Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 29/09/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-349167)
480 rats vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Chacun subit le retrait chirurgical de vertèbres au-dessus de la moelle épinière puis une séance d’imagerie de moins de deux heures, sans reprise de conscience, dans une étude de biomatériaux censés favoriser la régénération médullaire. Le porteur reconnaît que l’anesthésie prolongée peut affecter les constantes vitales et prévoit une étude histologique sur les tissus prélevés. Il affirme qu’aucune méthode in vitro, ex vivo ou in silico ne permet d’obtenir ces données et que seule l’approche sur l’animal entier est possible.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les lésions traumatiques et neurodégénératives du cerveau et de la moelle épinière chez l’homme induisent un handicap qui peut être sévère et permanent. Analyser l’évolution des constituants neurobiologiques (cellules neuronales, gliales et vasculaires) de la lésion médullaire et en parallèle, élucider comment les neurones lésés répondent à ces changements constitue un défi important afin de concevoir des stratégies thérapeutiques visant à stimuler la régénération et la réparation du réseau neuronal affecté. Ce projet, qui est une collaboration entre notre laboratoire et ceux de nos collaborateurs) vise à étudier la capacité de biomatériaux développés dans le cadre d’un financement commun à promouvoir la régénération médullaire et la récupération motrice chez le rat seul ou en combinaison avec une stratégie neuroprotectrice. La nature de cette demande (notre part du travail dans ce projet collaboratif) réside en l’anesthésie, la pose d’un cathéter veineux, puis l’imagerie de la moelle épinière de ces animaux, dans une expérience d’imagerie sans réveil qui sera immédiatement suivie de leur euthanasie. Pour ce faire, une semaine avant la séance d’imagerie, les animaux seront transférés dans notre laboratoire (3 ou 7 semaines post-lésion de façon à les étudier à 4 ou 8 semaines, à un moment où ils ont retrouvé spontanément une autonomie vésicale. L’utilisation des rongeurs, et du rat en particulier constitue le modèle animal adapté pour ce projet. La règle des 3R a été considérée tout au long de l’élaboration de ce projet et sera appliquée au quotidien.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Notre objectif ultime est de déterminer quand et comment, après la lésion de la moelle épinière, la combinaison de l’implantation de biomatériaux avec les traitements cités permettrait une efficacité fonctionnelle chez l’animal. Par ailleurs, notre collaboratrice poursuit un processus de valorisation et d’interaction avec des cliniciens qui a pour but de permettre une perspective clinique de ces travaux chez l’Homme. Leur ambition est d’aboutir à des solutions transposables, réalisables et efficaces en clinique humaine. Grâce aux preuves de concept obtenues au préalable, notre projet de recherche préclinique démontre qu’il est possible de réactiver et de soutenir la plasticité du système nerveux central (ici la moelle épinière), même dans les conditions les plus toxiques et néfastes de la lésion traumatique de la moelle épinière. Notre motivation dans cette thématique et qu’aujourd’hui aucune solution thérapeutique curative n’est disponible en routine clinique pour favoriser significativement la récupération médullaire chez les patients paralysés. Trouver une solution est indispensable.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
– Au début de la séance d’imagerie, les animaux subiront une intervention chirurgicale sous anesthésie générale ayant pour but de retirer localement les vertèbres au-dessus de la moelle épinière.. Celle-ci durera environ une demi-heure. – Au cours de ces expériences d’imagerie, aucune nuisance n’est attendue puisque les expériences seront réalisées sur animaux anesthésiés et seront sans réveil. Les acquisitions en imagerie dureront moins d’une heure. – Malgré ce temps court, l’anesthésie prolongée des animaux pour les séances d’imagerie pourrait induire des effets indésirables notamment sur les constantes vitales de l’animal. Celles-ci seront monitorées grâce au suivi des fréquences cardiaques et respiratoires. Tout dépassement d’un point limite conduira à une réponse adaptée de l’expérimentateur (i.e. correction du taux de perfusion de l’anesthésique afin de maintenir le niveau adéquat d’anesthésie, modification de la procédure ou mise à mort de l’animal). La séance d’imagerie durera en tout moins de deux heures.