Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 18/12/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-040434)
6 588 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles subissent une biopsie de la queue, des injections intraveineuses, des prélèvements de sang après incision au scalpel, parfois une irradiation, un régime gras jusqu’à vingt-quatre semaines et, pour certaines, un choc infectieux provoqué. L’objet est d’étudier le dialogue entre le foie et le tissu adipeux dans l’obésité et le diabète. Le porteur affirme que les modèles in vitro ne rendent pas compte des interactions entre organes.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’obésité est un problème de santé publique important, car elle accroit considérablement le risque de développer de nombreuses pathologies graves telles que le diabète de type 2, les maladies cardiovasculaires et les cancers. Face à l’épidémie d’obésité dans le monde, il est primordial de trouver les moyens thérapeutiques de lutter contre ce fléau. Lors d’une obésité, on constate des adaptations marquées de plusieurs organes, notamment les tissus adipeux et le foie. Cependant, la capacité d’adaptation de ces organes est limitée et elle peut être dépassé quand l’obésité est présente de façon chronique. Ces dernières années, nombreuses équipes de recherche ont mis en évidence un dialogue important inter-organe et inter-cellulaire au sein du même tissu. Ce dialogue a une forte impacte sur le fonctionnement de chaque tissu, mais aussi l’homéostasie métabolique de l’individu. Ce projet a pour but d’identifier les facteurs conduisant au dysfonctionnement métabolique dans le contexte de l’obésité. Dans nos études, nous nous focaliserons sur les voies métaboliques qui servent pour l’énergie de l’organisme (glucides, gras) et pour synthétiser les composants de la cellule (protéines, lipides, etc.).
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Nous nous attendons à ce que ce projet conduit à l’indentification des mécanismes pathophysiologique de l’obésité et de ses complications ainsi que l’identification de plusieurs cibles thérapeutiques potentiellement capable de prévenir l’induction des pathologies tels que le diabète de type 2, l’athérosclérose ainsi que la stéatose hépatique. Ceux seront des bénéfices importants pour la santé humaine réalisables à long terme.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront identifiés par prélèvement d’une biopsie (~4 mm) de la queue et la pose d’une bague à l’oreille, une fois. Ensuite, ils subiront une injection intraveineuse et un prélèvement de sang à la queue après incision avec un scalpel stérile. En option, certains animaux seront irradiés (2 fois, 20 minutes dans la boîte) pour détruire les cellules immunitaires afin de les reconstituer par transfert adoptif des cellules de la moelle osseuse. Ensuite, certains animaux seront soumis à un régime alimentaire pendant une durée allant jusqu’à 24 semaines pour induire une pathologie telle que l’obésité, l’athérosclérose ou la stéatose hépatique, nécessitant un prélèvement sanguin préalable pour la randomisation des souris. En alternative, les animaux subiront une procédure permettant d’induire un choc endotoxémique : injection d’un composant de la paroi cellulaire des bactéries, suivi d’un prélèvement sanguin d’environ 50 µL à la queue. Ensuite, les animaux seront soumis à une ou plusieurs analyses du métabolisme du glucose ou des lipides : gavage oral ou injection, 5 prélèvements sanguins à la queue espacés d’au moins 15 minutes, pour une durée totale de test de 2 à 4 heures. En alternative, les animaux subiront une chirurgie pour poser un cathéter, puis des prélèvements de sang et une infusion continue par le cathéter pendant au maximum 4 heures. Enfin, pendant une analyse du métabolisme en cages métaboliques, les animaux seront hébergés individuellement, puis éventuellement exposés à des températures élevées (thermoneutralité) ou basses (froid) pendant jusqu’à 4 semaines. À la fin des procédures, tous les animaux seront euthanasiés après un prélèvement sanguin sous anesthésie par inhalation pour étudier les organes cibles.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Certaines procédures peuvent engendrer une douleur liée à la manipulation, telles que l’incision avec un scalpel, les injections à l’aide d’une seringue, la pose d’une bague d’identification et la biopsie de la queue pour le génotypage. En ce qui concerne le choc endotoxémique, il provoque une forte induction de l’inflammation. Pendant certaines procédures, les animaux seront mis à jeun pendant jusqu’à 24 heures, mais ils auront toujours un accès ad libitum à l’eau potable. En ce qui concerne le suivi du métabolisme dans les cages métaboliques, l’hébergement des animaux à la thermoneutralité ou dans un environnement froid peut induire un stress thermique. Pour l’infusion des composés par voie intraveineuse, la chirurgie pour la pose du cathéter est une source de stress et peut entraîner une douleur supplémentaire.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
À l’issue de toutes les procédures, tous les animaux seront euthanasiés afin de récupérer des tissus en vue de réaliser des analyses histologiques et moléculaires supplémentaires, lesquelles nous fourniront des informations cruciales sur les adaptations des tissus adipeux et du foie au cours de l’obésité.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Il existe des modèles in vitro pour étudier les hépatocytes, les adipocytes et les cellules immunitaires. Cependant, ces modèles ne permettent pas d’étudier les interactions intercellulaires et interorganes. Pour cette raison, nous ne pouvons pas nous passer de l’utilisation de modèles animaux. En complément des modèles in vitro, nous avons mis en place plusieurs modèles, tels que les hépatocytes et les adipocytes primaires, qui permettent de remplacer certaines expériences, mais nécessitent tout de même l’utilisation d’animaux (1 à 2 par génotype par expérience au lieu de 10 à 15). De la même manière, nous avons choisi des procédures d’évaluation de la progression de la physiopathologie qui permettent d’atteindre les objectifs scientifiques sans sacrifier les animaux, afin de combiner les différentes procédures sans multiplier explicitement les lots d’animaux utilisés
2. Réduction
Quand il n’est pas possible de remplacer l’expérimentation animale par un autre modèle, la réduction peut se faire à travers trois moyens principaux : (1) Optimisation des élevages pour éviter la production d’animaux inutiles. (2) Utilisation d’analyses statistiques (réalisées avec des logiciels spécifiques) afin de déterminer préalablement le nombre d’animaux nécessaire pour nos expériences. (3) Formation approfondie pour ceux qui manipuleront les animaux, visant à maîtriser les gestes techniques et à minimiser le stress pour les animaux. La maîtrise technique contribue à réduire la variabilité inter-animale et permet de diminuer le nombre d’animaux nécessaire pour confirmer statistiquement un effet biologique. Enfin, nous avons mis en place plusieurs modèles in vitro, tels que les hépatocytes et les adipocytes primaires, qui nécessitent beaucoup moins d’animaux par expérience (1 à 2 par génotype par expérience au lieu de 10 à 15).
