Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 12/03/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-164209)
128 souris vont être utilisées dans des procédures d’un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour des analyses histologiques du cerveau. Certaines subissent une chirurgie d’environ une heure pour recevoir une injection dans l’hippocampe, d’autres, porteuses de la mutation du syndrome de Dravet, sont exposées à 43 degrés pour déclencher des crises d’épilepsie, puis toutes passent quatre séances d’IRM sous anesthésie pouvant atteindre quatre heures. Le porteur indique que ces inductions peuvent entraîner des douleurs et une perte de poids, et que les anesthésies répétées peuvent fragiliser les animaux. Il écrit qu’aucun modèle in vitro ne reproduit le fonctionnement du cerveau et qu’il n’a donc « pas d’autre choix », l’objectif restant de calibrer une méthode d’IRM avant un éventuel passage chez l’humain.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’épilepsie est une maladie neurologique courante, et malgré les multiples molécules antiépileptiques disponibles, environ 30% des patients présentent une résistance aux médicaments. La chirurgie cérébrale visant à enlever les zones épileptogènes (ZE) est une thérapie efficace pour un grand nombre de ces patients mais nécessite une identification précise de ces ZE, caractérisées par une excitation neuronale accrue. La stéréo-encéphalographie, technique d’enregistrement des activités intracérébrales à l’aide d’électrodes implantées à l’intérieur du cerveau, est à ce jour la méthode de choix utilisée pour l’exploration des ZE. Cependant, cette technique présente des limites de par son caractère invasif et son échantillonnage limité du volume cérébral à l’aide des électrodes. L’amélioration de la localisation des ZE et la cartographie des altérations fonctionnelles cérébrales restent un besoin non satisfait. Des techniques permettant une évaluation précise de ces altérations permettraient d’approfondir notre connaissance de la maladie. Une approche IRM alternative a été mise au point pour aider à localiser les ZE par quantification du glucose et du glutamate. Malheureusement, la validation d’un protocole clinique robuste n’a pas encore été effectuée. L’objectif de ce projet est donc de faire progresser l’utilisation de l’IRM pour localiser les ZE dans des modèles animaux et pouvoir par la suite l’appliquer chez l’homme et ainsi leur permettre d’avoir accès au traitement chirurgical.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
L’objectif de ce projet est de faire progresser l’utilisation de l’IRM de nouvelle génération pour localiser les ZE dans des modèles animaux d’épilepsie. Si nous arrivons effectivement à calibrer chez la souris cette nouvelle méthodologie IRM alors c’est un grand espoir pour un passage en clinique, ce qui facilitera la prise en charge de tous les patients qui nécessitent une chirurgie cérébrale.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les souris que nous utiliserons seront anesthésiées pendant quelques minutes pour la pose d’un cathéter à demeure. Ensuite, certaines souris subiront une intervention chirurgicale pour induire l’épilepsie ou bien les souris modèle du syndrome de Dravet (une pathologie génétique qui provoque des crises d’épilepsie graves chez l’enfant) seront exposées à 43 degrés pendant quelques minutes pour induire des crises d’epilepsie. Les chirurgies seront d’environ 1 heure et les inductions des crises pour le modèle du syndrome de Dravet quelques minutes. Pendant toute la durée du protocole, les souris subiront quatre examens IRM pour lesquels elles devront être anesthésiées. Ces scanners n’excéderont pas un par semaine. La durée des séances d’IRM sera de 4 heures maximum.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les inductions du phénotype épileptique, que ce soit par des injections intra-hippocampiques de substance pro-épilepsie ou bien par hyperthermie, ainsi que les chirurgies nécessaires pour placer un cathéter da façon pérenne, pourront entraîner des douleurs et/ou une perte de poids dans les jours suivants l’expérimentation. Les souris modèles du syndrome de Dravet sont prédisposées à l’épilepsie, mais seulement si elles sont exposées à des hyperthermies de manière répétée. Dans le cas contraire, il s’agit de souris que l’on peut considérer comme non malades. L’anesthésie mise en place lors du protocole d’acquisition IRM pourra fragiliser les animaux induisant une modification du comportement et/ou une perte de poids. L’anesthésie est nécessaire pour éviter à l’animal le stress de la position contraignante et pour éviter tout mouvement qui invaliderait les acquisitions IRM.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux seront euthanasiés afin d’effectuer des analyses histologiques du cerveau avec la réalisation notamment de marquages histologiques de coupes de cerveau pour caractériser leurs propriétés moléculaires. Les analyses ex vivo sont nécessaires pour confirmer que les ZE indiquées par l’IRM sont bien des ZE.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Il n’existe à l’heure actuelle aucun modèle in vitro du fonctionnement normal ou pathologique du cerveau ainsi que de son organisation anatomique, tissulaire et cellulaire. Pour mettre au point une nouvelle méthode de diagnostic d’épilepsie, nous n’avons pas d’autre choix que de recourir à des modèles animaux de l’épilepsie. Notre choix s’est porté sur deux modèles animaux très couramment utilisés. La souris constitue un modèle adapté pour les expériences proposées, où le couplage entre neurones et vaisseaux sanguins complètement fonctionnels est requis pour investiguer les effets des crises. De plus, un des modèles utilisés est issus de lignées génétiquement modifiées ayant la même mutation génétique que les patients.
2. Réduction
La taille des groupes expérimentaux a été soigneusement calculée sur la base d’études similaires déjà publiées, afin de minimiser leur taille. Comme les analyses basées sur l’IRM visent à identifier les régions du cerveau responsables des crises d’épilepsie, si nous obtenons de bons résultats dans la localisation, nous n’utiliserons pas la totalité du nombre d’animaux prévu. De plus, un examen minutieux de la littérature scientifique qui sera publiée pendant ce projet permettra d’éviter d’éventuelles expériences redondantes.
3. Raffinement
Tous les animaux seront surveillés au quotidien par les zootechniciens et, si nécessaire, par le vétérinaire, tout au long de la procédure. Si une souffrance est observée, l’animal sera pris en charge, en fonction de son état, par de l’analgésie ou bien une sortie d’expérimentation. Des critères précis ont été établis, en accord avec le vétérinaire de l’installation, pour évaluer le bien-être des animaux selon une grille de score établissant des points limites. Pendant les interventions chirurgicales les souris sont anesthésiées et reçoivent un analgésique ainsi que des injections d’anesthétiques locales. Pour le suivi post chirurgie d’injection intra-hippocampique ainsi que pour le suivi post induction par hyperthermie des souris, là aussi des critères ont été établis en accord avec le vétérinaire pour évaluer l’état de l’animal. Si l’un des critères n’était pas respecté, alors une prise en charge adaptée sera mise en place, allant de l’analgésie jusqu’à une sortie possible d’expérimentation.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les souris sont très couramment utilisées en recherche sur l’épilepsie. La littérature fournit des preuves de la fiabilité des approches in vivo pour l’évaluation des modifications patho-physiologiques des tissus et de la réponse à des traitements antiépileptiques. Les animaux seront des adultes âgés de 6-10 semaines, l’âge idéal d’induction de l’épilepsie. La préférence pour l’induction du phénotype à l’âge adulte est due aux risques inhérents de mortalité chez les souris plus jeunes. Des études antérieures ont montré des phénotypes très similaires induits à différents âges.