Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 20/11/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-241601)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’épilepsie est une maladie chronique d’origine neurologique caractérisée par la récurrence de crises d’épilepsie. Ces crises sont caractérisées par divers symptômes tels que désorientation, perte de conscience, troubles du mouvement ou des sensations (gustatives, auditives, visuelles) ainsi que de l’humeur ou d’autres fonctions cognitives. Du fait de ces crises, les personnes épileptiques ont tendance à présenter davantage de problèmes physiques (fractures par exemple) et psychologiques (anxiété et/ou dépression) et le risque de décès prématuré est jusqu’à 3 fois plus élevé comparé à la population générale. Selon l’Organisation Mondiale de la Santé, environ 50 millions de personnes sont touchées par cette pathologie avec approximativement 5 millions de personnes diagnostiquées chaque année ; l’épilepsie représentant une part non négligeable de la charge de morbidité à l’échelle mondiale. Malgré le nombre important d’études menées et en cours visant à comprendre les causes de l’épilepsie, celles-ci sont encore inconnues dans 50% des cas selon l’OMS. Dans ce contexte, notre équipe se focalise sur l’étude d’une nouvelle mutation portée par un canal potassique exprimé au niveau du système nerveux central et périphérique. Chez l’Homme, la présence de cette mutation est corrélée à la présence de diverses pathologies dont l’épilepsie. Le but de ce projet est, dans un premier temps, de démontrer le lien de cause à effet entre cette mutation et l’épilepsie dans un contexte physiologique (sur animal vivant), dans un second temps, d’évaluer dans quelle mesure un composé pharmacologique activateur des canaux potassiques est capable de réduire le phénotype épileptique.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
L’épilepsie est un problème de santé publique car, selon l’OMS, environ 50 millions de personnes dans le monde sont affectées par cette pathologie et environ 5 millions de personnes sont diagnostiquées chaque année. De plus, les symptômes associés à l’épilepsie sont importants tels que désorientation, perte de conscience, troubles du mouvement ou des sensations (gustatives, auditives, visuelles) ainsi que de l’humeur ou d’autres fonctions cognitives. Du fait de ces crises, les personnes épileptiques ont tendance à présenter davantage de problèmes physiques (fractures par exemple) et psychologiques (anxiété et/ou dépression) et le risque de décès prématuré est jusqu’à 3 fois plus élevé comparé à la population générale. Cependant, malgré la gravité de cette pathologie, son étiologie est inconnue dans environ 50% des cas, justifiant des études approfondies. Nous pensons que l’étude de cette mutation impactant la fonctionnalité d’un canal potassique sera importante pour la compréhension des origines de l’épilepsie ; une meilleure compréhension permettra un meilleur traitement de cette pathologie. De plus, il est attendu que l’activation des canaux potassiques via ce composé pharmacologique soit en mesure de réduire la gravité du phénotype épileptique et, si tel est le cas, cette étude nous permettra de valider ces canaux comme cibles de choix et ce composé pharmacologique comme outil thérapeutique prometteur pour le traitement de l’épilepsie.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Nous induirons un phénotype épileptique à nos souris par une unique injection intrapéritonéale d’un composé épileptogène (l’injection sera rapidement réalisée en quelques secondes). Le but sera d’évaluer le degré de sévérité de la crise chez ces souris durant 2 heures maximum post injection. Sur d’autres lots d’animaux, nous évaluerons dans quelle mesure l’activation de canaux potassiques via une unique injection intrapéritonéale d’un composé pharmacologique (l’injection sera rapidement réalisée en quelques secondes) permet de réduire le degré de sévérité du phénotype épileptique chez nos souris induit par une unique injection intrapéritonéale d’un composé épileptogène (l’injection sera également réalisée rapidement en quelques secondes). Le but sera d’évaluer le degré de sévérité de la crise chez ces souris durant 2 heures maximum post injection.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Durant la phase d’habituation, les souris seront isolées pendant 10 minutes sur 3 jours consécutifs induisant potentiellement un léger stress. L’acte d’injection peut potentiellement induire de la douleur et des signes démangeaisons et de gonflements. Durant la phase de test, les souris seront isolées pendant 2 heures maximum induisant potentiellement un stress. Par ailleurs, l’induction pharmacologique de l’épilepsie nécessaire à la réalisation de notre projet de recherche, sera dommageable pour l’animal car induisant potentiellement de la douleur.