Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 12/10/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-098809)
760 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ces souris génétiquement modifiées développent des lésions de la protéine Tau et une neurodégénérescence, avec des difficultés de mobilité, et reçoivent une instillation nasale de peptides cinq jours par semaine pendant environ six mois. Le porteur les tue ensuite pour prélever sang et cerveau et évaluer l’effet des peptides sur la maladie d’Alzheimer. Il souligne le coût social de la maladie et l’échec des essais cliniques passés et présente les peptides comme de « potentiels agents thérapeutiques » sur la seule base de travaux préliminaires in vitro.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
A ce jour 260 millions de citoyens européens souffrent de troubles cérébraux. La maladie d’Alzheimer (MA) représente la forme la plus fréquente de démence cérébrale. Selon les prévisions épidémiologiques, avec le vieillissement de la population, cette maladie devrait toucher 14 millions d’Européens d’ici à 2040 et coûter environ 140 milliards d’euros en soins par an, faisant de cette maladie un véritable enjeu de santé publique. En dépit des recherches intensives menées depuis plusieurs années, la maladie d’Alzheimer demeure à ce jour incurable. Seuls des traitements symptomatiques sont disponibles. La recherche de thérapies efficaces et spécifiques de la MA est donc un objectif clinique majeur. Cette pathologie se caractérise par la mort progressive des neurones causée par l’accumulation anormale de deux protéines dans le cerveau: le peptide Amyloïde β (Aβ) et la protéine Tau. En s’agrégeant ils forment des lésions cérébrales caractéristiques : (i) des dépôts de plaques amyloïdes de Aβ à l’extérieur des neurones, et (ii) des enchevêtrements de fibres de Tau à l’intérieur des neurones. Jusqu’à présent, il n’existe pas de traitement curatif prouvé pour la MA. Les essais cliniques ciblant ces deux protéines suscitent beaucoup d’espoir mais ne se sont pas révélés concluants. Un essai clinique européen de phase 2 par immunothérapie ciblant les formes pathologiques de la protéine Tau a démontré un ralentissement de la pathologie et une diminution des troubles cognitifs uniquement chez les patients pré-symptomatiques. Ainsi, les stratégies visant à bloquer l’agrégation de la protéine Tau semblent prometteuses pour ralentir la maladie, ou être utilisées en thérapie préventive. Ce projet propose de développer des peptides pour traiter la maladie, ces peptides agiraient spécifiquement sur l’agrégation anormale de la protéine Tau. L’analyse in vitro d’une quarantaine de peptides présélectionnés a permis d’isoler une douzaine de candidats potentiellement adaptés au diagnostic et d’envisager leur utilisation pour la thérapie. Dans ce projet nous proposons de tester quatre de ces peptides seuls ou en combinaison sur le développement de la pathologie dans un modèle de souris de la maladie d’Alzheimer (MA).
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Des travaux préliminaires, in vitro, indiquent que les peptides générés ont un fort potentiel bloquant sur l’agrégation anormale de la protéine Tausont de forts inhibiteurs de la fibrillation de la protéine Tau, ce qui en faitfaisant d’eux de potentiels agents thérapeutiques pour la maladie d’Alzheimer.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Entre le 1er et le 7ème mois, les souris seront traitées par instillation nasale (5 min par souris), 5 fois par semaine. A la fin de l’expérimentation, les souris seront soumises à, un prélèvement de sang (durée 5 min) sous anesthésie avant euthanasie
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Cette étude utilise un modèle murin de la MA basé sur une mutation de la protéine Tau, entrainant l’agrégation anormale de la forme mutée de Tau à l’origine de la mort progressive des neurones.ce qui entraine une neurodégénérescence . Les études rapportent que la mort neuronale s’effectue dans les régions du tronc cérébral, zone de passage de nombreuses voies motrices et sensitives. Des difficultés de mobilités apparaissent donc au cours du développement de la maladie. Le traitement par les peptides thérapeutiques par voie intranasale est moins invasif que par injection. Cette méthode va toutefois nécessiter une période d’habituation à la manipulation des souris pour qu’elles soient le moins stressées possible lors de l’administration des peptides.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront euthanasié afin de récolter (i) des échantillons sanguins pour faire des dosages des marqueurs utilisés pour diagnostiquer la maladie d’Alzheimer et (ii) les cerveaux afin de faire des études immunohistologiques pour évaluer le potentiel des peptides à limiter le développement de la pathologie
