Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 21/03/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-335112)
72 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont exposées à un champ magnétique statique intense vingt heures sur cinq semaines, puis soumises à des tests de coordination et d’équilibre, avant la mise à mort pour analyse du cerveau. Le porteur nomme les indicateurs surveillés, réduction de mobilité, dos voûté, perte de poids, et attend une possible atteinte du système vestibulaire. Il justifie le recours à l’animal par la nécessité de confirmer sur un organisme entier des effets observés en culture, dans le contexte des IRM à très haut champ.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Grâce à de nombreuses avancées scientifiques et technologiques, l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) est devenue une modalité d’imagerie de diagnostic incontournable et utilisée en routine clinique. Bien que son utilisation ait montré clairement un intérêt dans diverses pathologies, cette technique induit notamment une exposition des patients à des champs magnétiques statiques intenses (quelques dizaines de milliers de fois l’amplitude du champ terrestre). Lors d’examens IRM, des effets aigus et réversibles ont été rapportés par des patients et des travailleurs, tels que des sensations de nausées et de vertiges, un goût métallique dans la bouche ainsi que des images lumineuses dans la rétine (phosphènes). De nombreuses études ont été menées sur des systèmes in vitro, des animaux ou sur l’Homme pour détecter des effets biologiques des champs magnétiques statiques, notamment sur la reproduction et le développement, le système nerveux et la cognition, ainsi que sur la génotoxicité. Cependant, les résultats de ces recherches cliniques et précliniques sont très divergents et/ou peu concluants et ne permettent pas de répondre clairement à ce jour sur la présence ou non d’éventuels risques pour la santé des champs magnétiques statiques. Face à ces interrogations, la Commission Internationale de Protection contre les Radiations non-ionisantes (ICNIRP) a publié des recommandations sur les limites d’exposition aux champs magnétiques statiques des patients et des travailleurs et une directive européenne (2013/35/UE) a été mise en place. Ces institutions insistent sur l’importance de mener de nouvelles études sur l’Homme et les animaux pour apporter des preuves scientifiques sur de potentiels impacts des champs magnétiques statiques sur la santé. Dans ce contexte, notre projet de recherche porte sur les effets sur le système nerveux central et les comportements qui en dépendent, de l’exposition aux champs magnétiques intenses. Il comporte des analyses in vivo chez la souris, pour caractériser les effets d’exposition de la tête sur certaines fonctions cognitives et sur le système vestibulaire situé dans l’oreille interne et qui contribue à la sensation de mouvement et d’orientation dans l’espace, ainsi qu’au maintien de l’équilibre.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Notre projet vise une première caractérisation des effets sur le système nerveux central de l’exposition chronique à des champs magnétiques intenses, en particulier sur certaines fonctions cognitives et sur le système vestibulaire qui intervient dans la coordination motrice et le maintien de l’équilibre. Les résultats de cette étude viendront compléter ceux déjà présentés dans une étude récente avec des expositions à 10,5 T et 16,4 T, et contribueront, à apporter de nouvelles preuves scientifiques sur les impacts potentiels des champs magnétiques statiques sur la santé. En effet, l’intensité du champ magnétique utilisé pour réaliser des études d’IRM sur le cerveau humain est un paramètre essentiel, car plus le champ magnétique est intense, plus le signal disponible pour acquérir une image est important, ce qui permet d’atteindre des résolutions spatiales et temporelles plus élevées. L’émergence de nouveaux scanners IRM cliniques à très hauts champs magnétiques nécessite de compléter les études sur les effets potentiels sur la santé humaine (aigus et à long terme) de l’exposition unique ou répétée à des champs magnétiques intenses.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les souris seront soumises : – À une exposition chronique à un champ magnétique statique intense (20h d’exposition réparties en 2 sessions de 2h par semaine pendant 5 semaines) – Des tests comportementaux pour quantifier les effets de cette exposition chronique sur la coordination motrice, l’équilibre et la locomotion volontaire (de 30mn à 1h selon le test allant de 4 à 7 sessions) Les tests comportementaux seront réalisés avant l’exposition (pour caractériser le comportement de base), à différents temps pendant les expositions (pour caractériser les effets de l’exposition chronique), puis 2 semaines après la dernière exposition (pour caractériser des effets persistants).