Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2023-10-30 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-394961)
70 souris vont être utilisé·es, opérées sous anesthésie et tuées avant tout réveil, dans des procédures menées sans réveil. Un volet crânien est ouvert et des électrodes sont implantées dans le cerveau pendant trois à quatre heures sous anesthésie, avec administration d’une substance pro-inflammatoire pouvant aller jusqu’au choc septique, pour mettre au point un microcapteur mesurant une cytokine de la neuroinflammation. Le porteur présente cet outil comme un moyen futur de réduire le nombre d’animaux, les mesures actuelles étant destructrices. Il affirme que l’interaction entre système nerveux et système immunitaire ne peut pas encore être modélisée in vitro et que le recours à l’animal vivant est indispensable.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La neuroinflammation fait référence à un large spectre de réponses immunitaires du système nerveux central, impliquant non seulement les cellules résidentes du cerveau mais aussi des cellules immunitaires sanguines. Ces types cellulaires communiquent entre eux en libérant des cytokines, des molécules de signalisation cellulaire capable de moduler la neuroinflammation, en exerçant des actions aussi bien pro- qu’anti-inflammatoires. Une neuroinflammation excessive ou prolongée est au cœur d’un large éventail de pathologies neurologiques comme la maladie d’Alzheimer ou la sclérose en plaques, ou les agressions cérébrales aiguës comme les accident vasculaires cérébraux ou les traumatismes crâniens. Pour mieux comprendre le rôle de la neuroinflammation dans les maladies neurologiques, il est nécessaire de disposer d’outils efficaces pour monitorer la neuroinflammation in vivo. La mesure des concentrations de différentes cytokines pro- et anti-inflammatoires in vivo est une stratégie importante pour comprendre l’état neuroinflammatoire du cerveau. Les techniques actuelles pour doser les cytokines sont destructrices et impliquent la mise à mort de l’animal pour obtenir une seule mesure. Elles ne permettent pas de suivre ces concentrations dans le temps. Les techniques d’imagerie cérébrale sont mal adaptées au suivi des cytokines cérébrales car il n’existe pas de marqueurs spécifiques. Nous proposons ici de développer des microcapteurs électrochimiques qui peuvent être implantés dans le cerveau avec une perturbation limitée du tissu nerveux, qui détecteront spécifiquement les cytokines clés dans le cerveau vivant et suivront leurs concentrations dans le temps. Cette approche reposera sur le développement de polymères à empreintes moléculaires. Ils peuvent être déposés à la surface d’une électrode et lorsque la molécule ciblée se lie au polymère, des modifications électrochimiques peuvent être mesurées.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet permettra de valider in vivo l’utilisation d’un nouvel outil de monitorage de l’IL1b chez la souris. Si nos microélectrodes sont bien sélectives et sensibles à l’IL1b in vivo, elles seront mises à disposition de la communauté scientifique pour permettre des mesures longitudinales qui se substitueront avantageusement aux mesures destructives réalisées actuellement qui ne permettent qu’une mesure ponctuelle impliquant la mise à mort de l’animal. Ainsi, ce nouvel outil devrait considérablement stimuler la rechercher sur l’IL1b et sur les mécanismes de la neuroinflammation. La capacité de mener des expériences de monitorage pouvant décrire l’intégralité d’une cinétique pendant plusieurs heures chez le même animal permettra de réduire le nombre d’animaux qui était nécessaire jusqu’à présent pour décrire le décours temporel d’un phénomène biologique.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Réalisation d’un volet osseux crânien et implantation d’électrodes intracérébrales sous anesthésie générale et analgésie. La durée totale de l’expérimentation sous anesthésie est de 3-4 h.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Ce projet est entièrement réalisé sur des animaux anesthésiés sans réveil. Les nuisances sur le bien-être animal sont donc très réduites. L’administration lipopolysaccharide est pro-inflammatoire et peut conduire à une baisse de la pression artérielle, une baisse de la résistance vasculaire périphérique, compensée en partie par une augmentation du rythme cardiaque. Cet effet peut aller jusqu’au choc septique. Cependant, ces possibles effets néfastes seront toujours induits sous anesthésie et analgésie.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Mise à mort de tous les animaux en fin de chirurgie en raison du caractère invasif de la procédure
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les phénomènes de neuroinflammation reposent sur l’interaction entre le système nerveux central et le système immunitaire sanguin périphérique. Cette interaction ne peut pas encore être modélisée in vitro. Dans les tranches de cerveau, notamment, les capillaires sanguins sont découpés et le flux sanguin est absent. Pour cette raison, le recours à l’animal vivant est indispensable à la fois pour mettre au point des outils d’investigation in vivo comme c’est le cas ici, et pour mener des expériences scientifiques de monitorage de cytokines, qui est l’objectif de cette mise au point.
2. Réduction
Notre plan d’expérience est prévu avec un nombre d’animaux minimal de 10 souris (incluant deux expériences non concluantes par groupe à cause de biocapteurs cassés ou décès en cours d’anesthésie) permettant d’effectuer des comparaisons statistiques. L’approche statistique consiste à pratiquer une analyse de normalité et une analyse de variance. Pour réduire le nombre d’animaux total utilisé pour chaque procédure, nous pratiquerons une analyse de puissance dès l’obtention de six mesures concluantes indépendantes. Cette approche estimera le nombre minimal d’expériences permettant de mettre en évidence un effet statistiquement significatif, en fonction de l’effet mesuré expérimentalement. Notons que des comparaisons statistiques seront pratiquées dès l’obtention de six mesures indépendantes et si l’effet attendu est déjà significatif, les expériences seront arrêtées sans utiliser la totalité des 10 animaux par groupe.
3. Raffinement
Pour prévenir la douleur, un traitement analgésique est prévu avant et pendant la chirurgie. Il consistera en une injection intrapéritonéale de buprenorphine et de lidocaïne pratiquées 30 min avant l’incision de la peau. Concernant l’angoisse infligée à l’animal, elle est réduite par un hébergement par groupes de deux à trois dès l’arrivée au laboratoire et par l’insertion d’un enrichissement dans les cages d’hébergement (tunnel de plastique rouge, matériau de nidification). Tout au long du projet et dès la réception des animaux, des points limites sont appliqués afin de mettre fin aux souffrances des animaux si cela s’avère nécessaire.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris C57 Bl6/J est une espèce qui a été largement caractérisée en neuroscience. Cette souche de souris a servi de fond génétique à la création de la souris C57BL/6J-Il1bem2Lutzy/Mmjax déficiente pour l’IL1b. Les procédures permettant de réaliser cette mesure chez la souris ont été décrite dans la littérature et serviront de base à notre approche expérimentale. Souris adultes de 7-12 semaines pour bénéficier d’une taille maximale