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Des études in vitro ont permis de sélectionner des peptides pouvant bloquer la formation de fibres amyloïdes Tau, comme retrouvées dans les cerveaux de patients malades de la maladie d’Alzheimer. Ces peptides sont développés à des fins thérapeutiques. Pour cela ils ont été précédemment testés sur des cellules représentatives du tissu cérébral pour étudier leur innocuité vis-à-vis de ces cellules et leur biodisponibilité cellulaire. De plus, afin d’étudier les mécanismes d’action de ces peptides sur la formation des fibres Tau, des études vont être menées sur des cellules qui reproduiront les lésions Tau caractéristiques décrites chez les patients. Ces étapes indispensables nous permettent de définir les caractéristiques et de sélectionner quels sont les meilleurs candidats pour bloquer la formation des agrégats toxiques de Tau sous forme de fibres. Toutefois, afin de définir l’efficacité réel d’un potentiel traitement de la maladie d’Alzheimer (sur l’apparition et la progression des lésions pathologiques au sein du cerveau) avec tel ou tel peptide, il est nécessaire de faire ces tests chez l’animal qui va développer la pathologie au cours du temps et dans son contexte biologique, qui est le cerveau. L’efficacité d’un traitement thérapeutique doit être éprouvé dans un organisme vivant au vu de la complexité de l’apparition et de la progression de la MA.
2. Réduction
Une étude du phénotype de la pathologie sera mis en place : étude de 14 animaux (7 femelles et 7 mâles) sur 2 portées différentes Cette étude se déroule en 2 étapes. Dans un premier temps, quatre peptides, à 3 doses différentes, seront instillés pendant 6 mois, séparément ou en combinaison (13 préparations possibles), avec 12 souris T par groupe de traitement . Cette étude qui va évaluer l’efficacité de chaque préparation sur la survie et sur le développement des lésions neurofibrillaires dans le cerveau des souris traitées, nous permettra de définir la dose et les 3 peptides les plus efficaces. A partir de ces données, une nouvelle étude sur 12 mois sera engagée avec 12 souris par combinaisons (7 préparations au lieu de 13). Deux groupes contrôles seront à nouveau réalisés (n=12 pour chaque groupe). Donc le nombre maximum de souris engagées dans l’étude est de 760 souris sur 60 mois. Les groupes de souris contiendront 12 animaux (les tests d’innocuité des peptides permettent de diminuer le nombre de souris) afin d’avoir des groupes valides pour les analyses statistiques des résultats.
3. Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupe de 10 souris dans un environnement enrichi. En cas de bagarre entre les animaux, l’isolement de façon transitoire sera envisagé afin de garantir leur bien-être. L’application de critères d’arrêt et le suivi quotidien des animaux hébergés permettent de garantir leur bien-être. L’état de santé des animaux sera surveillé (état général) tout au long de l’expérience selon une grille de score dépendante de certains critères ce qui nous permettra d’intervenir immédiatement et de manière appropriée dès le moindre signe de souffrance. De plus, une étude du bien-être animal est menée sur ces souris afin de définir précisément le phénotype de la souche à ce jour et dans nos locaux. Cette grille nous permettra de suivre l’efficacité des traitements sur la souche Tau-P301S.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
L’objectif de ce projet est de développer des traitements contre la maladie d’Alzheimer. Cette pathologie se développe sur plusieurs années de vie avant que les premiers symptômes n’apparaissent, 20-30 ans plus tard. Nous avons donc besoin d’un modèle animal qui développe les lésions neurofibrillaires également au cours de son développement et de sa vie pour évaluer son efficacité. C’est pour cela que nous avons donc choisi la souche de souris, Tau-P301S, qui produit des lésions Tau au début de sa vie (avant 6 mois), mais les symptômes apparaissent quelques mois plus tard (8-12 mois) et sont évolutifs. Les animaux seront étudiés entre 1 et 12 mois, c’est à direc’est-à-dire dès le début du développement des lésions NFT et jusqu’au stade le plus tardif que les souris de ce modèle le permette entre le début de la maturité et l’âge adulte.Ainsi on pourra évaluer si les traitements peuvent prévenir ou ralentir le développement pathologie