Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 01/09/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-034144)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’inflammation joue un rôle central dans de nombreuses maladies, qu’elles soient neurologiques (AVC, traumatismes crâniens), digestives (maladie de Crohn), rénales (néphropathie diabétique) et cardiaques (ischémie du myocarde, myocardite). Ce projet vise à développer l’imagerie photoacoustique, une méthode innovante et non invasive pour visualiser l’inflammation de manière précoce et précise. Il repose sur l’utilisation de microparticules de polydopamine, un matériau biocompatible qui absorbe la lumière infrarouge et devient détectable en imagerie. En associant les microparticules de polydopamine à un anticorps ciblant une molécule inflammatoire, ces particules permettent de localiser les zones touchées dès les premiers stades de la maladie. Déjà prometteuse en IRM avec de l’oxyde de fer, cette approche pourrait offrir une alternative plus accessible pour détecter l’inflammation. L’objectif est d’évaluer sa précision et sa compatibilité biologique en vue d’une future application médicale.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Il est attendu de la technique d’imagerie photoacoustique utilisant ce nouvel agent de contraste qu’elle puisse permettre d’imager de manière ultra-sensible, spécifique et précoce l’inflammation dans les différents modèles de maladies inflammatoires proposés. Cette étude pourra apporter les premiers éléments permettant d’envisager une application clinique future. A terme, cette nouvelle méthode d’imagerie pourrait améliorer le diagnostic et la prise en charge de nombreuses pathologies inflammatoires.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : o 1 pose d’un cathéter sous anesthésie (durée : environ 15min) o 1 épilation d’une zone de la peau avec une crème dépilatoire sous anesthésie (durée : inférieure à 5 min) o 1 séance d’imagerie photoacoustique (non invasive) avec injection de produit de contraste sous anesthésie (durée : environ 20min) o Induction d’un modèle inflammatoire par une unique injection d’un produit induisant l’inflammation (durée : inférieure à 10min) OU Induction d’un modèle de neuroinflammation par une unique chirurgie stéréotaxique sous anesthésie (durée : environ 30min) o Pesées lors des manipulations (durée : inférieure à 5 min) o 1 perfusion après anesthésie et analgésie profonde (durée : environ 5min).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les deux modèles d’inflammation utilisés peuvent produire des effets indésirables chez les animaux. Dans le premier modèle, une inflammation cérébrale créée pourra induire des changements dans le fonctionnement cérébral (symptômes dépressifs, de l’anxiété, altérations des fonctions mentales) et la chirurgie cérébrale réalisée pour induire le modèle peut provoquer des micro-saignements et des douleurs au niveau des points de suture de la peau. Dans le deuxième modèle, l’injection du produit inflammatoire peut induire une inflammation généralisée, une insuffisance cardiaque et des lésions touchant plusieurs organes ce qui peut mener à la mort des animaux. L’injection des microparticules pourrait provoquer une légère irritation ou une réaction inflammatoire. Enfin, l’anesthésie, bien que couramment utilisée, peut parfois causer des effets secondaires comme des troubles respiratoires, une baisse de température ou une récupération plus lente après le réveil (fatigue, comportement modifié).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort afin de récupérer les différents organes d’intérêt des animaux permettant ainsi de compléter les résultats obtenus in vivo par des résultats post-mortem.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Des tests in vitro ont été réalisés en imagerie photoacoustique sur les microparticules de polydopamine (en utilisant des « fantômes ») et ont montré que la polydopamine présente une absorption et une fluorescence significatives dans la région du proche infrarouge, adaptée à l’imagerie photoacoustique. Cependant, les expériences in vitro ne peuvent pas totalement remplacer les études in vivo, car il est crucial d’évaluer la sensibilité et la spécificité de détection des microparticules de polydopamine après injection dans un organisme vivant, en tenant compte des facteurs spécifiques à l’environnement biologique, tels que le flux sanguin, le passage du signal à travers la peau, les interactions avec les tissus environnants, la distribution des particules dans les différents organes. De plus, des études in vivo sont nécessaires pour évaluer la biodistribution et la biodégradabilité des particules à long terme, ainsi que pour détecter d’éventuels effets indésirables qui ne peuvent se manifester qu’après une période prolongée dans un organisme vivant. Ainsi, les procédures expérimentales décrites dans ce projet sont essentielles et ne peuvent être remplacées par des méthodes ne nécessitant pas l’utilisation d’animaux vivants, car seule l’expérimentation in vivo peut fournir les données complètes nécessaires pour valider cette approche et garantir sa transposition en clinique.
2. Réduction
Le nombre d’animaux utilisé dans ce projet a été soigneusement évalué à partir des données issues de nos précédentes études ayant utilisé les mêmes modèles animaux et les mêmes types de microparticules. Conformément aux recommandations scientifiques, pour le développement d’un nouvel agent de contraste dans une modalité d’imagerie donnée, il est essentiel de s’appuyer sur un nombre d’animaux compris entre 5 et 10 par groupe pour obtenir des résultats fiables. Ce nombre est nécessaire pour évaluer la spécificité (par exemple, à travers des études comparatives avec des particules ciblant les molécules d’adhésion endothéliales ou des particules contrôles) et la sensibilité (notamment via des études de dose-réponse). Le nombre d’animaux requis est important mais d’après nos précédentes expériences dans le développement d’agents de contraste, nous avons établi que ces contrôles sont indispensables pour garantir la validité des résultats. Nous avons conçu le protocole de manière à minimiser ce nombre, en nous assurant que chaque expérience soit la plus informative possible tout en respectant les principes de réduction et de raffinement dans l’utilisation des animaux.
3. Raffinement
Les animaux auront le temps d’acclimatation d’une semaine. Un enrichissement du milieu d’hébergement des animaux de type boite à oeuf, tunnel PVC et/ou igloo PVC est prévu. Les animaux seront hébergés en groupe de 5 afin de conserver les interactions sociales. A partir du début de la mise en place des modèles, une attention particulière sera accordée à l’état général des animaux, notamment pour vérifier l’absence d’apparition de signes de détresse ou de douleur extérieure ainsi que la bonne prise alimentaire et de boisson. Un gel « diet énergie » sera placé dans la cage pour faciliter la prise alimentaire et l’hydratation. Une attention particulière sera aussi accordée à l’évolution de la masse corporelle avec une pesée quotidienne afin de vérifier que la perte de poids n’est pas supérieure à 15%. Après induction des deux modèles, une surveillance sera faite dans les 3 heures après les injections, puis tous les jours jusqu’à la mise à mort des animaux. De plus, pendant la durée des modèles et avant la perfusion réalisée pour le prélèvement des organes d’intérêt, la douleur des animaux sera réduite au maximum en veillant à couvrir ces temps d’étude par une analgésie.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris (mus musculus) est l’espèce animale qui a été la plus étudiée dans le domaine des pathologies de type inflammatoire. L’anatomie et la physiologie de la circulation sanguine de la souris sont également bien connues et sont semblables par leurs grands traits à celles de l’Homme. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier les pathologies inflammatoires. Nous utiliserons des animaux âgés de 8 semaines, car c’est à partir de cet âge qu’ils sont considérés comme adultes.