3. Raffinement
Les animaux seront stabulés dans un environnement non anxiogène et absent des pathogènes qui peuvent impacter la santé des animaux. Les conditions utilisées sont favorables à leur bien-être : température régulée, un nombre d’animaux par cage limité, un cycle normale de lumière/obscurité, nourriture et eau ad libitum, enrichissement de la cage avec de petites maisons. Les vérifications journalières des animaux sont faites et un registre de bien-être animale est à disposition pour coordonner les efforts autour de l’amélioration des conditions d’hébergement des animaux. NOUS SERONS VIGILANTS SUR L’ETAT DE SANTE DES ANIMAUX ET NOUS PRENDRONS EN COMPTE LES PARAMETRES SUIVANTS 1) PERTE DE POIDS SUPERIEURE A 15% (FAIM, SOIF, MALNUTRITION) 2) APPARENCE PHYSIQUE EXTERNE (POIL HIRSUTE, DOS ROND, SIGNES D’INFECTION OU BLESSURES) 3) SIGNES CLINIQUES MESURABLES (DIMINUTION DE TEMPERATURE RECTALE) 4) CHANGEMENT DE COMPORTEMENT (PROSTRATION, VOCALISATION) 5) REPONSE COMPORTEMENTALE AUX STIMULI EXTERNES LE SUIVI DES ANIMAUX SERA FAIT QUOTIDIENNEMENT PAR CAGE ET DEUX FOIS PAR SEMAINE LORS DES ETUDES DE REGIME. POUR LES PROCEDURES DURANT MOINS D’UNE JOURNEE, SEULS LES CHANGEMENTS DE COMPORTEMENT ET D’APPARENCE PHYSIQUE SERONT EVALUES CAR LA PERTE DE POIDS NE S’APPLIQUE PAS. EN REVANCHE, LA TEMPERATURE CORPORELLE PEUT TOUJOURS ETRE EVALUEE A LA MAIN. SI CES LIMITES SONT ATTEINTES, UN EFFORT SERA FAIT POUR AMELIORER LE BIEN-ETRE DE L’ANIMAL SELON LE CAS. PAR EXEMPLE, SUITE A UNE PERTE DE POIDS SUPERIEURE A 10%, UN SUIVI INDIVIDUEL PLUS FREQUENT SERA FAIT POUR VOIR SI L’ANIMAL REPREND OU MAINTIEN CE POIDS. SI LA LIMITE DE 15% DE PERTE DE POIDS EST ATTEINTE, L’ANIMAL SERA EXCLU DE L’EXPERIENCE ET IL SERA EUTHANASIE. POUR UNE TEMPERATURE CORPORELLE REDUITE (MESUREE PAR UNE SONDE RECTALE), L’ANIMAL SERA SURVEILLE PLUSIEURS FOIS DANS LA JOURNEE AFIN D’ETABLIR L’AMELIORATION OU PAS DE SON ETAT. DANS TOUS LES CAS, UNE PERIODE PROLONGEE (JUSQU’A 3 JOURS POUR LA PERTE DE POIDS OU LE CHANGEMENT DU COMPORTEMENT, OU UNE JOURNEE COMPLETE POUR UNE BAISSE DE TEMPERATURE CORPORELLE) NECESSITE L’EUTHANASIE DE L’ANIMAL.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris présente de nombreux avantages pour la recherche en métabolisme et physiologie. Elles ont un temps de génération relativement court et, selon la souche choisie, elles peuvent développer les pathologies comme l’obésité, l’insulino-résistance et encore la maladie du foie gras (non-alcoholic fatty liver disease) avec les caractéristiques assez proches à ces pathologies chez l’homme. Enfin, il existe un grand nombre de lignées génétiquement modifiées disponibles et ile est relativement facile d’en créer de nouvelles pour mieux investiguer les pathologies métaboliques. Les souris seront utilisées au stade adulte (âge > 8 semaines). Les pathologies métaboliques sont des pathologies de l’adulte.