Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 16/01/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-500442)
354 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à sévère. Elles subissent une ligature et ponction caecale, chirurgie qualifiée de sévère qui provoque un choc septique, puis selon les séries une échocardiographie, la pose d’un cathéter carotidien, une injection de Bleu Evans ou une étude de survie sur cinq jours. Le porteur décrit une douleur traitée par buprénorphine et des séries écourtées à 18 heures pour limiter la souffrance, la série de survie étant suivie chaque jour avec mise à mort possible au point limite. Il affirme que le choc septique ne peut être modélisé in vitro et revendique un modèle proche des situations cliniques humaines, le plus utilisé dans la littérature.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La présente demande est un avenant au projet autorisé en cours. Le choc septique est défini comme la forme la plus sévère d’une infection caractérisée par une dysfonction multiple d’organes pouvant conduire au décès du patient. Le choc septique est un problème majeur de santé publique, responsable de 15% des admissions et de 40% de mortalité en réanimation. Le choc septique est associé à une dysfonction du système cardiovasculaire et immunitaire. En effet, afin de combattre l’infection, l’organisme active une série de phénomènes au niveau vasculaire notamment pour permettre l’arrivée des globules blancs sur le site inflammatoire. L’activation excessive de ces mécanismes conduit entre autre à un phénomène d’hypotension (chute de la pression dans les vaisseaux) menant à un défaut d’apport en oxygène aux organes. La présence des récepteurs β3-adrénergiques (β3-ARs) au niveau vasculaire, dont la concentration croît durant une infection (inversement aux β1, β2-ARs), pourrait jouer un rôle dans l’hypotension. La vasodilatation excessive, responsable de l’hypotension, est contrée par l’organisme grâce à une modulation de la vitesse et de la force de contraction du cœur. L’utilisation de ligands β-adrénergiques, des β1-bloquants, permet ainsi de moduler la fonction cardiovasculaire dérégulée pendant l’état de choc septique via le système nerveux. En effet, il a été prouvé que l’administration de β1-bloquants lors du choc septique améliorait expérimentalement la réactivité vasculaire à un vasoconstricteur de vaisseaux de gros et petits calibres. Parallèlement, la quantité de sang éjectée par le cœur, était améliorée alors que les animaux présentaient la même fonction cardiaque et le même volume de fluide perfusé témoignant peut-être d’une moindre fuite liquidienne au niveau vasculaire induite par le choc septique. Les β1-ARs étant très peu présents dans les vaisseaux, notre hypothèse est que, durant le choc septique, la modulation des β3-ARs au niveau vasculaire modifie la vasoréactivité. L’hypothèse de ce travail est qu’en agissant sur les β3-ARs, les fonctions vasculaires et cardiaques des patients septiques pourraient être améliorées.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
En mettant en évidence un effet de la modulation des β3-ARs sur la perte de la vasoréactivité dans le choc septique, il est attendu un bénéfice sur la prise en charge clinique du choc septique. En effet, un traitement modulant les β3-ARs pourrait améliorer la chute de la contraction vasculaire et diminuer la vasodilatation excessive conduisant à l’hypotension lors du choc septique.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux (n=354) seront soumis à une procédure chirurgicale pendant 15 minutes, la ligature et ponction caecale, de type sévère conduisant à un état de choc septique. C’est 18 heures après cette intervention que les analyses in vivo et ex vivo (procédure 2) débuteront pour les animaux de la première série (n=178). Les animaux de la première série seront soumis à une évaluation hémodynamique par échocardiographie pendant 15 minutes et par l’implantation d’un cathéter carotidien pour une durée d’environ 15 minutes sous anesthésie. La mise à mort des animaux sera effectuée à la fin de la procédure de cathétérisme carotidien et permettra le prélèvement des organes et du sang permettant les analyses ex vivo (myographie, rapport poids humide/sec pulmonaire) et biochimiques. Les animaux de la deuxième série (n=110) traités pendant 24 heures seront soumis à une étude de survie sur 5 jours. Les animaux de la troisième série (n=66) recevront une injection de Bleu Evans (procédure de 10 minutes) dix-huit heures après la chirurgie CLP pendant une heure avant d’être mis à mort.