Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 01/04/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-525772)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
5.5.2. Le processus de formation du sang, appelé hématopoïèse, repose sur les cellules souches hématopoïétiques (CSH), définies par leur capacité à se renouveler et à produire d’autres cellules sanguines. Les CSH résident dans la moelle osseuse, où elles sont protégées des influences extérieures et se trouvent le plus souvent dans un état non prolifératif. En raison du besoin constant de renouvellement du système sanguin, il est essentiel de maintenir le nombre et le potentiel des CSH tout au long de la vie. L’accumulation d’inflammation est l’un des facteurs qui poussent les CSH au repos à proliférer, ce qui altère leurs capacités, un phénomène observé dans le processus de vieillissement. Le vieillissement du système hématopoïétique peut entraîner un dysfonctionnement de l’hématopoïèse et augmenter la susceptibilité à diverses pathologies hématologiques telles que la myélodysplasie, la leucémie et le lymphome. Nos résultats précédents ont montré qu’en inhibant l’inflammation médiée par une protéine, les CSH restent dans un état non prolifératif, conservent mieux leur capacité de différenciation et présentent un effet anti-inflammatoire lié au vieillissement. Nous supposons que le vieillissement physiologique résulte de l’accumulation d’épisodes de stress. Dans ce projet, nous testerons l’hypothèse selon laquelle les signaux de stress provoquent certains changements communs constituant l’identité du vieillissement des cellules souches sanguines. Étant donné que nos souris à faible inflammation montrent des signes réduits de vieillissement, nous examinerons si cette réduction de l’inflammation peut partiellement compenser les effets du stress sur le vieillissement des CSH.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
La croissance constante du nombre de personnes âgées est l’une des principales préoccupations socio-économiques des sociétés occidentales. Cette augmentation de la population âgée s’accompagne d’une hausse des maladies liées à l’âge. Tout au long de leur vie, les individus sont soumis à une accumulation de stress, qu’il soit physique ou mental, ce qui peut conduire au développement de diverses maladies. Cependant, la relation entre ces différents facteurs, le processus de vieillissement et le développement des maladies reste ambiguë. Ce projet vise à éclaircir un aspect de cette problématique, en se concentrant sur l’impact du stress psychologique et des infections sur la prolifération et la différenciation des cellules souches sanguines, ainsi que sur la possibilité que la réduction des niveaux d’inflammation puisse inverser ces effets, apportant ainsi des éléments de compréhension sur la manière de minimiser les effets du vieillissement sur le bien-être.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
– Stress aigu dû à la contention : 1 fois, 2 heures – Stress chronique lié à la contention : 1 fois, 2 heures par jour pendant 7 jours. – Infection : 1 fois (15 secondes), injections intrapéritonéales (polyI:C ou NaCl 0,9) – 2 irradiations à 4 et 6 heures d’intervalle pour une durée de 5 minutes. – 1 injection intraveineuse de cellules (15 secondes) – 3 analyses de sang à 4, 8 et 12 semaines après l’injection des cellules (15 secondes)
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Un stress intense sera induit par des tests de contrainte aiguë (2 heures) ou chronique (7 x 2 heures), au cours desquels les animaux seront immobilisés et ne pourront ni bouger, ni manger, ni boire. Ce temps minimal est suffisant pour induire de la peur ou de l’anxiété, sans causer de blessures physiques. Effets secondaires liés au stress : perte de poids, agressivité, anxiété, dépression. L’injection, qui imite une infection virale, sera réalisée par injection intrapéritonéale et pourra entraîner des rougeurs ou un léger gonflement au site d’injection. Effets secondaires liés à l’affaiblissement du système immunitaire dans les 24 heures suivant l’irradiation : infections possibles. Réactions inflammatoires (rougeurs et gonflements) au site d’injection intraveineuse des CSH pour la transplantation. Possibilité de rejet de greffe après la transplantation.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure afin d’isoler et d’étudier les cellules souches hématopoïétiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Nous avons envisagé la possibilité de modéliser les effets du stress en laboratoire, en utilisant des cultures cellulaires. Cependant, cette approche ne permettrait pas d’analyser pleinement les dynamiques complexes de l’hématopoïèse, qui se produisent à l’échelle de tout l’organisme. La réponse au stress psychologique implique une interaction complexe entre le système nerveux, le système endocrinien et le système immunitaire, avec des effets sur l’ensemble du corps. C’est pourquoi il est essentiel d’étudier ces effets chez un être vivant, et plus précisément sur les cellules souches sanguines. L’ajout d’hormones de stress dans une culture cellulaire ne suffit pas à reproduire la physiologie complète d’un organisme vivant. En outre, la différenciation des cellules souches sanguines dépend étroitement de leur environnement dans la moelle osseuse, un facteur impossible à reproduire en dehors du corps. Enfin, le stress par contrainte, comme celui subi par les patients en isolement protecteur après une transplantation, offre une meilleure modélisation de ces effets physiologiques complexes.
