Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2024-04-08 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-590131)
100 rats mâles vont être utilisés, tous tués pour prélèvement de leur système nerveux, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. La moelle épinière cervicale de chacun est sectionnée sur la moitié de sa largeur au cours d’une chirurgie d’une heure, avec pose d’un hydrogel, puis suivent douze semaines de tests comportementaux hebdomadaires et une séance d’électrophysiologie sous anesthésie. Le porteur indique que la lésion entraîne des pertes de motricité et de sensibilité sous le niveau lésé, des troubles de la vessie et de la régulation cardiovasculaire, et rarement de l’automutilation, tout en soulignant que le côté intact permet à l’animal de compenser. Sur le remplacement, il conclut que l’utilisation de rongeurs est « absolument indispensable et nécessaire », et retient le rat plutôt qu’une autre espèce en partie parce que son animalerie n’est habilitée que pour les souris et les rats.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif de ce projet est d’étudier l’efficacité d’une protéine faisant partie de l’immunité innée dans la réparation de la moelle épinière. Il s’agira d’étudier chez le rat mâle Sprague Dawley, une nouvelle stratégie thérapeutique consistant, après une demi-lésion de la moelle épinière haute, à réparer ou préserver la moelle épinière à l’aide d’un hydrogel contenant une protéine d’intérêt. L’objectif principal étant de réduire les déficits post-traumatiques et d’entraîner des récupérations sensitives et motrices les plus complètes possible. A terme, ces résultats pourraient être transférés aux bénéfices des patients ayant subi des dommages de la moelle épinière. L’évaluation qui portera sur les récupérations sensitives et motrices et l’activité électrique des réseaux de neurones sera complétée par des analyses histologiques et biochimiques.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les protéines de l’immunité innée apparaissent comme une alternative prometteuse pour préserver et réparer la moelle épinière endommagée. En effet, ces protéines ont été décrits comme participant à la réaction inflammatoire et dans le recrutement de cellules souches. Notre étude pré-clinique vise à tester l’efficacité thérapeutique d’une de ces protéines sur la réaction inflammatoire post-traumatique et la régénérescence nerveuse centrale en vue de proposer une thérapie innovante transférable à l’Homme spino-lésé. Dans le domaine de la réparation de la moelle épinière, malgré une recherche intensive depuis les cinquante dernières années, à ce jour aucune stratégie thérapeutique n’a été proposer afin de limiter la progression des déficits fonctionnels post-lésionnels et d’entraîner des récupérations sensori-motrices suffisantes permettant une récupération de l’autonomie des patients. Notre étude représente donc une étape très importante avant un transfert vers la clinique humaine.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Chirurgie Lésionnelle (sous anesthésie) : Durée 1h / Evaluation comportementale (animaux vigile) : 1 fois/semaine pendant 12 semaines, Durée : 15 min / Electrophysiologie (sous anesthésie) : Durée 1h
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La lésion de la moelle épinière entraîne des déficits sensorimoteurs sous-lésionnels (perte de motricité, de sensibilité, troubles végétatifs : régulation cardio-vasculaire, fonction vésicale…). Les autres nuisances éventuelles pouvant être rencontrées chez les animaux sont les infections liées à la chirurgie, les effets secondaires post-anesthésie, les douleurs post-traumatiques ou liées aux injections intrapéritonéales, le stress liés à leur manipulation (pour anesthésie, mesure périodique du poids…) ou lors des tests comportementaux, et l’hébergement individuel. Il faut également noter que les lésions nerveuses centrales peuvent rarement conduire à de l’automutilation. Toutefois, l’expérience montre que l’hémisection (lésion de la moitié) cervicale de la moelle épinière n’entraîne que rarement une perte de poids, des problèmes de miction (élimination de l’urine par la vidange de la vessie), de déshydratation ou une dénutrition post-chirurgicale. En effet, le côté de la moelle épinière laissé intact permet à l’animal de compenser les déficits végétatifs et de conserver une autonomie suffisante pour lui permettre de subvenir à des besoins.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Mise à mort afin de prélever le système nerveux pour analyse histologique.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Dans le cadre de l’étude des stratégies de réparation/récupération de la moelle épinière traumatisée, il n’existe pas d’alternative à l’utilisation d’animaux. Les études in vitro réalisées à partir de cellules issues de mammifères livrent une quantité́ infime d’informations au regard de ce qu’il pourrait se passer chez l’Homme. Notre projet vise donc à proposer une nouvelle stratégie de préservation et/ou réparation de la moelle épinière directement transférable vers la clinique humaine. Pour cette raison, l’utilisation de mammifères (rongeurs) est absolument indispensable et nécessaire. Il n’existe pas d’alternative au modèle animal in vivo.