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La ligature et ponction caecale, notre modèle, est une procédure chirurgicale sévère qui induit un choc septique chez l’animal. Cette procédure va induire une douleur chez l’animal qui sera traitée grâce à l’administration d’un analgésique, la buprénorphine à la posologie de 0,2mg/kg une heure avant la chirurgie, 3 heures après la chirurgie puis 1 fois/jour. Le stress et la douleur engendrés chez les animaux de la première et troisième séries sont limités dans le temps avec des analyses in vivo et des prélèvements suite à la mise à mort 18h après la chirurgie. Une observation de l’état général des animaux de la deuxième série sera réalisée chaque jour et dans le cas où un point limite est atteint, la mise à mort de l’animal pourra être décidée.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A la fin du projet, tous les animaux (n=354) seront mis à mort à la suite des procédures pour réaliser le prélèvement des organes.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Tout d’abord, ce modèle est choisi par rapport à sa proximité avec les situations cliniques humaines. En effet, on ne peut pas modéliser le choc septique avec d’autres types de modèles, par exemple in vitro, puisqu’on étudie plusieurs fonctions biologiques et leurs interactions : fonction cardiaque, fonction vasculaire, et le métabolisme. De plus, il n’existe pour l’heure nulle autre expérimentation que le modèle animal afin de remplacer l’utilisation des souris pour les procédures expérimentales prévues dans ce projet (ligature et ponction caecale, échocardiographie, cathéter carotidien, perméabilité vasculaire). Enfin, ce modèle est le plus utilisé dans la littérature (modèle de choc septique multi-microbiens) et il est maîtrisé par le laboratoire.
2. Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux, les mâles et les femelles seront utilisés. Dix animaux par groupe (séries 1 et 2) et six animaux par groupe (série 3) sont nécessaires afin de ne pas compromettre les objectifs du projet. Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé par une approche statistique.
3. Raffinement
Pour le raffinement, les animaux ne seront pas manipulés dans la même pièce que celle où ils sont hébergés. Les souris sont hébergées à 5 maximum par cage individuellement ventilées de 500 cm². Elles auront de l’eau et de la nourriture à volonté. L’enrichissement du milieu se fera avec des petits abris, des tunnels, du sizzle pad ou des bâtons à ronger. Les gestes chirurgicaux sont maîtrisés par le personnel de l’étude permettant ainsi une manipulation plus rapide conduisant à un réveil et à une récupération plus rapide en post-opératoire. Plusieurs types de mesures seront effectués sur un même animal en traitant la douleur induite par injection sous-cutanée d’analgésique (buprénorphine) une heure avant, 3 heures après la chirurgie puis 1 fois par jour. Les chirurgies se feront sous anesthésie gazeuse (isoflurane). Enfin, la durée de l’étude est courte (18 heures) pour la première et troisième séries d’animaux en post-opératoire afin de limiter les souffrances. Une observation des animaux de la deuxième série sera réalisée chaque jour, et dans le cas où un point limite est atteint la mise à mort pourra être décidée.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris C57BL/6 est une espèce fréquemment retrouvée dans la littérature sur le choc septique. Nos résultats seront ainsi plus facilement comparables avec la littérature. Le modèle animal dont nous avons accès est un modèle de souris rare KO pour le β1-AR, ce qui est un avantage pour les expérimentations puisque les animaux sont déjà connus des expérimentateurs. Les évaluations hémodynamiques, vasculaires et inflammatoires de ces souris KO pour le β1-AR subissant la CLP ou non permettront de mettre en évidence des effets modulatoires des β3-ARs en l’absence du β1-AR. Des souris de 20g-30g seront utilisées pour comparer avec les autres résultats dans la littérature, qui utilisent cette gamme de poids. Ces souris auront entre 12 et 16 semaines et les mâles et les femelles seront utilisés.