Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 18/12/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-503165)
843 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dont 462 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 381 opérées sans réveil. Selon les groupes, chaque animal subit une chirurgie puis l’injection d’une endotoxine bactérienne ou l’induction d’une arthrite ou d’une atteinte du système nerveux proche de la sclérose en plaques, avant des séances d’électrostimulation. Le porteur reconnaît que ces inductions peuvent provoquer une douleur sévère et que les impulsions électriques peuvent créer un inconfort. L’étude vise à mettre au point un électrostimulateur contre la polyarthrite et la sclérose en plaques, qu’il présente comme un « besoin » faute de traitements curatifs.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La polyarthrite rhumatoïde (PR) et la sclérose en plaque (SEP) sont des maladies inflammatoires, caractérisées par une atteinte articulaire ou nerveuse respectivement évoluant vers la déformation et la destruction des articulations ou du tissu nerveux. La PR et la SEP sont une maladie autoimmune reconnue pour présenter un nombre anormal de cellules immunitaires dans les articulations ou le cerveau respectivement qui produisent des molécules inflammatoires, activant la destruction des tissus. Des études ont montré que le système nerveux pouvait réguler le système immunitaire via la libération des molécules (tels que l’acétylcholine, l’adrénaline ou la noradrénaline) lors de la stimulation de nerfs qui peuvent agir directement sur les cellules du système immunitaire. Dès lors, l’intervention sur l’activité des nerfs dans le but de modifier l’activité du système immunitaire est envisageable. Ainsi, chez l’homme la stimulation de nerfs est déjà utilisée pour le traitement de maladies comme l’épilepsie ou la dépression. De nos jours, plus de 50000 patients dans le monde sont implantés avec des micro-stimulateurs. Les effets de ces électrostimulations sont actuellement recherchés dans des maladies inflammatoires comme la PR. Deux modèles ont été développés chez la souris qui permettent d’induire des pathologies proches de la PR et de la SEP. Le but à long terme de notre projet est de développer un électrostimulateur visant à traiter la PR et la SEP. Dans un premier temps, notre objectif sera d’évaluer l’impact de l’électrostimulation des certaines nerveuses sur un modèle simple d’inflammation afin d’optimiser les paramètre de stimulation électrique. Dans un second temps nous recherchons à évaluer l’effet de l’électrostimulation de ces nerfs sur le développement de la PR et de la SEP dans des modèles murins.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les traitements actuels ne permettent pas de lutter efficacement contre l’arthrite rhumatoïde ni la sclérose en plaque. Les traitements les plus efficaces sont des traitements lourds, non curatifs et qui génèrent de nombreux effets secondaires. Par conséquent, le développement de traitements plus efficaces et sans effets secondaires est nécessaire pour lutter contre les maladies auto-immunes.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
La procédure 1 est une procédure chirurgicale terminale de moins de 3H sous anesthésie à l’isoflurane. Pour la procédure 2 : les animaux subiront une procédure chirurgicale unique de moins de 40mn. Une semaines après cette chirurgie les animaux recevrons une injection intrapéritonéale infra létale d’endotoxine bactérienne puis seront mis à mort 90mn après. Un prélèvement sanguin sous anesthésie est prévu 90mn après injection de LPS en fin de procédure. Pour la procédure 3 et 4 : Les animaux subiront une procédure chirurgicale unique de moins de 40mn chacune. Une semaine après la chirurgie, les animaux seront immunisés par injection d’adjuvant complet de Freund et d’une protéine (soit le collagène pour la procédure 3 soit la myéline pour la procédure 4) par voie sous-cutanée puis électrostimulés (ou non) selon différents protocoles pendant 21 jours au maximum à raison de 12, 6, 3 et 2 sessions d’électrosimulations de 2 mn par jour. Aucun prélèvement n’est prévu durant ces procédures.