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les tests de comportement utilisés pourraient induire un stress chez l’animal. Une phase d’entraînement sera réalisée avant le début des expériences afin que les animaux s’habituent aux expérimentateurs et aux dispositifs de tests comportementaux. La présence d’effets indésirables chez les animaux liés à l’exposition chronique à un champ magnétique, et notamment la potentielle perturbation du système vestibulaire (perturbation de la coordination motrice et de l’équilibre), sera déterminée d’après une série d’indicateurs comportementaux : réduction de la mobilité, dos voûté, pilo-érection, tressautements du corps, perte de poids importante (plus de 20%).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
En fin de procédure, les animaux seront euthanasiés et leurs cerveaux prélevés afin de réaliser des analyses histologiques, qui permettront d’étudier au niveau cellulaire les potentielles modifications du système nerveux central induites par l’exposition chronique à des champs magnétiques intenses.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Quelques études in vitro menées sur des cultures de cellules souches neurales ou de neurones immatures ont mis en évidence des effets biologiques induits par l’exposition chronique à des champs magnétiques statiques. Néanmoins, il est indispensable de confirmer ces effets sur des organismes vivants car l’auto-renouvèlement, la migration et la différenciation des cellules souches neurales sont des processus finement régulés par leur microenvironnement. Notre projet nécessite d’avoir recours à des animaux à des fins scientifiques car l’objectif de cette étude est de déterminer clairement l’existence ou non d’effets du champ magnétique statique sur le système nerveux central dans son ensemble, mais surtout sur certaines fonctions cognitives et le système vestibulaire, en utilisant des tests comportementaux dédiés.
2. Réduction
En se basant sur les résultats présentés dans une étude récente qui a montré certains changements comportementaux chez des souris exposées de façon chronique à haut champ magnétique, il apparaît qu’un nombre de 24 animaux par groupe est nécessaire pour mettre en évidence des effets significatifs lors de l’analyse statistique des résultats des tests comportementaux choisis. Cependant, l’ensemble du projet sera réalisé de manière séquentielle : les expériences seront réalisées avec des lots de 8 animaux et ainsi, si des effets significatifs sont observés sur la santé et le bien-être des animaux dès le premier lot ou après l’utilisation du deuxième lot, les expériences seront arrêtées.
3. Raffinement
Les animaux, une fois obtenus auprès d’élevages agréés, seront hébergés en groupe dans des cages munies de modules d’enrichissement (accessoires de jeu, fabrication de nids), avec un accès illimité à l’eau et la nourriture. Leur état de santé sera étroitement suivi tout au long de l’étude, afin d’intervenir immédiatement dès le moindre signe de souffrance et d’appliquer les critères d’arrêt en cas d’événement inattendu qui compromettrait le bien-être d’un animal. Les tests de comportement qui suivront les expositions au champ magnétique ne sont pas stressants et sont basés sur la curiosité naturelle des rongeurs pour la nouveauté. Une phase d’entraînement sera réalisée avant le début des expériences afin que les animaux s’habituent aux expérimentateurs et aux dispositifs de tests comportementaux
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est une espèce couramment utilisée dans le domaine des neurosciences car l’organisation anatomique et fonctionnelle des structures cérébrales est relativement proche de celles de l’Homme. De plus, l’espèce souris a été choisie pour cette étude car les tests comportementaux qui seront réalisés ont déjà été réalisés chez cette souche de souris dans de très nombreuses études comportementales, ce qui nous permettra de nous référer à des données connues de la littérature. Des souris de 8-9 semaines environ, mâles et femelles, seront utilisées car ce stade de développement correspond à l’âge adulte pour cette espèce. Pour les expériences de cette étude, le choix d’animaux adultes jeunes se justifie par la nécessite de limiter le risque d’apparition de pathologies liées à l’âge pouvant biaiser certains résultats comportementaux, et par la nécessité de pouvoir comparer les résultats obtenus avec ceux de la littérature.