Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 10/06/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-210704)
Pour savoir si des composés anti-inflammatoires limitent la mort des neurones après une lésion du cerveau, 240 poissons zèbres jeunes adultes vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun est anesthésié, son télencéphale droit est lésé sous binoculaire et le composé testé est injecté directement au site de la lésion. Le porteur relève parmi les nuisances possibles un stress, une locomotion altérée, une difficulté à s’alimenter et la mort de l’animal. Ils sont tués à 24 heures pour les groupes où l’on cherche un effet protecteur, à 72 heures pour ceux où l’on cherche un effet régénérateur.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les accidents vasculaires cérébraux et lésions cérébrales (ex : traumatismes crâniens) se positionnent parmi les premières causes de mortalité et handicap acquis. A l’heure actuelle, il n’existe aucun traitement thérapeutique permettant d’améliorer les mécanismes de récupération cérébrale et ainsi de diminuer la mortalité et le handicap. Lors d’un dommage cérébral, une neuroinflammation et un stress oxydant se mettent en place. Des molécules (lipides, acides phénoliques, protéines, complexes macromoléculaires) aux propriétés anti-inflammatoires et antioxydantes sont connues pour exercer des actions neuroprotectrices en limitant l’inflammation et le stress oxydant. De plus, ces molécules peuvent aussi favoriser la plasticité cérébrale en favorisant la création de nouveaux neurones qui pourraient ainsi participer à limiter les dommages cérébraux et les handicaps qui en découlent. Le projet vise à étudier les effets d’une injection cérébrale locale de composés aux propriétés d’intérêts afin de déterminer s’ils sont en mesure de limiter la mort neuronale à la suite d’une lésion, de limiter l’inflammation, et de favoriser la neurogenèse (création de nouveaux neurones) et l’angiogenèse (création de vaisseaux sanguins). Dans, ce contexte, nous souhaitons utiliser le poisson zèbre qui est un modèle reconnu de plasticité cérébrale et de régénération du cerveau pour réaliser une lésion et injecter nos composés d’intérêts au moment de la lésion. Les sous-objectifs du projet sont de déterminer si 1) les composés limitent la mort cellulaire induite par la lésion, 2) les composés limitent la neuroinflammation, 3) les composés favorisent la régénération du cerveau en activant la neurogenèse. En résumé, le projet vise à tester le potentiel thérapeutique de différents composés lors de lésions cérébrales chez le poisson zèbre. Les connaissances qui en découlent pourraient permettre de trouver des voies thérapeutiques pour favoriser la réparation cérébrale chez le mammifère et donc chez l’Homme ayant subi un dommage cérébral (traumatismes crâniens/cérébraux, accidents vasculaires cérébraux, neurodégénérescence…).
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet permettra d’investiguer si ces composés à viser thérapeutiques permettent effectivement de limiter la mort neuronale et de modulet l’inflammation (recrutement des microglies) et de favoriser les processus régénératifs (angiogenèse et neurogenèse). Cela permettra à termes d’envisager le déploiement de modèles précliniques de récupération cérébrale à la suite de lésions cérébrales sur des modèles précliniques d’AVC chez le rongeur (pour les molécules les plus prometteuses) avant d’envisager des thérapies chez l’Homme qui pourrait s’appliquer aux traumatismes crâniens, désordres neurodégénératifs, accidents vasculaires cérébraux.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
L’ensemble des animaux sera anesthésié et placé sous une binoculaire pour réaliser une lésion de l’hémisphère droit du télencéphale (partie du cerveau). Les animaux seront ensuite immédiatement microinjectés avec la solution contrôle ou avec les molécules au site de lésion. Les molécules que nous injectons sont suspectées avoir une activité thérapeutique, c’est à dire diminuer la taille de la lésion et favoriser la régénération du cerveau.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les nuisances subies par l’animal sont – l’anesthésie – la lésion du télencéphale – l’injection concomittante à la lésion du composé ou de la solution contrôle (véhicule) sous aneshtésie. La procédure (lésion + injection) dure moins d’une minute. Le temps total d’anesthésie avant la phase de réveil est de moins de 5 minutes. Les nuisances possibles sont un stress, une locomotion altérée, une difficulté d’alimentation et éventuellement la mort de l’animal.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue de la procédure de lésion et microinjection au niveau de la lésion, les animaux seront mis à mort à 24h ou 72h post-lésion/injection selon les groupes. Cela permettra d’étayer le possible rôle neuroprotecteur des molécules injectées (groupes 24h post-lésion/injection) et le rôle régénératif de ces dernières (groupes 72h post-lésion/injection).
