dans le laboratoire se fait dans le cadre du projet SPARK qui vise au développement de nouvelles matrices tridimensionnelles pour des applications en ingénierie tissulaire osseuse. Ce projet a donc pour but de développer un modèle permettant d’étudier le rôle de l’innervation dans la réparation de l’os et de tester le potentiel de différents biomatériaux dans la régénération osseuse, notamment dans les processus d’innervation et de vascularisation.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
La reconstruction de défauts osseux critiques est l’un des défis majeurs dans le domaine clinique, en particulier dans le cas de lésions osseuses dues à des traumatismes, cancers, ou autres maladies induisant des pertes de tissu osseux telles que les pseudarthroses ou l’ostéoporose. Ce projet a pour but de tester le potentiel de régénération osseuse, de vascularisation et d’innervation de nouveaux biomatériaux pour le comblement osseux. Il pourra ainsi permettre de sélectionner des matériaux intéressants pour la réparation osseuse dans un contexte clinique.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Tous les animaux seront soumis à la chirurgie du défaut osseux circulaire dans la mandibule, couplé à la résection du nerf alvéolaire inférieur. Ils seront également tous soumis à la microtomographie aux rayons X aux temps 15 jours, 1 mois et 2 mois. Enfin, après la dernière série d’acquisition d’imagerie aux rayons X, les animaux seront euthanasiés par inhalation de dioxyde de carbone.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La réalisation du défaut osseux circulaire dans la mandibule de rat pourrait entrainer des difficultés de mastication et donc de nutrition des animaux après la chirurgie. C’est pour cette raison que les animaux recevront de la nourriture molle et enrichie pendant les 2 à 3 premiers jours après la chirurgie.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue de la première procédure (chirurgie du défaut osseux et résection du nerf alvéolaire inférieur), les animaux seront maintenus en vie pour pouvoir réaliser la seconde procédure (imagerie aux rayons X) aux temps 15 jours, 1 mois et 2 mois. A l’issue de la dernière acquisition (2 mois), tous les animaux seront euthanasiés pour pouvoir réaliser ensuite des analyses histologiques et immunohistochimiques au niveau du défaut osseux.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Aucune méthode in vitro ne permet d’étudier simultanément la formation osseuse, la vascularisation et l’innervation induites par des biomatériaux tout en prenant en compte la complexité d’un être vivant (système immunitaire, flux sanguin…).
2. Réduction
L’utilisation de méthodes d’imagerie in vivo pour le suivi à differents temps de la reconstruction osseuse permet de réduire significativement le nombre d’animaux utilisés pour ces expérimentations. Le nombre d’animaux par groupe est également calculé pour utiliser le moins d’animaux possible tout en permettant d’obtenir des résultats exploitables de manière statistique.
3. Raffinement
La chirurgie sera effectuée sous anesthésie générale et une analgésie adaptée sera appliquée en post-opératoire pour limiter la douleur. Les conditions de stabulation des animaux seront également adaptées avec isolement des animaux après l’opération pour limiter les risques de réouverture de l’incision. Les rats seront ensuite regroupés 5 jours plus tard de façon à favoriser les interactions sociales importantes pour le bien-être animal. Les conditions d’hébergement et le milieu d’enrichissement seront également pensés pour favoriser le bien-être des animaux (litière avec copeaux, tuyaux pour jouer et se cacher…).
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le rat est une espèce adaptée à la première étape de validation chez l’animal de matériaux destinés au traitement de défauts osseux. Sa taille plus grande que la souris permet de réaliser des lésions circulaires de diamètre suffisant dans l’os de la mandibule. Les rats utilisés seront des rats Wistar adultes de 10 à 12 semaines. En effet, ils devront avoir achevé leur croissance pour éliminer le biais induit par le développement sur la régénération osseuse. De plus, la taille plus importante de la mandibule chez les adultes facilitera l’opération.