Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 19/10/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-289319)
374 Psammomys obesus vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Isolés en cage individuelle dès le sevrage, ils reçoivent une injection sous-rétinienne et jusqu’à 24 injections hebdomadaires et subissent des examens oculaires répétés sous anesthésie, pour étudier les effets de la lumière artificielle nocturne sur la rétine. Le porteur reconnaît que l’isolement prolongé induit du stress et que les anesthésies répétées peuvent entraîner une perte de poids. Il affirme qu’aucun modèle in vitro ou in silico ne reproduit l’ensemble des structures rétiniennes et qu’il faut travailler à l’échelle de l’animal entier.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Nous vivons dans un monde illuminé en permanence et l’exposition à la lumière artificielle la nuit (LAN) est devenue une réalité quasi universelle. Bien qu’elle soit essentielle à nos modes de vie modernes, il est clair que la LAN a des impacts négatifs sur la santé, en favorisant le développement notamment de cancers et troubles métaboliques. Il est également évident que ces effets néfastes sur la santé sont causés par des perturbations induites par la LAN dans notre horloge biologique. Cette horloge joue un rôle vital en coordonnant de façon optimale toutes nos fonctions physiologiques (sommeil, prise de repas et digestion,etc) au cours du cycle jour/nuit. L’oeil est doublement concerné par les processus circadiens car c’est par lui que la LAN entre dans l’organisme et perturbe le système circadien, et l’oeil est lui-même sous contrôle d’une « horloge » intrinsèque. Malgré cela, on sait peu de choses sur les effets de la LAN sur la santé oculaire et la vision. Notre laboratoire est l’un des rares à explorer activement cette question, et nous savons qu’une exposition aiguë à la LAN entraîne des changements spectaculaires dans le fonctionnement rythmique de la rétine. Notre hypothèse de travail est que, de manière analogue à l’horloge biologique principale, la perturbation induite par la LAN dans les rythmes de la rétine a un impact négatif sur la santé visuelle. À l’aide d’un modèle animal unique de rétine humaine riche en cônes, Psammomys obesus, les deux EU impliqués dans ce projet multisite ont montré que l’exposition chronique à la LAN (lumière intense en début de nuit) telle qu’elle se produit dans le travail posté, induit une altération de la structure rétinienne et de la fonction visuelle à long terme (résultats non publiés). Nos objectifs sont de comprendre dans le même modèle animal et le même paradigme d’exposition lumineuse, les effets (moléculaires et cellulaires) de la LAN sur la santé rétinienne, de déterminer quelle part de la lumière est responsable des effets toxiques et de d’évaluer si un traitement (anti-oxydant) à la vitamine E peut contrecarrer les effets à long terme de la LAN.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Nous espérons que nos résultats généreront de nouvelles connaissances et de nouveaux cadres conceptuels concernant les mécanismes de dégénérescence dans la rétine déclenchée par un éclairage environnemental aberrant (une lumière trop intense pendant la nuit). Ils doivent aider à définir recommandations pour limiter l’exposition à un tel éclairage chez l’homme et en particulier chez les patients souffrant de maladies rétiniennes.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
138 Psammomys obesus sont inclus dans une procédure comprenant une injection sous-rétinienne (réalisée dans l’EU 1). Tous les animaux feront l’objet d’une analyse fonctionnelle de la vision à l’aide de trois méthodes: tomographie par cohérence optique, fond d’oeil (tous deux réalisés dans EU2) et électrorétinographie (réalisé dans EU1). L’injection sous-rétinienne (EU1) s’effectue sous anesthésie gazeuse suivie d’une anesthésie locale et de l’application d’un gel limitant le dessèchement de l’oeil, environ 10 minutes pour chaque animal. Les méthodes employées pour l’étude fonctionnelle de la vision sont non invasives, ne provoquant pas de souffrance particulière. Ces trois méthodes d’une durée de 15 à 60 minutes maximum chacune sont réalisées sous anesthésie gazeuse (imagerie, EU2)) ou par voie sous-cutanée (électrorétinographie, EU1). Chaque animal subira au maximum 3 examens par imagerie de l’oeil et 3 examen par électrorétinographie (examen fonctionnel). Le traitement pharmacologique (EU1) mettra en jeu des injections hebdomadaires pendant toute la durée de la procédure soit au maximum 24 injections d’une durée de 1 minute. Le traitement à la vitamine E (EU1) impliquera une injection sous-cutanée hebdomadaire pendant toute la durée de la procédure soit 24 injections au maximum d’une durée de 1 minute.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les animaux peuvent être soumis à différentes nuisances listées ci-dessous : 1) Impact généré par la LAN : nous nous attendons à une potentielle altération du système circadien et de l’humeur pour des animaux exposés pendant plusieurs mois. 2) A partir du sevrage et jusqu’à la fin des procédures, les animaux seront placés dans des cages individuelles pour mieux contrôler les conditions d’exposition lumineuse. L’isolement sur une longue période est susceptible d’induire du stress chez les Psammomys obesus. 