Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 14/02/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-408016)
534 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Modèles génétiques de la maladie d’Alzheimer, elles subissent des prélèvements mensuels de sang et de liquide céphalorachidien, ce dernier via une chirurgie stéréotaxique de pose de canules, et des tests de mémoire, labyrinthe en Y, reconnaissance d’objet et piscine de Morris. Le porteur reconnaît des douleurs post-chirurgicales et un risque d’hypothermie lors du test aquatique, et n’attend qu’un stress léger des épreuves comportementales. Il affirme qu’aucune méthode ne remplace ces modèles murins pour étudier ensemble les lésions d’Alzheimer et les déficits de mémoire, les retombées thérapeutiques restant hypothétiques.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les personnes atteintes du syndrome de Down présentent des niveaux accrus de DYRK1A dans le tissu cérébral et de plasma. Une expression accrue des transcrits DYRK1A a été signalée dans des échantillons d’hippocampe provenant de patients atteints de la maladie d’Alzheimer, bien que les niveaux de protéine DYRK1A dans des homogénats de cortex frontal se soient avérés similaires entre les patients atteints de la maladie d’Alzheimer et les témoins. Récemment, il a été demontré que les personnes âgées souffrant de troubles de la mémoire et présentant une imagerie amyloïde positive présentaient des taux plasmatiques de DYRK1A plus faibles que celles présentant une imagerie amyloïde négative. En outre, il a éte également observé que les adultes âgés cognitivement normaux et sans dépôts amyloïdes présentaient des niveaux plasmatiques de DYRK1A plus élevés que les individus plus jeunes, ce qui pourrait suggérer que l’augmentation de DYRK1A associée à l’âge protègerait de la maladie d’Alzheimer. Dans cette étude, nous cherchons à préciser le lien entre les niveaux cérébraux et plasmatiques de DYRK1A et les deux neuropathologies de la maladie d’Alzheimer.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet contribuera à mieux comprendre le rôle de la surexpression/downregulation de DYRK1A dans l’étiologie de la maladie d’Alzheimer, en particulier les pathologies amyloïdes et tau. Ce projet contribuera également à une meilleure compréhension de l’apparition précoce de la neuropathologie de la maladie d’Alzheimer chez les personnes atteintes du syndrome de Down, étant donné que le gène codant pour la DYRK1A est situé sur le chromosome 21 et qu’il est donc surexprimé dans cette population. L’étude de biomarqueurs plasmatiques capables d’identifier les individus à haut risque pour la maladie d’Alzheimer de manière rapide et efficace permettrait d’initier un traitement pré-symptomatique de cette maladie, en particulier dans les populations à haut risque. Enfin, les efforts visant à élucider les mécanismes moléculaires impliqués dans les pathologies amyloïdes et tau pourraient également ouvrir de nouvelles approches thérapeutiques visant à modifier le développement de la maladie d’Alzheimer.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Des prélèvements sanguins et de LCR seront effectué une fois par mois entre l’âge de 2 et 6 mois. La souris sera manipulée (pour 3-5 minutes par animal) pour le prélèvement sanguin et de LCR. Les capacités cognitives des souris seront évaluées dans 3 différents tests d’apprentissage et de mémoire: Y maze (8 minutes par animal), reconnaissance de nouvel objet (4 sessions de 10 minutes – 1 session par jour – par animal) et piscine aquatique de Morris (4 sessions de 1 minute par jour pendant 7 jours et 1 session – “probe test” – de 1 minute le jour 8 par animal). 224 souris seront soumises à une injection i.p. d’un mélange d’anesthésiques (2 à 3 minutes par animal ; 1 injection i.p. par animal).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Pendant le prélèvement de l’échantillon de sang, l’animal est retenu avec précaution par la peau du cou et du dos afin d’immobiliser la tête. Un stress passager peut survenir en raison de l’immobilisation. Une ponction trop profonde peut entraîner la pénétration du sang dans la cavité buccale et un risque d’hémorragie. Un hématome sur le côté du visage peut se produire occasionnellement. L’anesthésie générale utilisée pour la chirurgie stéréotaxique (mise en place de canules pour le prélèvement du LCR) peut entraîner une altération de la thermorégulation, une dépression des systèmes cardiovasculaire et respiratoire, une diminution de l’activité métabolique et une vasodilatation périphérique pouvant conduire à une baisse de la température corporelle. Des douleurs et une détresse post-chirurgicales peuvent également survenir. Les tests comportementaux sont basés sur les comportements spontanés de l’animal avec une procédure graduelle d’habituation-familiarisation aux dispositifs de test. En général, les tests comportementaux utilisés dans ce projet peuvent causer un stress léger. Pour les tests dans l’eau (Labyrinthe aquatique de Morris), il y a un risque d’hypothermie. La contention et la manipulation par l’injection IP peut provoquer un léger stress à l’animal.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Deux méthodes d’euthanasie seront utilisées pour atteindre les objectifs du projet.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Il n’existe pas de méthode alternative autre que le recours aux modèles souris de maladie d’Alzheimer et aux croisements avec des souris surexprimant ou sous exprimant DYRK1A, pour atteindre les objectifs du projet: analyses de la pathologie Alzheimer (amyloide et tau) ainsi que des déficits d’apprentissage et de mémoire.
