Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 18/12/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-455614)
84 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie du cerveau provoquant une lésion du cortex moteur, la pose d’une électrode sur le nerf vague et des séances de stimulation et de tests moteurs. Le porteur indique que la lésion peut réduire la préhension de la patte avant droite et que la pose de l’électrode peut gêner la nuque. L’étude vise à savoir si la stimulation du nerf vague améliore la récupération après une lésion cérébrale, en vue d’une transposition « à plus long terme » chez l’humain.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Chaque année en France, environ 150 000 personnes sont victimes d’un traumatisme crânien. Un tier d’entre elles sont hospitalisées pour des lésions cérébrales consécutives à un choc. Par sa position anatomique, le cortex moteur est plus exposé aux lésions traumatiques que d’autres régions corticales. Les dommages dans cette région vont entrainer des déficits moteurs avec une récupération fonctionnelle limitée. Comme nous l’avons montré depuis plusieurs années chez la souris ayant subi une lésion cérébrale traumatique dans le cortex moteur, la transplantation cellulaire est une approche thérapeutique prometteuse. Néanmoins, l’efficacité de la greffe et la survie des neurones greffés nécessitent d’être optimisés. De plus, durant ces 10 dernières années, la stimulation du nerf vague (utilisée depuis plus de 20 ans en tant que traitement de l’épilepsie chez l’Homme) est également apparue comme une thérapeutique prometteuse pour le traumatisme crânien. Elle permet une récupération des fonctions motrices et une modulation bénéfique de molécules de l’inflammation et du stress oxydatif. La question est donc de savoir si une stimulation du nerf vague permet d’améliorer l’efficacité de la thérapie cellulaire dans un modèle de lésion cérébrale afin d’envisager une transposition de cette approche chez l’Homme. . Les objectifs de ce projet sont donc (1) de développer les techniques de lésion cérébrale et stimulation du nerf vague et (2) de tester les effets de la stimulation du nerf vague sur la lésion.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
La mise en place de ces techniques de lésion cérébrale et de stimulation du nerf vague chez le rat permettra de conclure sur les effets de la stimulation du nerf vague après une lésion cérébrale qui est une étape cruciale dans la recherche d’optimisation de la thérapie cellulaire pour la lésion cérébrale. En effet, les effets bénéfiques attendus de la stimulation du nerf vague sur la lésion cérébrale pourront être évalués à court terme dans le cadre de la thérapie cellulaire pour optimiser les conditions de greffe et ainsi mieux prendre en charge la réparation cérébrale après une lésion chez l’animal. Le but à plus long terme étant d’appliquer ces deux approches thérapeutiques (transplantation + stimulation) chez l’Homme ayant subi une lésion cérébrale.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Une chirurgie sous anesthésie générale en présence d’antalgiques pour tous les animaux, durée de 10 min pour 84 rats ou 40 min pour 24 rats. Pour tous les animaux: 2 ( 84 rats) ou 3 ( 24 rats) sessions de tests du comportementaux moteur en condition vigile, durée 10 min par session. Pour ces 24 rats: stimulations du nerf vague en condition vigile, durée 30 min: 1 session pour 12 animaux et sessions répétées quotidiennes, 5 jours par semaine pendant 4 semaines pour 12 autres animaux. Pesées en condition vigile: 1 fois par jour en suivi post-chirurgie pour tous les animaux, puis 1 fois par semaine pendant 5 semaines pour 24 animaux.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
L’anesthésie générale pourra entrainer un inconfort transitoire au réveil, et une légère perte de poids ponctuelle pourrait également apparaitre. La lésion du cortex moteur entraine potentiellement une légère diminution de la capacité de préhension de la patte antérieure droite. Le placement de l’électrode pourra entrainer une gêne et un inconfort au niveau de la nuque. Lors des pesées individuelles des animaux, ou des tests de motricité, les animaux seront placés seuls dans ces dispositifs, ce qui pourrait générer un léger stress transitoire pendant maximum 10 minutes. Pour la stimulation du nerf vague les animaux seront placés individuellement dans une boite transparente sans contention dans laquelle ils pourront se retourner ou se mettre sur les pattes-arrières pendant toute la durée de la stimulation (30min) puis ils seront replacés dans sa cage d’hébergement avec leur congénère. La stimulation est indolore. La stimulation aiguë pourra engendrer un léger stress lors du placement de l’animal dans le dispositif. Les animaux stimulés de manière chronique s’habitueront au dispositif, le stress devrait donc diminuer au cours des jours d’expérimentation.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort à la fin du projet afin de récupérer le cerveau pour des études neuroanatomiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’objectif du projet est d’analyser les effets in vivo d’une stimulation du nerf vague sur une lésion cérébrale du cortex moteur afin d’optimiser l’efficacité de la thérapie cellulaire dans le cadre de la lésion cérébrale chez l’Homme. Ceci ne peut être actuellement modélisé ni in vitro ou ni in silico. De ce fait, cette étude pourra être réalisée uniquement sur l’animal entier et vivant afin de visualiser l’effet bénéfique de cette approche thérapeutique.
