Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 01/08/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-109092)
400 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, la moitié dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et l’autre sous anesthésie sans reprise de conscience. Elles subissent des examens d’imagerie répétés, jusqu’à quatre séances de TEP de trois heures et une IRM de deux heures sous anesthésie, pour développer et tester de nouveaux radioligands destinés à terme à l’imagerie cérébrale humaine. Le porteur signale que les anesthésies répétées peuvent provoquer stress, baisse de température et fausses routes respiratoires. Il conclut qu’une évaluation dans un « organisme entier » est « indispensable », les données in vitro étant jugées insuffisantes.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Dans le cadre d’études cliniques ou précliniques, la neuro-imagerie TEP (tomographie par émission de positons) apporte des informations essentielles puisqu’elle permet la visualisation mais surtout la quantification du niveau d’expression de protéines qui sont la cible des radioligands TEP. Ces protéines sont identifiées en amont comme ayant un rôle (direct ou indirect) dans un processus pathologique, et ont ainsi un intérêt clinique puisqu’elles peuvent renseigner sur un état pathologique. Lorsque des radioligands TEP existent pour ces protéines, l’imagerie TEP peut ainsi être un outil diagnostic ou de suivi thérapeutique. Le défi actuel est de pouvoir développer des radioligands TEP spécifiques pour ces protéines d’intérêt clinique. La découverte et le développement de radioligands est un processus très long et nombre de ces protéines n’ont toujours pas à ce jour de radioligand TEP. L’objet de ce projet est de développer et d’évaluer jusqu’à 5 nouveaux radioligands TEP pour une protéine pour laquelle il n’existe pas de ligand TEP à ce jour. Cette évaluation se déroulera dans des modèles murins conventionnels ainsi que génétiquement altérés pour modifier le niveau de la protéine qui est la cible des radioligands TEP. Cette caractérisation et cette validation incluent trois étapes : – On vérifiera que le radioligand est adapté à l’imagerie TEP, à savoir qu’il pénètre dans le cerveau, que le signal cérébral est suffisant et que le radioligand ressort du cerveau dans les 2-3h après injection. – Lorsqu’un radioligand pénètre dans le cerveau, il se fixe sur la cible d’intérêt (signal spécifique) mais peut aussi se fixer sur d’autres cibles (signal non-spécifique). Dans un deuxième temps, nous mesurerons donc la proportion du signal qui est spécifique, c’est-à-dire utile pour renseigner sur la protéine cible d’intérêt. – Enfin, nous étudierons comment le radioligand est métabolisé (c’est-à-dire dégradé) dans le corps. En effet, un bon radioligand TEP ne doit pas être dégradé trop rapidement pour permettre une imagerie TEP pendant quelques heures après injection. Toutes ces informations permettront de renseigner sur la pertinence de ces radioligands comme biomarqueurs TEP et de sélectionner les meilleurs candidats à amener à terme chez l’Homme pour des études cliniques.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
La validation et la caractérisation préclinique des radioligands TEP est une étape essentielle avant et afin de pouvoir les amener chez l’Homme dans des études cliniques. À terme, nous disposerons de radioligands permettant la mesure non-invasive par imagerie TEP. Ces outils TEP seront utiles en clinique, par exemple pour le diagnostic, pour suivre l’évolution d’une maladie, ou pour évaluer l’impact d’une thérapie.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Toutes les interventions sont faites sous anesthésie. -L’examen IRM dure au maximum 2h et n’est effectué qu’une seule fois par animal. -L’examen TEP dure au maximum 3h et peut être répété jusqu’à 4 fois maximum chez le même animal, avec au moins 1 semaine de repos entre chaque examen. Le dernier examen TEP se fait sans réveil pour pouvoir prélever suffisamment de sang pour étudier le métabolisme des radioligands en fin d’examen TEP. -L’examen de la distribution temporelle des radioligands dans le plasma se fait sans réveil pour prélever du sang (entre 0 et 3h après administration du radioligand) et étudier le métabolisme (dégradation) des radioligands au cours du temps.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les anesthésies à répétition pour les examens d’imagerie peuvent induire un stress. Les anesthésies prolongées pendant les sessions d’imagerie peuvent induire une baisse de la température corporelle et des difficultés respiratoires (fausses routes).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
