Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 18/04/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-270191)
Dix à quinze minutes d’anesthésie pour mesurer une force musculaire puis provoquer une fatigue du muscle, une seule fois par animal : 700 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l’issue. Elles absorbent pendant cinq jours une substance mélangée à un gel alimentaire qui supprime une protéine dans leurs cellules souches musculaires, l’objectif étant de comprendre la régulation de ces cellules dans la dystrophie musculaire de Duchenne. Le porteur attend un vieillissement accéléré des muscles, une perte de masse musculaire et une réduction de la mobilité, conséquences qu’il dit non encore caractérisées. Il précise que ces souris ne présentent pas les symptômes des patients, se déplacent, se reproduisent et vivent normalement, et retient malgré cela ce modèle parce que leurs muscles ressemblent à ceux de l’être humain.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le muscle se régénère complètement après une lésion grâce aux cellules souches musculaires. A la détection d’une blessure, elles produisent de nouvelles fibres musculaires en s’activant, s’expandant, se différenciant puis en fusionnant entre elles. Les cellules souches musculaires s’adaptent aux différents changements au cours de ces étapes, grâce à leur métabolisme. Cependant, l’activité de ces cellules souches musculaires est défectueuse chez des patients atteints de Dystrophie musculaire de Duchenne. Cette maladie est dégénérative. Elle est causée par l’absence d’une protéine dans le muscle, ce qui le rend extrêmement sensible aux blessures à la moindre contraction. Cela entraîne le recrutement constant des cellules souches musculaires, qui n’arrivent pas à réparer le muscle correctement. En conséquence, les patients atteints de cette maladie perdent la capacité de marcher après une dizaine d’années de vie et meurent par insuffisance cardiaque ou respiratoire. Aucun traitement n’existe actuellement, les thérapies actuelles réduisent les symptômes, mais ont de lourds effets indésirables. Il y a donc une nécessité d’étudier plus profondément cette maladie, pour pouvoir développer d’autres approches thérapeutiques dans le futur. Notre projet consiste donc à étudier le rôle d’une protéine dans la régulation métabolique des cellules souches musculaires dans un modèle de souris mimant la Dystrophie musculaire de Duchenne. Ce modèle de souris est cependant moins impacté que les patients atteints de la maladie. En effet, ces souris se déplacent, se reproduisent et vivent normalement. Cependant, leurs muscles ont une fonction altérée et des signes de lésions. Nous pouvons donc nous servir de ce modèle pour étudier la régulation métabolique des cellules souches musculaires. En enlevant une protéine d’intérêt dans les cellules souches musculaires de ce modèle, nous déterminerons son rôle dans la régulation des cellules souches musculaires dans la Dystrophie musculaire de Duchenne. Ce projet permettra ainsi de mieux comprendre comment sont régulées les cellules souches musculaires dans cette maladie. Ce travail supportera le développement de stratégies thérapeutiques ciblant les cellules souches musculaires, pour améliorer durablement la qualité de vie des patients.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le projet vise à améliorer les connaissances sur les régulations métaboliques des cellules souches musculaires dans la dystrophie musculaire de Duchenne. Étant donné qu’il n’existe actuellement pas de traitement pour soigner cette pathologie, apporter de nouvelles connaissances est primordial afin d’identifier de nouvelles approches thérapeutiques pour la prise en charge de cette pathologie. Nous déterminerons pour la première fois comment les cellules souches musculaires sont métaboliquement altérées dans la DMD. Notre étude permettra ainsi le développement de futures stratégies thérapeutiques ciblant les cellules souches musculaires pour améliorer durablement la qualité de vie des patients.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Un groupe de souris sera soumis à une mesure de force et à une stimulation musculaire au cours de leur vie, sous anesthésie générale. L’intervention ne dure que 10 min maximum et la potentielle douleur ressentie lors de la stimulation musculaire sera prise en charge par l’administration d’un anti-douleur en amont.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Le fait d’enlever une protéine dans les cellules souches musculaires de modèle de souris de la dystrophie musculaire de Duchenne peut avoir des conséquences, qui ne sont pas encore caractérisées. Nous nous attendons à un vieillissement accéléré des muscles, se traduisant par une perte de la masse musculaire et une réduction de la mobilité de l’animal. Nous souhaitons analyser la force musculaire de ces souris. Pour cela, les animaux doivent être anesthésiés pour une durée totale de 10-15min, le temps de mesurer la force musculaire et de réaliser un test de fatigue musculaire. Le test de fatigue musculaire peut entraîner une légère douleur.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort car le projet nécessite une analyse détaillée du tissu musculaire, qui ne peut pas être réalisée sur animal entier vivant.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet découle de précédents résultats montrant l’implication d’une protéine dans l’activité déréglée des CSM dystrophiques. Cependant, l’étude des cellules souches musculaires est complexe, elles interagissent avec d’autres cellules et des molécules au sein du muscle. Ainsi, étudier la régulation métabolique de ces cellules en culture devient vite limité, puisque nous ne pouvons mimer correctement toutes les interactions et signaux présents dans le muscle. Ainsi, l’expérimentation animale est indispensable pour déterminer les fonctions de cette protéine en analysant les tissus, cellules et molécules.