2. Réduction
Le nombre d’animaux a été calculé afin de limiter la variation inter-individuelle et d’atteindre un niveau statistiquement validé par une analyse prédictive. Pour réduire le nombre d’animaux utilisés, chaque groupe contiendra le nombre minimum nécessaire pour récupérer la quantité de matériel requise pour l’expérience et obtenir des résultats statistiquement significatifs. Nous réaliserons deux répétitions pour vérifier si la variation entre les conditions est significative. Si les deux premières expériences donnent des résultats identiques, la troisième expérience sera annulée afin de réduire le nombre d’animaux utilisés.
3. Raffinement
Afin de surveiller le bien-être des animaux pendant notre procédure expérimentale et de limiter autant que possible toute douleur et/ou souffrance non nécessaire, nous avons établi une grille d’observation. Cette grille définit les points de terminaison les plus précoces et les plus précis à partir desquels des actions seront entreprises pour limiter toute souffrance et/ou douleur inutile. Elle indique également les mesures que nous prendrons dès l’apparition des premiers signes de douleur. Toutes les souris irradiées et transplantées seront traitées avec des antibiotiques afin de prévenir le risque d’infection. Elles seront contrôlées et notées pendant 5 jours après la transplantation, ainsi que pendant les jours de travail de la deuxième semaine. Au cours des semaines suivantes, elles seront notées deux fois par semaine. En cas de légère fatigue ou de difficulté à se déplacer, de la nourriture hydratée sera mise à disposition dans la cage.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les souris sont des modèles idéaux pour étudier la production des cellules sanguines, car leur système est très similaire à celui des humains. Le vieillissement des cellules sanguines chez les souris suit un processus bien défini, et il existe une correspondance d’âge entre les souris et les humains. Des études antérieures ont montré que le stress psychologique peut influencer les signaux chimiques dans le corps et modifier l’expression des gènes chez les souris. Nous supposons donc que le stress, qu’il soit dû à des contraintes physiques ou à une infection, pourrait également affecter les cellules souches responsables de la production des cellules sanguines chez les souris. Cela pourrait nous aider à mieux comprendre les effets du stress sur ces cellules chez les humains. De plus, l’isolement des cellules souches hématopoïétiques (CSH) murines est bien défini, et ces cellules peuvent être conservées dans leur niche en maintenant leur quiescence. Les procédures comme la transplantation sont également bien maîtrisées chez les souris, grâce aux protocoles d’irradiation en place. Les animaux utilisés dans l’étude seront répartis en deux groupes : jeunes (4-6 mois) et d’âge moyen (10-14 mois), afin de déterminer si le stress affecte davantage les individus plus âgés. Ces âges correspondent à ceux des jeunes adultes (20-30 ans) et des adultes d’âge moyen (40-45 ans) chez l’humain. Toutes les souris recevant la transplantation auront 3 mois, un âge optimal pour une transplantation efficace. L’expérience de transplantation nous permet d’étudier la capacité des cellules souches hématopoïétiques à s’auto-renouveler et à repeupler la moelle osseuse. Cette étude porte uniquement sur les cellules, indépendamment des souris receveuses. Nous utilisons des animaux âgés de 3 mois pour garantir une transplantation réussie et efficace.