Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 13/01/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-349744)
30 souris vont être utilisées dans des procédures menées sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Elles subissent une anesthésie générale de quatre heures, pour deux tiers d’entre elles couplée à une chirurgie, et une partie voit l’apport d’oxygène du membre postérieur coupé pendant deux heures pour provoquer une ischémie-reperfusion. L’étude teste la transplantation de mitochondries comme moyen de limiter les lésions, avec en perspective déclarée un traitement adjuvant chez les patients menacés d’amputation. Le porteur indique travailler sur un modèle cellulaire dont les premiers résultats ne sont « pas concluants », et conclut que le recours à l’animal est « indispensable ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’ischémie, définie par l’arrêt de l’apport sanguin artériel dans un territoire donné, entraîne une inadéquation entre les apports et les besoins de la cellule pour son fonctionnement et sa survie (i.e. apports en oxygène et en nutriments). La reperfusion, correspondant à la restauration de l’apport sanguin artériel nécessaire aux besoins de la cellule, est indispensable mais va paradoxalement provoquer des lésions supplémentaires avec une aggravation de l’état initial (dont la lésion la plus connue est une augmentation de la mort cellulaire). Les mécanismes contribuant aux lésions d’ischémie-reperfusion sont multifactoriels et complexes, mais la dysfonction des mitochondries (centrale énergétique de l’organisme), le stress oxydant et l’inflammation jouent un rôle majeur. Toute la problématique actuelle est de développer des stratégies permettant de lutter contre les effets délétères de l’ischémie-reperfusion. Nous avons ainsi développé des stratégies diverses dont la transplantation mitochondriale, qui a été développée dans l’ischémie-reperfusion cardiaque mais n’est actuellement pas appliquée au niveau des membres inférieurs. Dans ce contexte, l’objectif du présent projet est de développer la transplantation mitochondriale comme stratégie de prévention des effets délétères de l’ischémie-reperfusion périphérique.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Malgré l’influence des mitochondries dans les dommages engendrés par l’ischémie-reperfusion, peu de travaux se sont intéressés aux effets potentiellement protecteurs d’une transplantation mitochondriale afin de limiter le stress et les dommages engendrés par l’ischémie-reperfusion. Les applications potentielles de la transplantation mitochondriale dans de nombreux domaines thérapeutiques sont importantes. D’un point de vu clinique, la transplantation mitochondriale est un traitement qui pourrait être instauré chez les patients en adjonction à la revascularisation, pour pallier au déconditionnement musculaire lié à l’ischémie critique du membre inférieur. Le pronostic fonctionnel des patients en ischémie critique est extrêmement sombre, car 50% des patients nécessitent une amputation majeure à 1 an de l’évolution initiale de la maladie. Le développement de stratégies permettant de réduire le déconditionnement musculaire permettrait d’améliorer le pronostic fonctionnel des patients, et potentiellement de proposer un traitement aux patients non revascularisables. Cette technique thérapeutique est « simple » puisqu’elle repose sur un isolement de mitochondries afin de les adresser localement au tissu endommagé.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Dans notre étude, un groupe qui servira de témoin sera soumis à une anesthésie générale de 4 heures. Deux autres groupes seront soumis à une anesthésie générale couplée à une chirurgie d’une durée de 4 heures.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Une partie des animaux sera soumise à une diminution transitoire des apports en oxygène dans le membre postérieur pendant 2 heures. Cette procédure représente l’objet de notre étude et ne peut par conéquent pas être supprimée.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Mise à mort des animaux à l’issue de la procédure pour prélèvement des tissus nécessaire à nos études sur la mitochondrie.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Notre équipe travaille actuellement sur un modèle in vitro (modèle cellulaire) d’anoxie-reoxygénation qui permettrait d’étudier les mécanismes sans avoir recours à l’expérimentation animale. Néanmoins, les premiers résultats sur ce modèle ne sont pas concluants et, par conséquent, il n’existe à l’heure actuelle aucun modèle de substitution in vitro permettant d’évaluer l’impact de l’ischémie reperfusion sur la dysfonction mitochondriale et les potentiels effets bénéfiques d’une transplantation de mitochondries. Par ailleurs, l’utilisation d’animaux permet d’étudier des mécanismes cellulaires qui ne peuvent pas être étudiés sur des modèles ex vivo ou in silico. Afin de mieux comprendre les avantages de la transplantation mitochondriale, il semble pertinent de considérer les organes dans leur intégralité et dans des conditions expérimentales les plus proches possibles des conditions physiologiques afin de potentiellement transférer ce modèle en clinique. Par conséquent, l’utilisation du modèle animal est indispensable à la réalisation de ce protocole.
2. Réduction
Le nombre d’animaux a été établi pour permettre d’obtenir des résultats statistiques robustes et fiables.
3. Raffinement
Les animaux sont acclimatés à leur hébergement 10 jours avant le début des expérimentations. Les animaux sont répartis en groupes sociaux dans un environnement enrichi. Les animaux seront suivis quotidiennement pour détecter tout signe de malêtre et des points limites ont été établis afin de soustraire l’animal à la souffrance. La chirurgie sera réalisée sous anesthésie et analgésie et les animaux seront maintenus à température grâce à un tapis chauffant.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Notre équipe a développé les différents modèles d’ischémie-reperfusion sur la souris afin d’éviter de réaliser des expérimentations sur des gros animaux et pour avoir la possibilité de pouesuivre no travaux sur des modèles de souris génétiquement modifiées pour explorer les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués. Les souris seront âgées de 9 à 15 semaines pour qu’elles aient un poids d’environ 30 grammes. Nous avons choisi de travailler sur des souris jeunes afin d’exclure tout impact du vieillissement sur les paramètres analysés dans notre étude. Il est de même pour le poids, nous avons choisi de travailler sur des souris de 30 afin d’exclure un potentiel impact de l’obésité (accumulation de masse graisseuse) qui pourrait également impacter nos résultats.