Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 02/11/2022
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-498283)
245 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie abdominale sous anesthésie avec injection de cellules souches dans les testicules, pour y induire des tumeurs et vérifier que ces cellules reprogrammées gardent leur capacité à se différencier. Le porteur indique que les sutures peuvent provoquer des blessures que l’animal s’inflige lui-même, ainsi qu’une perte de poids, et que les souris sont mises à mort au plus tard huit semaines après l’injection. Il présente les retombées pour la médecine régénérative comme « cruciales » tout en les renvoyant au conditionnel, et conclut que la démonstration ne peut être réalisée sans recours au modèle animal.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Au début du développement, les cellules de l’embryon ne sont pas spécialisées dans une fonction. Ces cellules dites « souches » vont ensuite acquérir des identités spécialisées et devenir par exemple des cellules du muscle ou des neurones. La possibilité de changer l’identité établie de cellules, par des procédés expérimentaux appelés reprogrammation, génère des espoirs en médecine régénérative. Il est possible de former des cellules souches induites à partir d’une autre cellule, un fibroblaste. Au cours de ce processus les cellules perdent leur identité et passent dans un état particulier qui leur permettra de devenir souches. Deux gènes ont été identifiés et semblent être impliqués dans la régulation de l’identité cellulaire au cours de la reprogrammation. Leur présence ou absence affecte l’efficacité de la reprogrammation. Nous souhaitons alors étudier comment la présence ou l’absence de ces deux facteurs dans la cellule de départ affecte l’acquisition des propriétés souches dans les cellules reprogrammées. Dans le cadre du projet différents types de cellules avec des identités spécialisées sont reprogrammées en cellules souches induites. Le potentiel souche des lignées de cellules souches induites obtenues doit être ensuite confirmé par des tests chez l’animal, qui consistent en l’injection de cellules souches induites chez la souris adulte afin d’induire des tumeurs bénignes. Ces tumeurs ne disséminent pas et sont constituées, non pas de cellules cancéreuses, mais de cellules souches induites qui auront changé d’identité. L’enjeu principal de ces tests est donc d’identifier les types cellulaires spécialisés une fois la tumeur bénigne formée, grâce à des analyses au microscope des tumeurs collectées.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
L’identification des régulateurs de l’identité cellulaire et la compréhension de leur mode de fonctionnement au cours de la reprogrammation serait de grande importance pour la médecine régénérative. Ces connaissances seront cruciales afin de générer des cellules de haute qualité avec une bonne efficacité. De plus, les cellules souches induites contribuent largement dans le domaine de modélisation des maladies et le développement des stratégies thérapeutiques. Par ailleurs des mécanismes peuvent être conservés dans des modèles de cellules souches à l’origine de pathologies humaines telles que le cancer. En conséquence, approfondir la connaissance des mécanismes moléculaires qui régissent l’identité des cellules souches induites présente aussi un enjeu pour la cancérologie. Les travaux in vitro nous ont permis d’identifier deux nouveaux régulateurs limitant ou favorisant la génération des cellules souches induites en partant de différents types de cellules spécialisés. Nous sommes en train d’identifier le réseau de gènes régulé par chacun de ces deux facteurs. Pour approfondir ces résultats nous souhaiterons donc étudier in vivo comment ces gènes pourront affecter les propriétés des cellules souches induites et donc mieux comprendre leur mode de fonctionnement.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les souris seront soumises à une unique procédure chirurgicale d’une durée de 20 min sous anesthésie générale et traitement antalgique pour éviter toute douleur. La procédure consistera en une incision au niveau de l’abdomen et une injection des cellules en suspension dans les testicules des animaux en conditions stériles. L’abdomen sera ensuite refermé et l’animal sera suivi post-réveil de l’opération ainsi que tout au long de la formation des tumeurs.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les effets indésirables qui sont attendus pour les animaux sont ceux qui peuvent découler : i) de la procédure chirurgicale (inflammation, infection et douleurs localisées), ii) de la présence de sutures cutanées qui peuvent entrainer des blessures cutanées à posteriori causes par l’animal lui-même par démangeaisons iii) de douleurs et de modifications du comportement de la souris (perte de poids) liées à la procédure.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort après une anesthésie générale dès l’atteinte des points limites ou après une période maximale de 8 semaines après l’injection des cellules souches dans les testicules. Les testicules seront ensuite prelevées et une analyse histologique sera faite au sein de nos laboratoires.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Jusqu’à présent, le projet a complètement été mené grâce à des expériences sur cellules murines en culture, donc sans faire appel à aucun modèle animal. Néanmoins, afin de pouvoir conclure sur ces résultats et pouvoir les publier, il est nécessaire de démontrer par d’autres approches, que les cellules souches induites maintiennent leur capacité de générer toutes les cellules de l’embryon. Cela ne peut être réalisé sans le recours à des modèles animaux.
2. Réduction
Le nombre de souris injectées sera réduit à 245 (49 groupes de 5 souris) pour les raisons suivantes : – Le choix des testicules comme site d’injection permet de doubler le potentiel de développement de tumeurs bénignes sans augmenter le nombre d’animaux. – Le résultat attendu de ce projet est l’observation qualitative de cellules/tissus spécialisés au sein des tumeurs mais nous ne recherchons pas d’effet statistique, permettant ainsi de réduire la taille des groupes d’animaux. Notre expérience antérieure nous permet de prédire que 2 souris sur 3 injectées avec des cellules souches développent des tumeurs. Ceci, combiné aux données de la littérature, nous permet de réduire le nombre de souris receveuses à 5 par condition pour obtenir un nombre suffisant de tumeurs analysables et ne pas reproduire l’expérience inutilement.
3. Raffinement
Durant toute la procédure, et en particulier dès le réveil post-chirurgie, les souris seront observées régulièrement (3 fois par semaine) afin d’identifier tout signe potentiel de mal-être ou de souffrance. Nous avons défini une série de points limites conduisant à l’arrêt de nos protocoles et à la mise à mort immédiate des souris concernées. De plus, anesthésiques et analgésiques seront utilisés avant, pendant et après la procédure opératoire.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
L’ensemble du projet est focalisé sur l’étude de la biologie des cellules souches de souris. Il nous apparaît donc opportun de réaliser les expériences de formation de tumeurs bénignes chez la même espèce afin de récapituler au mieux les voies de signalisations qui vont induire la différenciation des cellules souches induites dans les tumeurs. Toutes les expériences seront réalisées avec des souris adultes de 6 à 8 semaines, qui est l’âge habituellement utilisé pour l’induction de ces tumeurs bénignes.