Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 22/03/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-439333)
Biopsiés vigiles avant sept jours de vie pour le génotypage, gavés chaque jour du quatorzième au vingt-et-unième jour, les souriceaux attendent ensuite des mois avant des tests comportementaux à neuf ou dix mois, certains répétés six jours de suite. 802 souris porteuses d’une mutation qui déclenche une maladie d’Alzheimer vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Le porteur signale une diarrhée possible après les antibiotiques, une perte de poids, et une agressivité qui augmente avec l’âge, source de bagarres et de blessures. Une partie de l’effectif ne sert qu’à maintenir la lignée et sera tuée en fin de période reproductive, sans même un prélèvement.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La maladie d’Alzheimer (MA) est une pathologie incurable, diagnostiquée des années après son début. Comprendre les altérations pathologiques cliniquement silencieuses au stade latent de la maladie (c’est-à-dire avant les premiers déficits de mémoire et la neurodégénérescence irréversible) est essentiel pour identifier de nouvelles cibles pour un traitement précoce et probablement plus efficace. Depuis quelques années, le microbiote intestinal est reconnu comme un important acteur en santé humaine. Des dysbioses (altérations quantitatives, qualitatives et fonctionnelles) ont été décrites dans de nombreuses pathologies intestinales mais également dans de nombreuses maladies psychiatriques (autisme, anxiété, dépression) et neurodégénératives (MA, maladie de Parkinson). Cependant, le lien entre microbiote intestinal et santé humaine est encore majoritairement basé sur des corrélations, et des études fonctionnelles sont nécessaires afin de mieux comprendre ce lien et de pouvoir proposer des thérapies efficaces et potentiellement personnalisées, ciblant le microbiote intestinal. Dans le cas de la MA, le microbiote des patients au stade avancé de la maladie est caractérisé par une augmentation du nombre des bactéries pro-inflammatoires et une diminution des bactéries anti-inflammatoires. La modulation du microbiote peut ralentir la pathologie de la MA et améliorer les performances cognitives chez les patients au stade précoce de la MA dont l’alimentation a été supplémentée par les bactéries anti-inflammatoires. L’objectif principal de notre projet est d’étudier l’impact de la modification du microbiote par un traitement antibiotique sur l’activité neuronale qui survient très tôt dans la pathologie et d’évaluer ses conséquences sur le dysfonctionnement cognitif qui en découle, mais n’est détectable qu’à des stades avancés. A terme, ce projet devrait permettre de mieux comprendre des aspects émergents de la physiopathologie de la MA, et ouvrir de nouvelles pistes dans le développement de stratégies innovantes pour le traitement de cette maladie neurodégénérative plus précoce et donc probablement plus efficaces qu’actuellement.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet fait permettra d’évaluer l’impact du traitement antibiotique sur les capacités cognitives et les performances sensori-motrices des animaux aux stades symptomatiques de la maladie d’Alzheimer. S’il s’avère que la modulation de microbiote intestinal a un impact bénéfique sur la progression de la maladie d’Alzheimer en atténuant ou en ralentissant la détérioration des fonctions cognitifs, nos recherches pourraient révéler les aspects émergents de la physiopathologie de la maladie d’Alzheimer, et ouvrir de nouvelles pistes dans le développement de stratégies innovantes pour le traitement non-invasif de cette maladie neurodégénérative incurable qui est à ce jour la plus fréquente des maladies neurodégénératives avec 1 million de malades en France et 35,6 millions de malades dans le monde.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux modèles de la Maladie d’Alzheimer développent une maladie neurodégénérative avec des déficit cognitif au cours du temps. Les animaux seront identifiés génétiquement à l’aide d’une biopsie (faible taille) effectuée de manière précoce sur animal vigile. Au cours de ce projet, les animaux seront soumis à des administrations orales quotidienne durant 7 jours entre 14 et 21 jours de vie (environ 20 secondes par administration). Deux prélèvements sanguins seront réalisés au maximum sur chaque animal vigile (environ 30 secondes à 1 minutes par prélèvement). Les animaux seront prélevés à 2 semaines avant et au moment de l’euthanasie pour réaliser les différentes analyses nécessaires. Des tests comportementaux seront effectués à l’âge de 9-10 moise afin d’évaluer les capacités cognitives des animaux. Ces tests durent entre 5 et 20 minutes chacun ; certains ne sont effectués qu’une seule fois, d’autres sont répétés tous les jours pendant 6 jours. Les souris seront habituées au lieu d’évaluation au préalable et auront un repos de 24h minimum entre chaque test. Enfin, les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire à l’issue de la période de maintien prévue en vue des prélèvements et analyses.