2. Réduction
L’utilisation des animaux est strictement réduite au nombre nécessaire au projet. Plusieurs échantillons seront prélevés post-mortem sur le même animal pour optimiser le nombre d’animaux utilisés. Certains échantillons post-mortem peuvent être analysés dans différentes procédures, ils seront donc réutilisés pour limiter le nombre d’animaux utilisés dans ce projet. Des analyses statistiques ont été faites pour estimer le nombre d’animaux nécessaires à différentes expériences. Le nombre d’animaux a également été calculé sur la base de précédents résultats et selon le nombre d’expériences planifiées.
3. Raffinement
Les souris absorberont pendant 5 jours une substance permettant la suppression de notre protéine d’intérêt au sein des cellules souches musculaires. Cette substance sera mélangée à un gel alimentaire qui remplacera les croquettes habituelles des souris. Cela permet d’éviter les injections de cette substance, cause de stress et d’inflammation chez l’animal. Les souris seront acclimatées à ce changement de nourriture une semaine à l’avance. Les souris seront surveillées et pesées quotidiennement lors de la durée du traitement et hebdomadairement après traitement. Cette surveillance s’effectue grâce à l’établissement de différents critères, se basant sur l’aspect et le comportement de l’animal. Cela permettra de prendre en compte et minimiser le moindre signe de douleur ou de mal-être de l’animal, en adaptant les conditions d’hébergement. Pour suivre les cellules souches musculaires en activité dans le muscle en analyse post-mortem, nous administrerons une autre substance aux souris, qui se fixera sur les cellules en activité. Pour éviter les injections, cette substance sera mélangée à l’eau de boisson des souris, qui contiendra 1% de glucose, pour donner un léger goût sucré. Les souris seront acclimatées à ce changement d’eau de boisson (1% de glucose) une semaine avant traitement. Cette substance n’est pas connue pour entraîner des effets indésirables chez les animaux après un mois d’administration. Lors de l’analyse de la force musculaire, les animaux seront anesthésiés puisque cette procédure nécessite l’immobilisation de l’animal. La mesure de force et le test de fatigue seront réalisés consécutivement sur le même animal, sous une seule anesthésie, grâce à un dispositif permettant de réaliser ces deux mesures, de façon concomitante. Cela réduit ainsi le nombre d’animaux utilisés, et la qualité des résultats en est améliorée. La procédure dure environ 10-15 min et ne sera effectuée qu’une seule fois par animal. Un anti-douleur sera administré lors de l’anesthésie, pour éviter toute légère douleur pouvant être causée par le test de fatigue.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le modèle de souris de la Dystrophie musculaire de Duchenne ne présente pas de symptômes contrairement aux patients atteints de DMD. Toutefois, les muscles de ces souris présentent des signes de régénération et de lésions, plus ou moins importants au cours de leur vie. Cela n’empêche cependant pas les animaux de se déplacer, de se reproduire et de vivre normalement. Nous utilisons un modèle de souris puisque les muscles, par leur structure et leur fonctionnement, ressemblent aux muscles de l’Homme. Pour mieux caractériser le rôle de notre protéine d’intérêt, nous analyserons les conséquences de son absence dans les cellules souches musculaires, à différents âges des souris, correspondant aux différents stades de progression de la maladie. A 3 semaines d’âge, les muscles des souris ne présentent aucun signe de lésion ou de régénération. Enlever notre protéine d’intérêt à ce moment-là, nous permettrait ensuite d’observer comment les cellules souches musculaires se comportent à 8-12 semaines d’âge, période où ces cellules sont normalement fortement sollicitées pour réparer/régénérer le muscle. Une autre stratégie de ce projet consiste à enlever notre protéine d’intérêt à la fin de la période où les cellules souches musculaires sont fortement sollicitées, entre 10 et 12 semaines d’âge. Nous observerons ensuite les conséquences de l’absence de cette protéine sur le long terme, de 5-6 mois à 15-17 mois d’âge, correspondant au début et à la fin de la phase dite de « faible intensité » de la maladie chez ces souris.