3) Les animaux seront soumis à des anesthésies susceptibles d’altérer le bien-être de l’animal. 4) les animaux seront soumis à des injections susceptibles d’induire une douleur modérée, un risque infectieux et/ou inflammatoire. 5) Les animaux seront également soumis à électrorétinogrammes, susceptibles d’induire des anomalies oculaires dans certains cas (inflammation, infection, rougeur, opacité…). Liée à ces procédures, l’administration répétée d’anesthésies chez Psammomys obesus peut entraîner une perte de poids (10%) dans certains cas, indiquant une complication métabolique. 6) Des effets délétères du traitement à la vitamine E peuvent être observés, tels qu’une diminution de la pression artérielle, des problèmes de coagulation. 7) L’injection intra-péritonéale peut causer de la douleur, un stress et une inflammation chez le rongeur en raison de l’introduction d’une aiguille dans l’abdomen.Le transport entre les deux EU pourrait induire un stress aigu transitoire chez les animaux.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux sont mis à mort en fin de procédure pour prélèvements.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le but de ce projet est d’évaluer l’impact d’une exposition anormale à la lumière sur la vision en étudiant plus particulièrement les altérations du système circadien de la rétine. A l’heure actuelle, il n’est pas encore possible de modéliser in vitro et/ou in silico l’ensemble des structures impliquées de la rétine, ce qui nécessite donc d’avoir recours au modèle animal. Le projet nécessite la réalisation d’expériences dans un environnement intégral, à l’échelle de l’animal.
2. Réduction
Le nombre d’animaux a été choisi dans le respect des règles statistiques en vigueur, en minimisant le nombre d’animaux utilisés. Il a été déterminé par calcul de puissance à l’aide d’un logiciel, et sur la base de notre connaissance du modèle Psammomys obesus, des techniques utilisées et de nos expériences à ce sujet, ainsi que sur la littérature scientifique. De plus, afin de réduire le nombre total d’animaux: – Nous utilisons des approches non invasives et longitudinales ne conduisant pas à la mise à mort de l’animal. Les animaux utilisés lors des approches non-invasives seront utilisés dans le cadre d’une procédure ex-vivo, après prélèvements post-mortem des globes oculaires. De plus, nous utiliserons les mâles et les femelles de nos portées, puisque que nos résultats antérieurs n’ont pas montré d’effet du sexe sur la dégénérescence rétinienne induite par la LAN. Nous réaliserons des analyses statistiques pertinentes robustes et adaptées à nos groupes.
3. Raffinement
Pour réduire l’impact de l’isolement, les animaux sont hébergés en cages ouvertes ce qui permet de maintenir les contacts visuels et olfactifs entre les congénères. Pour optimiser leur croissance, les animaux dont le poids est inférieur à la moyenne (en tenant compte de la dispersion des valeurs), disposeront d’un biberon à tétine longue pour leur faciliter l’accès à la boisson, ainsi que des croquettes directement dans leur cage. En cas de problème d’alimentation récurrente objectivé par une perte de masse, les animaux auront accès à de la nourriture gélifiée directement dans une coupe dans la cage et les dents des animaux seront vérifiés. Les différents examens seront réalisés sous anesthésie et/ou analgésie. Durant ces procédures la température de l’animal sera maintenue à l’aide d’un tapis chauffant. Après les procédures les animaux seront suivis quotidiennement à l’aide d’une grille de score permettant d’objectiver différents paramètres (apparence, poids, examen clinique). A partir des grilles de score des points limites ont été définis, permettant de soustraire immédiatement l’animal à la souffrance. Les animaux sont transportés dans des boites de transport pour animaux de laboratoire contenant litière et enrichissements type bâton et frisure. De la nourriture et de l’eau gélifiée sont ajoutés pour que l’animal puisse se nourrir et s’hydrater sans risque d’écoulement de l’eau. Durant le transport selon la température extérieure, la voiture sera chauffée pour éviter toute hypothermie aux animaux. Les animaux seront transportés pendant le jour donc sans déphasage du cycle lumière/obscurité. L’état de santé des animaux sera évalué avant et après les procédures sur chaque site.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Psammomys obesus a une rétine remarquablement riche en cônes et représente un modèle animal pertinent de vision centrale, primordiale pour la vue humaine. Dans la nature, ces animaux sont sevrés après 20 jours et atteignent la taille adulte au bout de 4 mois. Ils deviennent sexuellement matures à 3-6 mois. L’espérance de vie est 14-18 mois, et six ans en captivité. Les animaux seront exposés à la LAN dès l’âge de 2 mois et maintenus dans ce régime plusieurs semaines. Les injections sous-rétiniennes seront pratiquées sur des animaux à P15.