Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 28/11/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-020110)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’athérosclérose est une maladie inflammatoire systémique, chronique et progressive qui touche les artères . Elle se développe lentement et provoque des dépôts de graisses (appelés plaques) dans les parois des vaisseaux sanguins. L’athérosclérose crée les conditions pathologiques de l’infarctus du myocarde, l’angine de poitrine, l’accident vasculaire cérébrale et des problèmes circulatoires. Le plus souvent, ces plaques dangereuses ne causent pas de symptômes avant qu’il ne soit trop tard. C’est pourquoi il est essentiel de mieux les détecter avant qu’elles ne se rompent. Notre recherche vise à développer un outil combiné de diagnostic et de traitement (appelé théranostic). Ce système permet à la fois de voir les plaques à l’aide de l’IRM (imagerie par résonance magnétique) et de délivrer un médicament ciblé directement sur la zone concernée. Ces outils seront développés à partir d’anticorps humains afin de minimiser les réactions d’allergie lors de l’injection chez l’homme. L’IRM est une modalité d’imagerie « sans risques » qui offre la possibilité d’utiliser des agents de contraste sûrs. Avant d’envisager une utilisation chez les patients, ces outils doivent être testés dans des études précliniques sur des souris présentant des lésions similaires à celles de l’homme. Un groupe de souris « saines » sert de comparaison. Ces modèles permettent de comprendre comment le corps entier réagit, et d’analyser précisément les tissus.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les outils de diagnostic, de traitement et de prévention développés dans cette étude permettront de créer de nouveaux systèmes d’évaluation, utiles pour repérer les personnes les plus à risque et mieux cibler celles qui pourraient bénéficier d’immunothérapies. Aujourd’hui, le traitement de l’athérosclérose est souvent mis en place trop tard, uniquement après l’apparition de symptômes ou d’un accident cardiovasculaire. Ce projet offre une opportunité unique de changer cette approche, en mettant en place un suivi précoce et préventif des personnes à risque, même si elles ne présentent encore aucun signe. Cela permettrait de proposer des traitements personnalisés en amont, afin de réduire le nombre de complications cardiovasculaires tout en diminuant les coûts pour le système de santé
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à deux types de régimes riches en cholesterol pendant trois périodes distinctes de 8, 14 et 24 semaines. Des images seront prises lors des injections (une injection unique par bionano-objet, anticorps ou serum physiologique) à l’aide de l’IRM (30 minutes), avant et après injection (6 et 24 heures après injection) sous anesthésie (30 min), ou via imagerie optique (durée : 4 minutes), en pré et post-injection sous anesthésie (10 min). La durée des injections correspondra au temps nécessaire pour administrer une piqûre à une souris anesthésiée. Dans les expérimentations d’efficacité thérapeutique avec les bionano-objets, deux injections hebdomadaires pendant deux semaines d’anticorps ou de serum physiologique sont réalisés , un prélèvement sanguin unique sera effectué au début, à mi-parcours (durant 1-2 mins ) et à la fin du protocole ( durant 2-5min), sous anesthésie profonde avec euthanasie. Lors des études ex-vivo des prélèvements d’organes, seront réalisée après euthanasie.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les injections intravéneuses répétées des différents composés peuvent susciter une réaction inflammatoire, une douleur, la formation de caillots au point d’injection. Le test du régime avec la nouvelle souche de souris peut entrainer une perte ou un gain de poids excessif, une léthargie, un changement dans la consommation d’eau ou d’aliments, une teinte jaune des muqueuses (ictère, signe de dysfonctionnement hépatique), grattage excessif, léchage.L’IRM est une technique non-invasive cependant, durant l’examen un changement du rythme cardiaque et/ou respiratoire , mesurés grâce à un capteur placé entre l’animal et le lit IRM, peut subvenir, du fait de la variabilité inter-animaux de la sensibilité aux anesthésiques. L’imagerie optique de fluorescence est une méthode non invasive largement utilisée peut présenter certains effets indésirables comme l’hypothermie. L’anesthésie utilisée lors des injections ou lors des imageries pourrait affecter la fréquence respiratoire, la température corporelle, induire du stress, léthargie si répétitions.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Notre étude porte sur le théranostic de l’athérosclérose, à savoir offrir la possibilité d’effectuer une imagerie non invasive par résonance magnétique (IRM) pour établir le diagnostic et d’administrer un médicament au niveau du site d’intérêt pour le traitement. Ces outils de diagnostic seront développés à partir d’anticorps humains afin de minimiser les réactions d’allergie lors de l’injection chez l’homme. L’IRM est une modalité d’imagerie « sans risques » qui offre la possibilité d’utiliser des agents de contraste sûrs. Il est cependant nécessaire de tester ces outils de diagnostic dans des études pré-cliniques. Ces études sont réalisées sur 3 modèles animaux d’athérosclérose et un modèle témoin « sain ». En effet, afin de nous permettre de répondre aux questions cliniques, des modèles animaux de la pathologie sont nécessaires afin d’avoir une représentation complète de la physiologie du corps entier. A l’issue des différentes procédures, les animaux seront mis à mort et des analyses sur les tissus de ces groupes seront également effectuées afin de valider nos études in vivo.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’athérosclérose est une maladie systémique, multifactorielle et évolutive, influencée par des facteurs hémodynamiques, immunitaires et métaboliques, qui jouent un rôle clé dans la formation et la progression des plaques athéromateuses. Les modèles in vitro montrent des limites majeures, telles que l’absence d’interactions systémiques, de circulation sanguine réelle, de contraintes mécaniques naturelles, et l’impossibilité de reproduire l’évolution temporelle des plaques et les réponses immunitaires complexes. En revanche, les modèles animaux offrent un environnement physiologique réaliste, intégrant les interactions biologiques, les contraintes mécaniques et l’évolution dynamique des lésions. Ils restent essentiels pour une compréhension complète de la pathologie, la validation de cibles thérapeutiques et le développement d’approches diagnostiques et préventives efficaces et transposables à l’humain.