2. Réduction
Le nombre d’animaux est réduit au minimum sans compromettre les objectifs du projet. Ce nombre a été calculé sur la base d’études précédemment élaborées et publiées, notamment des études du laboratoire. Des groupes de 15 souris seront nécessaires afin d’atteindre un poiuvoir statistique suffisant permettant de détecter des variations significatives dans les données comportementales. Nous utiliserons sur 3 ans un total de 534 souris.
3. Raffinement
Les méthodes utilisées et la manière de traiter les animaux pendant les expériences et dans l’animalerie assureront à ces derniers un minimum de contraintes et un maximum de bien-être. Les conditions d’élevage, d’hébergement, de soins et les procédures expérimentales sont les plus appropriées pour minimiser toute douleur, souffrance, anxiété/détresse ou dommage que les animaux pourraient subir. Des mesures telles que la formation du personnel, la surveillance quotidienne, l’habituation, l’acclimatation et le temps de récupération sont prises pour réduire tout impact physique et psychologique potentiel des procédures expérimentales. Les conditions d’élevage et d’hébergement (enrichissement de l’environnement avec des carrés de coton) sont mises en œuvre afin d’accroître autant que possible le bien-être des animaux. La préférence pour les procédures non invasives par rapport aux procédures invasives est prise en considération et, lorsque des interventions invasives sont nécessaires, les directives appropriées en matière d’anesthésie/analgésie seront suivies, en accord avec le comité de bien-être animal. Un animal sera immédiatement euthanasié après atteinte de l’un des points limites. Les points limites sont définis ci-dessus. Les zootechniciens conseillent sur l’état sanitaire de l’animal identifié et suggèrent les procédures à appliquer, les soins et éventuellement le recours à l’euthanasie. Nous suivrons des recommandations de la cellule bienêtre et vétérinaire avec application de produits disponible par la plateforme. En outre, nous effectuerons un suivi par l’utilisateur journalier avec pour critère l’aspect général de l’animal, comme le poids, le pelage, l’hydratation, l’activité, etc.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Deux modèles de souris de la maladie d’Alzheimer seront utilisés dans ce projet. L’un développe une pathologie amyloïde étendue, tandis que l’autre est un modèle de tauopathie, développant des enchevêtrements neurofibrillaires, une perte neuronale et une atrophie cérébrale. Les deux modèles de souris de la maladie d’Alzheimer présentent des déficits cognitifs. Nous utiliserons également un modèle de souris qui porte trois copies du gène Dyrk1a de la souris, comme dans la trisomie 21. Un modèle de souris qui porte une seule copie de ce gène complète cette étude. Dans ce projet, nous analyserons les effets de la surexpression du gène Dyrk1a, ainsi que de sa sous-expression sur les pathologies amyloïdes et tau en croisant ces différentes lignées de souris. Des échantillons de sang et de LCR seront prélevés sur des souris adultes à différents âges afin de détecter différents biomarqueurs. Les performances cognitives seront évaluées à l’âge de 4 mois, et des tissus cérébraux seront prélevés sur les souris à l’âge de 6 mois.