Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 23/03/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-446355)
80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures classées sévères. Elles reçoivent une injection déclenchant une inflammation rénale, puis la pose d’un cathéter sous anesthésie profonde et une imagerie photoacoustique avec agent de contraste, avant d’être tuées pour prélever les reins. Le porteur indique que le produit inflammatoire peut provoquer une inflammation généralisée, une insuffisance rénale et des lésions de plusieurs organes pouvant mener à la mort, tout en affirmant avoir choisi une dose qui n’entraîne pas de mortalité. Il conclut que l’imagerie in vivo ne peut pas être remplacée par des méthodes sans animaux et qualifie ces procédures de « stricte nécessité », pour tester un nouvel agent de contraste.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif de ce projet est de tester in vivo l’imagerie photoacoustique pour le diagnostic précoce de l’inflammation rénale en utilisant un nouvel agent de contraste ciblant certaines molécules d’adhésion. Celles-ci sont exprimées à la surface des cellules lors d’un épisode inflammatoire aigu ou chronique comme une inflammation systémique, une atteinte rénale ou une maladie rénale chronique. Une étude plus récente a d’ailleurs démontré dans un modèle murin d’atteinte rénale aiguë que cet agent de contraste est capable de cibler l’inflammation dans la moelle rénale. Des tests préliminaires sur ces microparticules en imagerie photoacoustique ont montré que ces microparticules possèdent une absorption et une fluorescence considérable dans la région des longueurs d’onde utilisées en imagerie photoacoustique (proche InfraRouge). L’utilisation de ce nouvel agent de contraste semble donc être un outil prometteur pour la détection en pré-clinique de l’inflammation rénale. Enfin, des études in vitro et in vivo ont montré les propriétés biocompatibles et biodégradables de ces microparticules et il a été également démontré que cette stratégie était efficace pour cibler les cellules endothéliales activées humaines, ouvrant la voie à une potentielle translation en clinique.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Il est attendu de la technique d’imagerie photoacoustique utilisant ce nouvel agent de contraste biocompatible qu’elle puisse permettre d’imager de manière ultra-sensible, spécifique et précoce l’inflammation rénales.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : o Induction du modèle inflammatoire par une unique injection d’un produit induisant l’inflammation (durée : inférieure à 10min) o Pesée lors des manipulations (durée : inférieure à 5 min) o Pose d’un cathéter sous anesthésie profonde (durée : environ 15min) o Imagerie photoacoustique avec injection de produit de contraste (durée : environ 20min).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
D’après les études pilotes précédentes, les deux modèles présentés peuvent en effet induire des effets indésirables sur les animaux. Pour notre 1er modèle, l’injection du produit inflammatoire peut induire une inflammation généralisée, une insuffisance rénale et des lésions touchant plusieurs organes ce qui peut mener à la mort des animaux. Il est important de noter que la concentration choisie pour ce projet n’induit pas de mortalité chez les souris. Pour notre 2ème modèle, ce modèle d’inflammation différent du premier induit la mort des cellules rénales conduisant dans certains cas une insuffisance rénale aigue. Dans ces deux modèles, les animaux peuvent être en mal-être qui peut alors être repéré par un état d’épuisement, une inactivité dans la cage, un arrêt de la prise alimentaire et de boisson suivie d’une perte de poids. Lors du protocole d’imagerie, celui-ci se déroulera sous anesthésie générale des animaux mais la pose du cathéter veineux (la « sonde veineuse » qui permet l’administration de l’agent de contraste) peut provoquer un bleu sur la queue des animaux.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort afin de récupérer les différents organes d’intérêt des animaux (reins), permettant ainsi de compléter les résultats obtenus in vivo par des résultats post-mortem (biodistribution, caractérisations immunohistologiques). De plus, les caractérisations histologiques sont très souvent demandées pour justifier les résultats obtenus lorsqu’une nouvelle technique d’imagerie pré-clinique est étudiée.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Des tests in vitro ont été réalisées sur des microparticules utilisées en imagerie photoacoustique et ont permis de montrer que ces microparticules possède une absorption et une fluorescence considérable dans la région des longueurs d’onde utilisées en photoacoustique (proche InfraRouge). Toutefois, les expériences in vivo ne peuvent pas être totalement remplacées par des études in vitro car il est nécessaire d’estimer l’affinité de ces microparticules pour les molécules d’adhésion exprimées en conditions inflammatoires ainsi que les temps de ciblage et de détectabilité de ces microparticules en imagerie photoacoustique lorsqu’elles sont injectées dans un organisme. D’après les études pilotes, on sait que les microparticules utilisées ciblent efficacement l’inflammation rénale dans les deux modèles cités et l’on souhaite savoir si ce ciblage sera détectable en imagerie photoacoustique. Ainsi, les procédures expérimentales décrites dans ce projet ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d’autres méthodes expérimentales n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants et susceptibles d’apporter le même niveau d’information.
2. Réduction
Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet a été évalué au regard de nos données antérieures par rapport à nos précédents projets ayant utilisé les mêmes modèles animaux et les mêmes types de microparticules. Dans ces deux études précédentes il a été montré que 5 animaux par modèle étaient suffisants pour obtenir une différence significative du signal en imagerie par résonance magnétique. Ces effectifs ont été confirmés par un calcul de taille d’échantillons.
3. Raffinement
Pendant les différents temps que dureront l’étude, la douleur des animaux sera réduite au maximum en veillant à couvrir ces temps d’étude par une analgésie. De plus en amont de ce projet, pour limiter la douleur engendrée par l’injection de produit inflammatoire, nous avons choisi de n’utiliser qu’une dose, connue pour ne pas induire de mortalité chez les souris. Enfin, les animaux ne seront pas gardés pour des études sur le long terme pour ne pas les laisser en souffrance au-delà des 24 et 48 heures que durent les modèles.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est l’espèce animale qui a été la plus étudiée dans le domaine des pathologies de type inflammatoire. L’anatomie et la physiologie de la circulation sanguine de la souris sont également bien connues et sont semblables par leurs grands traits à celles de l’Homme. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier les pathologies inflammatoires. Nous utiliserons des souris mâles et femelles adultes (8 semaines), en rapport avec l’âge des animaux utilisés dans les études pilotes précédentes.