Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 03/08/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-285989)
136 souris vont être utilisées, tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, une partie étant opérée sans réveil. Porteuses d’une mutation de la desmine, elles subissent une biopsie de la queue au sevrage, des électrocardiogrammes et échographies sous anesthésie, et pour vingt d’entre elles un cathétérisme intracardiaque par ponction de la veine jugulaire, afin d’étudier des troubles du rythme cardiaque. Le porteur indique que le cathétérisme peut léser une valve du cœur et provoquer une insuffisance à long terme, ce qui justifie leur mise à mort, leur cœur étant ensuite prélevé. Il ajoute que les souris surnuméraires de génotype sauvage seront mises à disposition d’autres équipes.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les objectifs du projet sont de déterminer si les souris porteuses de la mutation p.R405W sur le gène de la desmine, un filament intermédiaire des cellules myocardiques, présentent des anomalies de la conduction de l’influx électrique cardiaque, voire des arythmies ventriculaires. Les patients porteurs de la mutation équivalent p.R406W présentent en effet des blocs de conduction auriculo-ventriculaire et /ou des tachycardies ventriculaires sévères responsables de morts subites. De façon surprenante, bien que les souris KI p.R405W-Desmine aient été explorées sur le plan structural et contratile cardiaque, par échographie notamment, elles n’ont pas été explorées sur le plan électrocardiographique.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Cette étude devrait permettre d’identifier des anomalies de l’activité électrique cardiaque, en particulier de la conduction de l’influx électrique cardiaque, secondaires à la désorganisation du cytosquelette induite par la mutation p.R405W de la desmine (p.R406W chez l’humain).
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Au cours de l’élevage des animaux, au moment de leur sevrage, les petits seront identifiés par une bague numérotée au niveau d’une oreille puis biopsiés au niveau de la queue (1 mm) afin de déterminer leur statut génétique. Cette double intervention, d’une durée inférieure à 5 min, sera réalisée sous anesthésie générale. Dans une première étape d’exploration fonctionnelle cardiaque, 40 souris seront soumises à un enregistrement de l’électrocardiogramme (durée de 15 min) suivi 2 jours plus tard d’un examen échocardiographique (15-20 min) qui seront réalisés à l’âge de 10 semaines, puis de 30 semaines (total de 2 ECG et 2 échographies), réalisés sous anesthésie générale. Dans une seconde étape, 20 autres souris seront soumises à une exploration électrophysiologique par cathétérisme intracardiaque, d’une durée de 15-30 min, réalisée sous anesthésie générale et analgésie.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
En ce qui concerne l’élevage, il n’y a pas de nuisance prévue. Néanmoins il est possible d’observer des cas de cannibalisme des parents sur leur petits ou agressivité dans le couple. Dans ce cas, les animaux sont isolés avec un enrichissement adapté et peuvent être exclus de la reproduction. De plus, des cas de dystocies peuvent être observées chez les femelles qui doivent alors être euthanasiées. En ce qui concerne le phénotype des souris mutées, celles-ci se développent normalement et ne montrent pas de signes notables de souffrance. L’enregistrement de l’ECG et l’échographie ne sont pas des techniques générant de la douleur mais ces examens seront cependant réalisés sous anesthésie générale pour éviter tout stress des souris et les maintenir en position stable. Pour les mêmes raisons, l’exploration électrophysiologique par cathétérisme intracardiaque sera également réalisée sous anesthésie générale. Cette procédure entraine une douleur au niveau du point de ponction cutanée pour cathétériser la veine jugulaire ; celle-ci sera prévenue par une analgésie locale.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les souris seront mises à mort à la fin de leur seconde échocardiographie, à l’âge de 30 semaines, afin de prélever leur coeur pour des examens histologiques et moléculaires. A l’issue de l’exploration fonctionnelle par cathétérisme intracardiaque, les souris seront mises à mort parce que cette procédure peut avoir des conséquences néfastes sur la souris à long terme (perturbations du retour veineux depuis la tête de l’animal et lésion possible de la valve tricuspide pouvant induire une insuffisance cardiaque droite). La mise à mort des souris permet en outre de prélever le coeur pour des études moléculaires. En ce qui concerne l’élevage, les souris utilisées pour former les couples de reproducteurs seront euthanasiées à la fin de leur utilisation. Les souris de génotype sauvage surnuméraires issues des portées seront mises à disposition des autres équipes de l’établissement.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Cette étude fait suite à des études in vitro réalisées avec des cardiomyocytes différenciés à partir de cellules souches pluripotentes induites d’une patiente porteuse de la mutation p.R406W de la desmine et de cellules contrôles qui ont permis d’identifier des anomalies de l’activité électrique cellulaire et leurs mécanismes moléculaires. Cependant, les arythmies cardiaques sont des maladies complexes résultant des interactions entre les cardiomyocytes (30-40% des cellules cardiaques), dont l’activité électrique est altérée, les autres cellules cardiaques (fibroblastes, cellules endothéliales, neurones intracardiaques et cellules du système immunitaire) et le système nerveux autonome. Ce niveau d’intégration ne peut être obtenu que sur un modèle animal.