En fin de procédure, les animaux seront euthanasiés pour prélever leur sang et étudier le métabolisme (dégradation) des radioligands dans le plasma. Le cerveau des animaux sera également prélevé et analysé. Cela permettra de confirmer que des métabolites (produits de dégradation des radioligands au cours du métabolisme) ne pénètrent pas dans le cerveau. En effet, ceci serait nuisible pour qu’ils soient de bons radioligands TEP.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Même si les ligands sont soumis à une première sélection et évaluation in vitro, ces expériences sont limitées et ne permettent pas d’obtenir toutes les informations nécessaires pour juger de leur utilité in vivo comme biomarqueurs TEP. Par exemple le passage de la barrière hémato-encéphalique, la distribution cérébrale au cours du temps, ou bien encore le métabolisme (dégradation) sont des facteurs qui ne peuvent être évalués qu’in vivo. Ainsi, une évaluation dans un organisme entier lors d’étapes précliniques in vivo est indispensable pour mieux comprendre les différentes caractéristiques des radioligands et assurer une interprétation correcte des images TEP. Les études dans des modèles animaux sont de plus nécessaires pour avoir accès à des données impossibles à obtenir en recherche clinique chez l’Homme, comme la comparaison directe des données obtenues in vivo et par immunohistochimie dans des cerveaux post-mortem .
2. Réduction
-Avant d’être évalués in vivo, les radioligands sont soumis à une sélection in vitro. Seuls les ligands qui présentent les meilleures caractéristiques in vitro seront testés in vivo, réduisant ainsi le nombre d’expériences in vivo nécessaires et le nombre d’animaux utilisés. -Les examens d’imagerie TEP sont non-invasives, ce qui permet de répéter l’expérience chez un même animal dans le temps, et limiter ainsi le nombre d’animaux utilisés. -Si le premier examen TEP montre des caractéristiques non concluantes, les animaux peuvent participer à l’évaluation d’un autre radioligand tout en respectant le nombre d’examens d’imagerie maximal autorisé (4). -Les expérimentations pour évaluer la distribution temporelle et le métabolisme dans le plasma d’un radioligand ne démarreront que si première évaluation in vivo TEP montre des propriétés et caractéristiques qui justifient une évaluation plus profonde du radioligand (bonne pénétration dans le cerveau, signal total TEP suffisant). Des tests statistiques specifiques seront utilisés pour une utilisation optimale du nombre d’animaux.
3. Raffinement
Tous les examens seront réalisés sous anesthésie générale. De plus, une anesthésie locale en instillation sera appliquée sur les oreilles avant fixation sur le cadre du lit. En effet, malgré l’anesthésie générale, la fixation sur le cadre peut occasionner une gêne pour l’animal. Des larmes artificielles seront administrées afin d’éviter le dessèchement de la cornée. Durant toute la durée de l’anesthésie, la température des animaux sera régulée. En dehors de procédures, les animaux seront hébergés en groupe, avec enrichissement de leur milieu de vie et accès à volonté à la boisson et la nourriture. Les modèles animaux utilisés présentent un phénotype modéré et permet à l’animal de se comporter normalement. Chaque animal bénéficiera d’une période d’acclimatation d’une semaine avant la première expérience, et d’un temps de repos d’une semaine minimum entre chaque examen d’imagerie. Des points limites specifiques seront determinés afin de limiter au maximum les nuisances éventuelles des animaux.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Ce projet est la première validation in vivo de nouveaux radioligands TEP puisqu’à terme ces radioligands devront être validés également chez l’Homme. Pour cette étude, le modèle murin est le plus pertinent, puisqu’il est déjà utilisé pour modéliser plusieurs maladies neurodégénératives et autres pathologies. Le modèle murin est relativement simple à modifier génétiquement pour moduler le niveau d’expression d’une protéine. Cela permet une validation de radioligands dans ces modèles, en vue d’une application clinique ultérieure. Les animaux seront utilisés au stade adulte (25-40g) lorsque le cerveau a atteint sa maturité et son développement complet.