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les souris utilisées dans le projet développent une maladie neurodégénérative avec des déficits cognitifs au cours du temps. Cela pourrait entrainer des troubles du comportement et potentiellement une agressivité accrue avec l’âge source de bagarre et donc de blessures/lésions potentielles (rare). La biopsie effectuée chez les souriceaux vigiles de moins de 7 jours permettant l’identification génétique des animaux peut être génératrice de stress, d’inconfort et d’une douleur de courte durée. Un léger stress thermique est possible lors de la réalisation de cet acte en raison de la sortie des petits du nid durant quelques instants. La diarrhée pourrait survenir suite au traitement aux antibiotiques chez les souriceaux. Toutefois, ces troubles se résolvent spontanément sans mortalité associée. Un autre effet indésirable est la perte du poids, la raison pour laquelle la surveillance du poids sera inclus dans le protocole. De même, plusieurs prélèvements de sang seront nécessaires et potentiellement générateurs de stress et de douleur. Les tests de comportement seront potentiellement générateurs de stress et ou d’angoisse en raison de la néophobie du modèle rongeur. Enfin, l’anesthésie précédant l’euthanasie des animaux pour les prélèvements implique une injection intrapéritonéale pouvant induire un stress en raison de la contention et une douleur de courte durée liée à la piqûre ainsi qu’un éventuel stress thermique ou en cas de mauvaise réaction pouvant conduire à une détresse respiratoire.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue des procédures, les animaux seront tous euthanasiés par des méthodes réglementaires. Une première partie dans le cadre du maintien des lignées sera euthanasiés en fin de période reproductive sans réalisation de prélèvement. Une seconde partie euthanasiée afin de prélever les organes pour réaliser différentes analyses biologiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’ensemble de ce projet vise à évaluer le lien entre microbiote intestinal et fonctionnement cognitif dans le contexte de la Maladie d’Alzheimer. Il nécessite donc l’utilisation d’un organisme vivant et intégré, incluant et modélisant au mieux la physiologie du système nerveux central et de ses altérations, ainsi que ses interactions complexes et encore mal connues avec le microbiote intestinal. Il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires rentrant en jeu les différents types de cellules tels que les neurones, cellules microgliales et astrocytes dans le cerveau et les cellules épithéliales qui forment la barrière intestinale.
2. Réduction
Ce projet impliquera un total de 802 animaux. Nous limitons au maximum le nombre d’animaux par groupe de façon à obtenir des résultats statistiquement fiables. A cause des variabilités individuelles et intergroupes, qui augmentent avec l’âge, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Compte tenu des données de la littérature (variabilité attendue), des résultats obtenus sur notre précédent projet et d’après nos expériences sur le sujet, nous avons définis la taille des groupes expérimentaux afin d’utiliser le minimum d’animaux requis tout en assurant une validité des effets attendus. De plus, une partie de l’effectif est dédié au maintien de la lignée transgénique (élevage). Les procédures expérimentales ont été affinées pour éviter l’utilisation inutile de souris. Les souris utilisées pour une partie des analyses biologiques seront les mêmes animaux que ceux utilisés pour les tests comportementaux dans un souci de réduction. Par ailleurs, une analyse statistique sera réalisée et nous adapterons chaque test statistique en fonction du type de résultats et d’analyse à effectuer.
3. Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures a été mise au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress (anesthésie, analgésie, formation, suivi, etc.). Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification ou de maison de type igloo. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés (anesthésie, analgésie, etc.). De plus, la lignée utilisée est déjà bien caractérisée et connue de l’équipe, et les actes mis en œuvre sont parfaitement maitrisés par le personnel et adaptés au modèle animal. En cas d’agressivité accrue, nous mettrons en place un renforcement de l’enrichissement incluant plusieurs éléments (matériel de nidification en coton et bois, refuge type igloo en polycarbonate rouge transparent, bâton à ronger, etc.) permettant de prévenir augmentation de l’agressivité avec l’âge. Concernant les troubles pouvant être liés aux traitements antibiotiques administrés oralement, nous mettrons en place un suivi rigoureux incluant le suivi de la bonne croissance et de la qualité des fèces.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Justification de l’espèce : La souris est une espèce largement caractérisée et validée chez laquelle ont été développés de nombreux modèles expérimentaux des pathologies neurodégénératives telle que la Maladie d’Alzheimer. Nous utiliserons un modèle de souris transgénique qui développe la maladie d’Alzheimer au cours du temps. Justification des stades de développement : Dans le cadre de l’entretien des modèles transgéniques à phénotype potentiellement dommageable, les animaux seront utilisés à partir de la maturité sexuelle (8 semaines). Les animaux seront traités aux antibiotiques avant sevrage (J14 à J21) ce qui correspond à une fenêtre de temps cruciale au cours de laquelle les interactions hôte-microbiote intestinal participent au développement des systèmes nerveux et immunitaires. Les animaux seront ensuite analysés à différents âges : – à 7 semaines et 3 mois, des souris seront analysés pour évaluer l’impact précoce du traitement antibiotique. – à 9-10 mois qui correspond au stade déclaré (symptomatique) de la maladie afin de réaliser les tests de comportement.