2. Réduction
Afin de mener à bien notre projet, nous devons constituer 4 groupes expérimentaux. Ces groupes seront constitués de rats males Sprague Dawley d’environ 250 g (environ 2 mois d’âge) lors de la chirurgie initiale. Des males seront choisis en raison de l’absence d’importants cycles hormonaux mensuels pouvant introduire une grande variabilité dans les résultats attendus. Dans un souci de réduction du nombre d’animaux, chaque animal opéré sera engagé dans les 3 étapes expérimentales successives décrites dans la chronologie du protocole. Dans la mesure où la comparaison des résultats entre les groupes sera réalisée avec des tests statistiques paramétriques (analyse de la variance), nous prévoyons, au regard de nos expériences passées, d’inclure initialement dans chaque groupe au maximum 25 animaux, soit un total de 100 animaux. Toutefois, afin de réduire au maximum le nombre d’animaux, nous enrôlerons, dans un premier temps, 5 animaux par groupe, soit un total de 20 animaux. A l’issue de cette première vague expérimentale, nous calculerons, au regard des résultats obtenus et de la variabilité intergroupe, d’une puissance de 80% et d’un seuil de significativité de 5%, avec un test statistique approprié (ANOVA Power, Test de puissance, calcul du risque alpha et béta), les effectifs nécessaires pour pouvoir montrer une différence entre le groupe traité et ceux non-traités. Si le calcul indique que les effectifs nécessaires sont supérieurs à ceux envisagés initialement ou qu’aucune différence intergroupe ne peut être dégagée pour un nombre d’animaux par groupe inférieur ou égal à celui initialement prévu, nous abandonnerons l’étude et conclurons à l’inefficacité du traitement thérapeutique.
3. Raffinement
Du gel ophtalmique sera utilisé au cours de la chirurgie afin d’éviter l’assèchement de la cornée. Une injection de sérum physiologique glucosée permettra de réhydrater les animaux en fin de chirurgie. Une couverture antibiotique, ainsi qu’un traitement antalgique seront administrés au cours de la semaine suivant la chirurgie afin de réduire les éventuelles infections et douleurs post-chirurgicales. L’observation détaillée quotidienne (7j/7) de l’état de santé des animaux et l’évaluation de l’expression faciale permettront de prendre l’ensemble des mesures destinées à réduire la douleur et le stress. Les animaux atteignant le point limite seront euthanasiés selon la procédure réservée aux animaux éveillés décrite dans la partie « Méthode de mise à mort ». Au cours des 7 jours suivant la chirurgie, les animaux seront placés seuls dans une cage le temps que les plaies cicatrisent afin d’éviter les blessures et réouverture des plaies que pourraient occasionner les congénères. Toutefois, même si les animaux sont placés seuls dans leur cage enrichie avec des objets (tubes en polycarbonate rouge…) et de l’eau et de la nourriture à proximité (gel), ils ne seront pas à l’isolement. Leurs cages seront placées sur des portoir de cages à côté des cages des autres animaux. De l’eau et de la nourriture seront données ad libitum. A l’issue de cette période critique, ils seront replacés avec leurs congénères dans des cages enrichies avec des objets (tubes en polycarbonate rouge…) et de l’eau et de la nourriture données ad libitum. L’hébergement des animaux sera réalisé dans l’animalerie du laboratoire dont la température des locaux est aux environs de 22°C avec un cycle jour/nuit 12h/12h. Nous nous efforcerons à chaque instant d’affiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux grâce à une surveillance attentive, et des soins et des gestes adaptés, avec notamment, pour ces derniers, une diminution de l’angoisse et du stress des animaux par manipulation avant, pendant et après tout prélèvement, intervention et test comportemental.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les mécanismes neurobiologiques mis en œuvre chez les mammifères après une lésion de la moelle épinière sont proches de ceux de l’humain. Il n’existe pas d’alternative à l’utilisation de mammifères pour réaliser notre étude pré-clinique. Par ailleurs, nous avons choisi d’utiliser des rats plutôt que des primates non humains, des bovidés, des porcidés, des canidés, des félidés… ou des murinés du genre Mus dont nous n’avons aucune expertise en termes de récupération après une lésion de la moelle épinière et dont la littérature scientifique est très pauvre en ce qui concerne l’utilisation de ces genres. De plus, notre animalerie est uniquement habilitée pour héberger des murinés des genres Mus et Rattus et nous disposons de plateformes d’analyse du mouvement et des dispositifs d’enregistrement électrophysiologiques uniquement destinés à ces familles. Les animaux seront des jeunes adultes de 250 g, c’est-à-dire de 2 mois d’âge environ. Afin d’étudier les processus régénératifs et la plasticité nerveuse, il est impératif d’utiliser des jeunes adultes. L’étude de ces procéssus ne pourraient pas être réalisée chez des animaux vieillissants ou des animaux imatures.