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort immédiatement à la fin de la procédure afin de limiter la détresse des animaux.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Nous avons préalablement mené des expériences in vitro afin de caractériser l’effet de la mutation sur le canal. En exprimant le canal muté dans une lignée cellulaire et en enregistrant son courant, nous avons observé un fort effet délétère de la mutation sur la fonctionnalité du canal. Ce résultat a justifié une étude de l’effet de cette mutation dans un contexte plus physiologique ; pour ce faire, nous avons réalisé des cultures primaires de neurones de souris sauvages et porteuses de la mutation sur le canal. Une analyse des propriétés électriques de ces neurones nous a permis de montrer une hyperexcitabilité neuronale causée par la mutation justifiant la mise en place d’expérience de comportement in vivo. Bien que ces résultats tendent à confirmer notre hypothèse, à savoir que la mutation du canal induit le phénotype épileptique observé chez le patient, ils ne sont pas suffisants pour la confirmer formellement et une étude sur l’animal est requise. En effet, le phénotype épileptique fait notamment intervenir différents organes tels que le cerveau, les muscles etc justifiant le besoin d’un système intégré tel que l’animal vivant pour mieux l’appréhender. Une étude sur l’animal est donc essentielle et ne peut être remplacée à ce niveau.
2. Réduction
Le nombre d’animaux correspond au nombre maximal nécessaire à l’obtention de résultats significatifs (calculé par le logiciel de statistiques GPower). Il sera réduit autant que possible et toute expérience rendue inutile par des résultats précédemment obtenus ne sera pas réalisée. L’évaluation des données obtenues se fera en appliquant un test statistique approprié afin de pouvoir réduire le nombre d’animaux au minimum nécessaire à l’obtention de résultats exploitables. Nos estimations suggèrent que des lots de 10 souris par condition permettront une analyse statistique valide permettant d’exclure toute répétition additionnelle. Nous anticipons et choisissons a priori d’inclure 16 souris par groupe par précaution, et nous réduirons ce nombre dès lors que les résultats seront statistiquement significatifs.
3. Raffinement
Notre expertise nous permet de mettre en place des conditions de raffinement adaptées et de réaliser les gestes techniques requis de manière précise et rapide. Nous porterons une attention particulière à limiter au niveau le plus faible le stress occasionné aux animaux. Ceux-ci seront hébergés et manipulés avec calme dans un environnement limitant toute source de nuisances, dans une salle calme uniquement dédiée à ces tests et dont l’intensité lumineuse modulable permet la réduction du stress des souris. Ainsi, nous mettrons en place 3 jours d’habituation en amont des tests (10 minutes par jour). Un enregistrement vidéo sera réalisé pour chaque souris en procédure nous permettant notamment de garder une trace du phénotype et d’effectuer d’autres analyses au besoin sans avoir à répéter l’expérience dans un objectif de réduction et de raffinement. Les animaux seront hébergés avec un environnement enrichi, sans isolement, en accord avec la réglementation en vigueur. Par ailleurs, au cours de l’expérience d’induction de la crise d’épilepsie, nous avons défini des points limites que nous veillerons à respecter scrupuleusement dans le but de limiter au maximum les nuisances potentielles liées à l’épilepsie.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Nous avons choisi Mus musculus comme modèle d’étude en raison de ses similarités génétiques et physiologiques avec l’espèce humaine. Les souris mutantes correspondent au modèle murin de la mutation trouvée chez les patients épileptiques. Les souris invalidées pour les gènes codant pour les deux autres canaux potassiques ont été choisies car nos résultats préliminaires suggèrent que la mutation sur le canal d’intérêt altère le fonctionnement de ces deux autres canaux et que ceux-ci participent au développement du phénotype épileptique (nous nous attendons à un phénotype épileptique plus sévère comparé aux souris sauvages) notamment car il a déjà été montré que l’invalidation génétique de ces canaux rendent les souris plus sensibles à l’injection du composé épileptogène, avec un phénotype plus sévère. Des animaux âgés de 2 à 4 mois seront utilisés. A cet âge les animaux sont de jeunes adultes, ce qui nous permet de déterminer l’impact de la mutation portée par le canal TRESK en nous affranchissant de biais potentiels liés au développement et au vieillissement.