2. Réduction
Pour l’établissement des modèles pathologiques se fera par une étude pilote, le nombre d’animaux calculé est le nombre nécessaire pour valider statistiquement l’étude avec une prise en compte du taux de mortalité mort et/ou d’exclusion lié au modèle de plaque développée. Par ailleurs, le nombre d’animaux reste modéré car lors des étapes de mises au point des séquences IRM in vivo ou imagerie optique de fluorescence, les souris seront imagées plusieurs fois. Le nombre d’animaux utilisé sera nécessaire et suffisant pour détecter statistiquement la pathologie et la biodistribution des biomolécules injectées. Ceci permettra de valider les résultats obtenus et d’évaluer les différences entre animaux.
3. Raffinement
Les animaux seront hébergés dans un environnement enrichi par des objets (bâtonnets de bois à ronger, matériaux de construction de nid, coton, maisonnette, tubes en carton) contenant de la paille, de la nourriture et de l’eau à volonté. Pour éviter toute douleur ou stress lors des expériences, une anesthésie gazeuse sera utilisée. Des dispositifs comme un tapis chauffant ou un système de chauffage par l’eau aideront à maintenir leur température corporelle. La respiration, et parfois le rythme cardiaque et la température, seront surveillés grâce à un ballon posé sur leur abdomen ou à des électrodes autocollantes placées sur leurs pattes. Cela permettra d’ajuster la dose d’anesthésique si nécessaire. Si le rythme cardiaque ou respiratoire varie de plus de 50 %, l’expérimentation sera arrêtée. Un gel ophtalmique sera appliqué pour protéger leurs yeux. Après les expériences (IRM ou imagerie optique), les animaux seront surveillés attentivement à leur réveil pour détecter tout signe de douleur, d’inconfort ou de stress. Ils resteront sous lampes chauffantes jusqu’à leur rétablissement complet et recevront une réhydratation si besoin. Si un animal montre des signes de souffrance après une injection, il recevra un traitement antidouleur ou anti-inflammatoire toutes les 6 à 12 heures selon son état. Si nécessaire, il sera euthanasié selon le protocole de mise à mort décrit. Les doses des biomolécules injectées respecteront les références scientifiques disponibles, mais une attention particulière sera portée à tout signe de souffrance, même minime. Les animaux seront surveillés chaque jour par les techniciens et chercheurs du laboratoire, y compris les week-ends et jours fériés, afin d’assurer leur bien-être et leur suivi en accord avec le protocole de recherche et les règles éthiques.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est un modèle de choix pour l’étude de l’athérosclérose, notamment grâce à la possibilité d’utiliser des techniques d’imagerie avancées comme l’IRM ou la fluorescence. Pour reproduire cette maladie, marquée par l’accumulation de plaques de cholestérol dans les artères, on utilise des souris génétiquement modifiées, chez lesquelles certains gènes impliqués dans le transport ou le métabolisme des lipides ont été inactivés. Certaines de ces souris, déficientes en protéines transportant les lipides, développent rapidement des plaques athéromateuses. Cela permet de suivre les différentes étapes de la maladie et de tester l’efficacité des outils d’imagerie. Ce modèle est particulièrement adapté à l’étude du diagnostic et des approches thérapeutiques, car les plaques formées y sont complexes, inflammatoires et instables – un contexte idéal pour évaluer des traitements visant à les stabiliser ou à les faire régresser. D’autres modèles murins, dont le profil lipidique est plus proche de celui de l’humain, présentent une progression plus lente et contrôlée de la maladie. Ces souris sont mieux adaptées aux études de prévention, car elles permettent de tester l’effet de traitements à long terme pour retarder ou empêcher la formation des plaques. Les souris sont incluses dans le protocole à l’âge de 6 semaines, un moment clé où les vaisseaux sanguins sont suffisamment développés pour détecter les premières lésions, tout en restant sensibles aux facteurs de risque comme une alimentation riche en graisses ou certaines altérations génétiques. Cela permet d’étudier les stades précoces de l’athérosclérose et d’évaluer précocement l’impact de traitements. De plus, cet âge est largement utilisé dans la recherche, ce qui facilite la comparabilité et la reproductibilité des résultats entre différentes études.