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La procédure 1 de ce projet est sans réveil. Les nuisances seront donc inexistantes pour cette procédure sous réserve du respect des bonnes pratiques d’anesthésie. Les autres procédures seront réalisées sur des animaux ayant subi une chirurgie ce qui générera les nuisances suivantes : – Douleur associér à l’injection sous cutanée d’analgésique préopératoire ; – stress lié à la phase d’induction de l’anesthésie (isolement de l’animal dans une boite d’anesthésie) et à la phase post-anesthésique dans la cage de réveil ; – une inflammation au niveau des plaies chirurgicales et de la zone d’implantation ; – perte de poids dans les 2 à 3 jours suivants la chirurgie. Par ailleurs pour les procédures 2, 3 et 4 une douleur sévère pourra être observée soit suite à l’induction d’une inflammation systèmique par injection de molécule bactérienne (procédure 2), soit suite à l’induction d’une inflammation des articulations (procédure 3), soit suite à l’induction d’une inflammation du système nerveux central (procédure 4). Enfin, les impulsions électriques quant à elles pourraient également induire un inconfort transitoire ou des douleurs chez l’animal lors de la procédure.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Pour toutes les procédures, tous les animaux seront mis à mort dès la fin de la procédure expérimentale pour des analyses anatomopathologiques et histologiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Il n’existe aucune méthode in vitro validée scientifiquement ou test in vitro connu qui offrirait une alternative à l’expérimentation animale pour répondre aux questions posées dans ce projet. Le phénomène d’inflammation par l’arthrite rhumatoïde ou la sclérose en plaque ne peut être étudié correctement in vitro car il s’agit d’un phénomène complexe et ne pouvant être étudié que chez l’animal, en intégrant l’ensemble de la biologie d’un organisme vivant. L’utilisation d’un modèle expérimental in vivo est donc un pré-requis à la phase de développement clinique.
2. Réduction
Pour la procédure 1, le nombre de paramètre d’électrostimuation possible étant quasiment infini et, afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires, nous utiliserons des modèles de régression linéaire. Nous estimons qu’au maximum 381 souris seront nécessaires à cette procédure. Ce nombre total de souris représente un nombre maximum sachant que nous ne pourrons mettre en expérimentation que des lots de 10 animaux étant donné les contraintes spatiales de notre animalerie et que des bilans seront réalisés tous les 20 souris à partir de la 50ième souris. Ainsi, si 10 paramètres électriques satisfaisants sont trouvés (activation des fibres splénique sans modifier la pression artérielle) avant la fin de la procédure, nous interromprons les expérimentations pour le procédure 1 et passerons à la procédure 2 pour tester ces 10 paramètres. Pour les procédures 2, 3 et 4, nous avons déterminé le nombre d’animaux par une approche statistique reconnue. En effet, notre stratégie d’expérimentation reposant sur la comparaison entre scores cliniques des animaux électrostimulé ou non, le test de puissance réalisé avec le logiciel G*power 3.1 nous donne le nombre d’animaux minimal pour obtenir des résultats significatifs en fonction des hypothèses avancées.
3. Raffinement
Dès leur arrivée, les animaux seront hébergés dans des cages collectives avec un environnement enrichi (tubes en carton pour se cacher, briques de bois à grignoter). Une période d’acclimatation de 7 jours minimum aura lieu pendant laquelle aucun geste technique lié à la procédure expérimentale ne sera réalisé. Les chirurgies seront réalisées par du personnel ayant les compétences requises et les animaux seront sous anesthésie et analgésie ce qui évitera toute souffrance. Les effets potentiellement douloureux de l’électrostimulation seront évalués pour qu’il soit mis un terme à l’électrostimulation au plus tôt si des signes douloureux apparaissent. Les effets sur la le score clinique seront évalués sur un nombre d’animaux strictement suffisant pour évaluer les effets de l’électrostimulation à long terme (procédure 3 et 4). Enfin, des points limites ont été établis afin d’anticiper toute dégradation de l’état de santé général des animaux anesthésiés ou conscients et, le cas échéant, d’appliquer des protocoles de soins adaptés. Dans le cas où la santé de l’animal serait dégradée, une mise à mort sera réalisée immédiatement sur décision du responsable de l’étude.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
L’espèce souris sera utilisée en raison des données de la littérature démontrant une implication du système nerveux sympathique sur l’inflammation sur ce modèle. Il est également utilisé car il existe des modèles bien établis des pathologies auto-immunes (arthrite rhumatoïde et encéphalite) induits par immunisation. Utilisation d’animaux adultes car l’objectif est le développement d’un dispositif médical pour les sujets adultes (≥ 10 semaines)