2. Réduction
Cette étude est une mise au point technique avec une procédure de type go, no go. Elle permet, de fait, la réduction du nombre d’animaux utilisés. Dans un premier temps 3 groupes de 12 animaux seront utilisés et si les résultats sont validés les expériences sur 4 autres groupes de 12 animaux seront menées. Des tests statistiques nous ont permis de déterminer le nombre minimal d’animaux pour avoir des résultats significatifs. De plus, cette étude sera réalisée sur les 2 sexes, les mâles et les femelles car le traumatisme crânien concerne aussi bien les hommes que les femmes, mais nous serons attentifs à l’éventuel impact du sexe sur nos résultats. Les mâles et femelles ne peuvent être hébergés dans la même cage et l’isolement étant un stress pour les rongeurs, nous aurons besoin de 12 animaux (6 mâles et 6 femelles) par groupe, afin que chaque rat ait un congénère dans sa cage. L’ensemble du projet prévoit donc minimum 3 groupes de 12 animaux et maximum 7 groupes de 12 animaux. Les résultats seront analysés avec des tests statistiques.
3. Raffinement
Toutes les phases du projet seront réalisées par des personnels expérimentés. Avant l’expérimentation les animaux seront acclimatés à l’animalerie et à l’expérimentateur afin de réduire le stress le jour de l’expérimentation. En effet, les animaux seront placés dans leur cage d’hébergement par 2 de même sexe, 10 jours avant les expérimentations. L’expérimentateur manipulera les animaux les jours précédant l’expérimentation. Puis, durant toute l’expérimentation, le bien-être des animaux sera respecté en réduisant au maximum l’inconfort, la douleur, la détresse ou le stress. Les conditions d’élevage et d’hébergement seront optimisées (hébergement en groupe de 2 dans des locaux adaptés avec enrichissement du milieu adapté à l’espèce : stick de bois à ronger et tunnel). Lors de la chirurgie nous aurons recours à l’anesthésie générale avec analgésie et monitoring de la température corporelle et utilisation d’un coussin chauffant. De plus, les chirurgies seront réalisées par des expérimentateurs compétents et expérimentés à la fois pour la lésion et la stimulation afin que les gestes soient précis et efficaces permettant une chirurgie dans les meilleures conditions possibles pour l’animal. Un traitement antalgique sera poursuivi en post-opératoire. Durant toute la procédure, le bien-être des animaux est pris en compte à chaque étape par une surveillance régulière selon une grille de score (évaluation journalière durant les 7 jours post-chirurgie, évaluation hebdomadaire en pré-chirurgie et 7 jours après la chirurgie) qui permet le suivi des points limites gradés, stricts et précis et qui définit également des critères d’intervention et d’arrêt suffisamment précoces. Un animal atteignant un des points limites définis nécessitant une intervention sera pris en charge sans délai.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le rat est le meilleur modèle de rongeurs pour l’implantation d’une électrode de stimulation dans le nerf vague. En effet, la plupart des études de stimulation du nerf vague ont été réalisées chez cette espèce pour des raisons techniques de localisation et d’isolement du nerf vague (. De part sa taille et sa stabilité cardiovasculaire plus importante par rapport à la souris, les résultats obtenus varient peu d’un individu à l’autre, ce qui permet de réduire le nombre d’individus à utiliser pour les études statistiques. Les animaux utilisés seront des rats adultes de souche non-consanguine Sprague-Dawley (âgées de 8 semaines) car l’intérêt scientifique concerne la lésion corticale traumatique chez l’adulte. A 8 semaines la différence de poids entre mâle (320-380g) et femelle (210-260g) est importante mais ne gênera pas l’expérimentation, nous utiliserons donc des rats mâles et femelles agés de minimum 8 semaines (adultes) car le traumatisme crânien est aussi fréquent chez les femmes que les hommes.