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Cette étude d’imagerie sera réalisée sur animal anesthésié. Ils ne seront imagés qu’une seule fois, dans une procédure sans réveil. Bien qu’il n’y ait aucun effet indésirable attendu, l’anesthésie prolongée des animaux pour les séances d’imagerie pourrait induire des effets indésirables notamment sur les constantes vitales de l’animal. Non seulement nos séances seront courtes (1h30 à 2h d’anesthésie en tout), mais les constantes seront suivies (fréquences cardiaque et respiratoire). Tout dépassement d’un point limite conduira à une réponse adaptée de l’expérimentateur (i.e. correction du taux d’anesthésique gazeux pour maintenir le niveau adéquat d’anesthésie, modification de la procédure ou mise à mort de l’animal).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Une étude histologique étant réalisée ensuite à la fin de ces expériences sur les tissus cérébraux prélevés.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Notre projet porte sur l’étude des remaniements vasculaires dans un modèle de lésion médullaire chez le rat et du potentiel thérapeutique d’un mélange de biomatériaux avec un facteur neurotrophique ou des cellules greffées. Ces mesures seront réalisées sur animal anesthésié. Dans ce contexte, les approches intégratives sur l’animal entier restent incontournables. A l’heure actuelle, il n’existe pas de méthodes substitutives in vitro, ex vivo ou in silico pour obtenir des données similaires des mécanismes physiopathologiques et leur réparation. Seule l’approche chez l’animal est possible.
2. Réduction
Le nombre d’animaux inclus par groupe expérimental est le plus petit possible, permettant de tenir compte de la variabilité attendue des résultats scientifiques et de la nécessité d’avoir une puissance statistique suffisante pour publier nos résultats. En revanche, nous nous intéressons à l’effet de certains facteurs : – La lésion – L’effet bénéfique d’un agent neuroprotecteur – L’effet bénéfique des cellules greffées – L’effet bénéfique du biomatériau – L’effet bénéfique de la combinaison des trois.
3. Raffinement
Afin de réduire le stress et l’anxiété, les animaux seront reçus une semaine avant le début des séances d’imagerie. Un suivi quotidien sera assuré contrôlant leur comportement général, leur apparence et la présence d’eau et de nourriture. Les animaux seront hébergés à deux par cage dans le respect des surfaces réglementaires avec enrichissement (tunnel, bois à ronger) et avec des copeaux de bois souples qui préviennent l’émergence d’escarres. Nous avons déterminé des points limites anticipés, liés à l’état général de santé et de bien-être et liés au modèle expérimental. Toute observation anormale sera notée dans un tableau des points limites et nous avons défini un score décisionnel en fonction des observations quotidiennes permettant de modifier la procédure en cours avec administration d’un traitement antalgique, et/ou de décaler dans le temps les actes prévus par la suite ou de mettre à mort. Pendant toute la durée des actes sous anesthésie, les constantes vitales seront suivies : température corporelle, l’oxygénation des tissus et fréquences cardiaque et respiratoire. Aucun acte ne sera entreprit avant que l’animal ne soit stabilisé pour ces différentes constantes.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Rat et souris sont les animaux d’expérimentation les plus utilisés dans la recherche sur le traumatisme du système nerveux, afin d’améliorer la connaissance de la physiopathologie et développer des stratégies thérapeutiques adaptées. Malgré des différences entre l’homme et les rongeurs, les changements pathologiques, la réponse inflammatoire et l’expression des gènes précoces post-traumatiques sont les mêmes. L’induction du traumatisme est très reproductible et standardisée chez le rat et de nombreux tests sensori-moteurs ont été très bien établis. Les outils disponibles sont multiples et permettent de caractériser l’évolution d’une lésion. Chez le mammifère, l’incapacité d’un neurone à régénérer son axone après une lésion mécanique est essentiellement notée à l’âge adulte. Ainsi l’intégralité de ce projet sera réalisé chez le rat adultes âgés de 6 à 7 semaines, soit en moyenne de 250g.