2. Réduction
Le projet est organisé en deux étapes successives. La seconde étape ne sera réalisée que si la première démontre que les souris KI préentent des anomalies de l’ECG susceptibles de favoriser la survenue d’arythmies cardiaques. Le nombre d’animaux utilisés est réduit au minimum tout en conciliant une puissance statistique suffisante à une interprétation la plus juste des données obtenues. Leur taille a été déterminée statistiquement sur la base de notre expérience antérieure.
3. Raffinement
Lors de la mise en accouplement, l’alimentation des mères est enrichie. Pour enrichir le nid, du Nestlet (coton) est ajouté en plus de frisottis. Afin de ne pas perturber les relations parents-petits, le change est décalé à minimum J+3 après la mise bas ; une étiquette est apposée pour signaler ce report. De plus, pour limiter le stress, le nid parental est conservé pendant le change. Afin de faciliter l’accès à la nourriture aux petits lors des sevrages, des croquettes sont mises directement dans la cage. Les gestes invasifs tel que bagage et biopsie sont réalisés sous anesthésie générale. Après sevrage, les souris sont hébergées en cages ventilées enrichies de tunnels ou de cabanes pour se camoufler et/ou de frisottis pour fabriquer des nids. Les animaux sont surveillés quotidiennement. Lors des examens électrocardiographiques et échographiques, ainsi que lors de la mise à mort, les animaux sont sous anesthésie générale. L’exploration fonctionnelle par cathétérisme intracardiaque est réalisée sous anesthésie générale et analgésie. Lors des anesthésies, la température corporelle est maintenue à l’aide d’un tapis chauffant rétrocontrôlé par une sonde rectale. A l’issue des procédures nécessitant une anesthésie, les souris sont placées dans des cages placées sur des tapis chauffants et surveillées de façon accrue jusqu’à leur réveil complet. Afin d’éviter toute douleur ou souffrance des souris, des signes cliniques (avec score de gravité) ont été définis pour chaque procédure et définissent les points limites au-delà desquels l’expérimentation est arrêtée et l’animal euthanasié.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est l’espèce la plus utilisée en recherche, notamment pour étudier les mécanismes de pathologies génétiques. De plus, notre équipe possède une expertise avec ce modèle sur l’ensemble des procédures nécessaires au projet (ECG, échocardiographie, cathétérisme intracardiaque). Enfin, plus spécifiquement dans le cadre de ce projet, le modèle existe déjà et a été utilisé pour étudier les conséquences de la mutation de la desmine sur la fonction musculaire squelletique, ainsi que sur la fonction contractile cardiaque mais pas sur la fonction électrique, bien que les patients porteurs présentent des troubles du rythme cardiaque. Cette étude sera réalisée sur des animaux mâles et femelles âgés de 10 et 30 semaines.