Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 17/03/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-151194)
1 255 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Après implantation chirurgicale d’électrodes dans le cerveau, chaque rat reçoit des stimulations électriques répétées pendant plusieurs semaines pour provoquer des crises d’épilepsie partielles évoluant vers des crises généralisées, avec redressement et perte d’équilibre, afin de tester des molécules antiépileptiques. Le porteur indique qu’un état épileptique permanent peut apparaître dans de rares cas et que les rats opérés sont hébergés seuls, et signale l’existence de méthodes sur tranches cérébrales sans les présenter comme suffisantes. Il justifie la mise à mort de tous les animaux par les crises répétées qu’ils ont subies, qui ne permettent pas de garantir leur maintien en vie.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le projet consiste à tester l’efficacité de substances pharmacologiques en développement préclinique pour lutter contre les épilepsies de type partielle, c’est-à-dire qui sont localisées dans une région spécifique du cerveau. Les épilepsies partielles sont à l’origine de décharges électriques anormales dans une région cérébrale spécifique et de symptômes qui peuvent se traduire par des contractions involontaires des membres supérieurs ou inférieurs, des hallucinations, des troubles du langage ou encore des troubles du rythme cardiaque et respiratoire. De plus, ce type d’épilepsie altère la qualité de vie des patients avec une perte progressive de contact avec l’extérieur et une perturbation de la mémoire. Dans certains cas, les épilepsies partielles peuvent progresser vers des épilepsies généralisées, avec l’apparition de symptômes convulsifs plus intenses et conduire à la mort. Il existe des traitements médicamenteux qui permettent de traiter une partie des patients. Néanmoins, environ 30 % des patients épileptiques ne répondent pas aux traitements médicamenteux et sont dits « pharmaco-résistants ». Dans ce projet, un modèle murin de crises épileptiques partielles évoluant vers des crises généralisées sera utilisé afin d’évaluer l’efficacité de nouvelles substances pharmacologiques en développement.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le modèle de kindling est recommandé pour identifier et tester l’efficacité de nouveaux médicaments avant leur mise sur le marché. La recherche de nouveaux traitements est indispensable pour améliorer les conditions de vie ainsi que l’espérance de vie des patients épileptiques. A l’heure actuelle, les traitements antiépileptiques existants sont uniquement symptomatiques. Néanmoins, 10 à 30% des patients interrompent leur traitement initial en raison des effets secondaires indésirables ou les traitements sont inefficaces (résistance aux traitements). En plus du développement de nouveaux antiépileptiques, un des enjeux majeurs de la recherche sur l’épilepsie est de découvrir des traitements prophylactiques contre cette pathologie, c’est-à-dire des traitements ayant un effet antiépileptogène. Il n’en existe aucun à ce jour alors qu’il est possible d’identifier les personnes présentant un risque de développer une épilepsie.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Le projet consiste à opérer l’animal pour placer des électrodes dans une structure cérébrale spécifique ainsi qu’à à la surface du cerveau. L’implant va permettre de stimuler l’animal dans une structure cérébrale spécifique pour le sensibiliser à l’induction de crises partielles. La phase de sensibilisation correspond à une période de 2 à 3 semaines, 1 à 2 stimulations de 2 secondes par jour ,5 jours par semaine. Dans certains cas, une phase de stabilisation à la stimulation est ajoutée et correspond à une série de 3 à 20 stimulations de 1 seconde, une fois par jour, 5 jours par semaine sur 2 semaines. Lors de la phase de test, l’électroencéphalogramme est enregistré sur 10 à 20 minutes avec une seule stimulation de 2 secondes ou une série de stimulation (entre 3 et 20) de 1 seconde sur 2 ou 3 jours consécutifs lors d’un traitement aigu. Dans le cadre d’un traitement chronique, 3 ou 4 enregistrements peuvent être réalisés sur une semaine (1 enregistrement par jour). Des prélèvements sanguins terminaux ou d’organes peuvent également être envisagés pour compléter les données in vivo par des données biochimiques ou histologiques. Concernant l’administration des candidats traitements, les administrations par bolus rapide (voies orale, intraveineuse, sous-cutanée, intra-péritonéale, intramusculaire) durent quelques secondes; l’administration par perfusion lente (intraveineuse) peut durer de quelques minutes à plusieurs heures en fonction des spécificités du candidat traitement. Les administrations peuvent être uniques ou répétées pendant plusieurs jours, en fonction des spécificités du candidat traitement. Un traitement peut également être injecté par voie intracranienne, au moment de l’implantation des électrodes.