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
La complexité des processus physiologiques se déroulant lors de la réparation cérébrale ne sont pas modélisables par des techniques in vitro. Les processus de réparation impliquent plusieurs types cellulaires: microglies, cellules immunitaires, cellules endothéliales (vaisseaux sanguins) et cellules souches neurales. De plus, plusieurs processus physiologiques se mettent en place lors de la réparation : hypoxie, inflammation, stress oxydatif, sécrétion de facteurs trophiques et neurotrophiques ainsi qu’endothéliaux. A l’heure actuelle, nous ne pouvons réaliser des procédures in vitro permettant d’intégrer l’ensemble de ces acteurs cellulaires et de signalisation. Néanmoins, l’ensemble des composés tester ont montré des propriétés d’intérêts in vitro (ex: anti-inflammatoires, antioxydantes, ou neuroprotectrices)
2. Réduction
Chaque expérimentation sera scindée en deux expériences indépendantes (2 x 5 animaux par groupe voire 4 X 5 pour les contrôles). Cela permettra de ne pas utiliser l’ensemble des animaux si nous observons que les résultats obtenus sont suffisamment étayés. De plus, si jamais une souffrance ou une mortalité inattendue venait à apparaitre, cela éviterait de relancer une expérimentation avec le deuxième groupe d’animaux. Les doses utilisées sont connues pour avoir des effets bénéfiques in vitro. D’après notre expérience et connaissance du modèle, le nombre de 5 à 10 animaux par groupe permet de pallier à l’hétérogénéité de réponses des animaux.
3. Raffinement
Les animaux seront observés plusieurs fois par jour dans leur aquarium. Après lésion, ils seront observés de façon intensive dans les premières 30 minutes suivant la lésion/injection, puis une fois toutes les heures. Tout signe de souffrance ou de comportement anormal sera rapporté au vétérinaire référent afin de prendre les mesures adéquates. Un espace suffisant limitant au maximum les contraintes subies et permettant un comportement normal sera assuré. Les procédures invasives seront réalisées sous anesthésie générale par une personne qualifiée. Différents points limites spécifiques tels qu’un comportement anormal (mouvements circulaires), nutrition anormale (voire incapacité à se nourrir), flottabilité anormale, couleur anormale seront analysés (Les animaux seront observés plusieurs fois par jour dans leur aquarium. Si un de ces paramètres ou points limites est atteint, nous en ferons part au vétérinaire pour arrêt de l’expérimentation et par conséquent euthanasie pour limiter les souffrances de l’animal (sédation profonde puis euthanasie). A noter, que les données bibliographiques et notre expérience du modèle ne rapporte pas de comportements de souffrance anormale, de modification de la prise alimentaire, du comportement locomoteur notable à la suite d’une lésion
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le poisson zèbre partage de 70 à 85 % de gènes en commun avec l’espèce humaine, impliqués dans les processus physiologiques et pathophysiologiques, respectivement. C’est également un modèle de réparation cérébrale reconnu avec des processus de réparation similaires à ceux des mammifères. Stades choisis: jeunes adultes de 3 à 9 mois. A ces stades les processus régénératifs sont similaires. Cependant, nous utiliserons au sein de chaque expérience des animaux du même âge pour pallier à toute hétérogénéite.