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Le protocole décrit dans ce projet conduit à l’apparition d’une crise partielle (clignement des yeux, mastication, mouvements des vibrisses ou de tête, mouvements involontaires des pattes avant) qui est suivie d’une crise généralisée (redressement de l’animal et perte d’équilibre) suite à une stimulation éléctrique de faible intensité, puis ce dernier récupère très rapidement. Dans de rares cas, un état épileptique permanent peut apparaitre. L’animal sera euthanasié s’il ne récupère pas rapidement après une stimulation. Les animaux sont hébergés seuls pendant toute la durée de la procédure, dès lors que les animaux sont opérés afin de protéger l’implant de leurs congénères. Néanmoins, les animaux peuvent se voir, se sentir et s’entendre lorsqu’ils sont hébergés en animalerie conventionnelle. Pour les animaux ayant reçu un OGM, ils sont isolés pendant une semaine dans des cages ventilées où les animaux peuvent se voir. Ils sont ensuite replacés en animalerie conventionnelle.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque étude. Des crises épileptiques ont été induites de manière répétée chez les animaux soumis à une procédure de kindling, leur maintien en vie dans de bonnes conditions ne peut pas être garantie (même s’il n’est pas attendu de crises épileptiques spontanées chez ces animaux)
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Il existe des techniques alternatives in silico ou ex-vivo permettant d’évaluer les traitements sur des cultures primaires de neurones ou des tranches cérébrales afin de sélectionner les meilleurs candidats médicaments et donc de limiter le nombre d’animaux utilisés. Néanmoins, l’efficacité de nouveaux traitements doit également être démontrée sur des modèles plus complexes (modèles animaux) permettant ainsi l’observation des effets de substances pharmacologiques sur le comportement des animaux et l’activité cérébrale.
2. Réduction
Les animaux peuvent être utilisés pour l’évaluation de 2 candidats médicaments (2 études) sur plusieurs semaines (maximum 10 semaines), une fois sensibilisés et stabilisés, le cas échéant. Ceci permet de limiter le nombre d’animaux pour une même étude (différentes doses ou traitements comparables) ou pour deux études (deuxs candidats médicaments). Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé par une approche statistique. Une analyse de puissance réalisée sur les paramètres mesurés dans le test du kindling avec stimulation constante indique qu’un minimum de 10-12 rats est nécessaire par groupe.
3. Raffinement
Les procédures décrites ont été optimisées pour limiter la douleur chez l’animal. Lors de la procédure chirurgicale, une analgésie est assurée par l’administration de Carprofene à 5 mg/kg ou équivalent avant le début de la chirurgie et pendant les 48 heures après l’opération. De la lidocaïne est également appliquée sur le crâne de l’animal pour limiter la douleur. Enfin, un gel ophtalmique est appliqué sur les yeux pour éviter le dessèchement de l’oeil. Une attention particulière sera portée sur la récupération des animaux à la suite de la chirurgie. Ces derniers seront pesés 24 et 48 heures suite à la chirurgie. L’implant sera désinfecté, le cas échéant et une antibiothérapie sera réalisée en cas de suspicion d’infection. L’administration d’huile naturelle peut être préconisée dans le cas d’un ralentissement du transit intestinal. Au cours du test, l’enregistrement de l’électroencéphalogramme permet de compléter l’analyse comportementale et raffiner le modèle. L’ajout d’une phase pour déterminer le seuil de stimulation pour induire une crise partielle et une crise généralisée permet de réduire le seuil de stimulation pour chaque animal testé, et par conséquent, limiter la douleur chez ce dernier. Le seuil de stimulation minimum pour une crise partielle correspond à l’apparition d’une crise de quelques secondes sur l’électroencéphalogramme, en présence ou non de symptômes comportementaux mesurés d’après l’échelle de Racine. Des points limites stricts ont été définis pour chaque procédure. Notamment, dans de rares cas, un état épileptique peut apparaître. L’animal sera euthanasié s’il ne récupère pas dans les 10 minutes suite à la stimulation électrique. Les animaux isolés sont hébergés dans un environnement enrichi avec du matériel à ronger. Les cages sont transparentes afin que chaque animal puisse voir ses congénères. Il est envisagé de placer un animal compagnon dans chaque cage, une fois que les plaies autour de l’implant seront bien cicatrisées afin d’améliorer le bien-être des animaux dans ces procédures. Un essai sera réalisé pour évaluer la faisabilité et sera généralisé si l’implant n’est pas endommagé.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le modèle du kindling par stimulation électrique d’une structure cérébrale est utilisé principalement chez le rat, en raison de la taille de l’animal (implantation chirurgicale d’électrodes de stimulation et d’électrodes pour enregistrer l’électroencéphalogramme). Les rats sont testés une fois sevrés, l’âge peut varier entre 3 semaines et 2 ans, conformément aux données historiques et à la bibliographie scientifique. La procédure décrite dans ce projet peut être utilisée de façon longitudinale sur des rongeurs sevrés jusqu’à l’âge adulte.