Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 06/03/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-632093)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’ataxie de Friedreich est une maladie évolutive, due à l’atteinte de certaines cellules du système nerveux (maladie neuro-dégénérative). Elle se traduit avant tout par des troubles de l’équilibre et de la coordination des mouvements volontaires (ataxie). Une atteinte cardiaque, des troubles ostéo-articulaires (scoliose, pieds creux) et un diabète sont parfois associés. Dans cette étude nous allons utiliser un modèle de rat déficient pour une petite protéine, induisant le developpement d’une ataxie de Friedreich. Ce modèle est bien défini chez la souris, notamment dans le décours de la pathologie, qui dès l’âge de 9 semaines présente une réduction rapide de l’état, du fait d’une pathologie cardiaque de ces souris. Si les mêmes symptômes se présentent chez le rat, ils seront euthanasiés dès l’apparition des premiers symptômes ou seront surveillés de manière rapprochée et à l’aide des points limites décrits dans la section appropriée. Pour ce projet, nous effectuerons une caractérisation détaillée de la fonction cardiaque de rats mâle et femelle par échocardiographie, de la fonction musculaire par une électromyographie (EMG), ainsi qu’une analyse histologique du cœur de ces animaux. Globalement, ce projet nous permettra d’évaluer dans quelle mesure ce modèle de rat correspond au spectre clinique de l’ataxie de Friedreich.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
À court terme, ce projet nous permettra de valider un nouveau modèle de rat de l’ataxie de Friedreich, qui recapitule le tableau clinique de la pathologie humaine. Ce modèle nous servira dans un deuxième temps à obtenir des preuves de concept in vivo que de nouvelles approches thérapeutiques sont efficaces sur plusieurs signes cliniques prédictifs de la pathologie humaine, avec pour but, poursuivre par un développement thérapeutique clinique. L’objectif final étant de proposer un traitement efficace pour les patients atteints d’ataxie de Friedreich.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Nous allons réaliser une mesure de la fonction cardiaque sous anesthésie gazeuse (45 minutes) et une mesure de la fonction musculaire (10 minutes) sous anesthésie (une injection d’anesthésique et une autre de son réversant). Il y aura également un e suivi du poids des animaux (1X/semaine) et un prélèvement sanguin (30 secondes). Amendement: La mesure de la fonction cardiaque sera réalisée 1 fois par mois pendant 1 an maximum, dès lors qu’une anomalie sera détectée la mesure sera réalisée 1 fois par semaine pendant 1mois. Amendement 1 : plusieurs mesures de la fonction cardiaque sous anesthésie gazeuse (45 minutes) seront réalisées afin de suivre le phénotype cardiaque des animaux.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La mutation induit un phenotype dommageable induisant une dysfonction cardiaque. Les animaux subiront une anesthésie gazeuse pouvant induire de légères difficultés respiratoires. Les animaux subiront une anesthesie gazeuse et une injection d’anesthesique chimique et de son réversant pour étudier les fonctions cardiaques et musculaires qui peuvent générer une douleur de courte durée au point d’injection et de légères difficultés respiratoires. Une prise de sang sera effectuée sous anesthésie sur l’ensemble des animaux pouvant induire de légères difficultés respiratoire et une hypovolémie.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront euthanasiés à l’issue de la réalisation de l’ensemble des expériences afin de prélever les organes et réaliser des analyses complémentaires post-mortem (analyses histologiques).
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’objectif de cette étude est de caractériser des modèles de rats portant une mutation dans le gène de la frataxine dans les cardiomyocytes, représentatif de la clinique humaine. Il s’agit en particulier de caractériser de façon détaillée la fonction cardiaque de ces animaux. Des modèles in vitro vont permettre de mieux comprendre les mécanismes d’action, mais seul un modèle animal nous permettra de caractériser les symptomes de la pathologie de l’ataxie de Friedreich. Des modèles cellulaires ou le gène de la frataxine est inhibé ont été étudiés et ont permis de cibler différentes molécules étant capables de diminuer les effets cellulaires indésirable de l’inhibition de ce gène. Cependant cette étape in vivo, qui nous permettra de comprendre la physiologie cardiaque d’un animal où la frataxine est inhibée, est indispensable avant d’envisager un essai thérapeutique chez l’homme. Nous avons dans cette étude choisi un modèle de rat. Un avantage majeur des modèles de rats par rapport aux souris est leur grande similitude physiologique avec les humains. Leur système cardiovasculaire et leur système nerveux sont plus proches de ceux des humains que ceux des souris, tout comme le nombre et le type d’enzymes hépatiques. Il semblerait qu’un modèle de rat pour l’ataxie de Friedreich reflété mieux la plupart des aspects de la maladie humaine.
2. Réduction
Le nombre d’animaux par groupe expérimental a été déterminé au fur et à mesure de notre expérience. Nous préconisons habituellement 9 animaux par groupe et par sexe. Cependant dans cette étude nous travaillerons sur des groupes de 12 animaux pour la partie phénotypage car il s’agit de rats Long Evans, issus de croisements non consanguins et présentent donc une plus grande variabilité. Pour la partie analyse moléculaire 3 animaux par groupe sera suffisant pour obtenir des résultats comparables. De plus, les données de modèles similaires chez la souris montrent des différences dans l’évolution de la maladie cardiaque entre les mâles et les femelles. Pour cette raison, nous devons les garder séparés.
3. Raffinement
Afin d’améliorer leurs conditions de vie, les rats seront ainsi stabulés dans des conditions optimales pour l’espèce : en petit groupe, avec des paramètres environnementaux maitrisés, un milieu enrichi à l’aide de nids, de bâtons à ronger, de balles à ronger et de croquettes d’alimentation dans le fond de la cage pour favoriser l’enfouissement. Pour les cages de mâles, à chaque change, nous leur remettons un peu de litière sale de leur précédente cage afin de limiter l’agressivité pour la prise de territoire / hiérarchie. Nous enrichissons fortement le milieu de vie des animaux, surtout des mâles afin d’éviter au maximum l’agressivité. Tous les animaux seront observés de manière quotidienne et suivis selon un tableau de scoring pour l’évaluation de la douleur et pour l’établissement de points limites, prenant en compte le poids, l’apparence physique, les signes cliniques et le comportement de l’animal. Tout au long des procédures, si l’état de santé de l’animal est dégradé, le personnel formé et compétent décide de ne pas réaliser le test et d’euthanasier l’animal le cas échéant. A réception, les animaux vont passer une période d’habituation de 15 jours qui vise à les habituer à la manipulation et donc réduire le stress ressenti lors du transport. Lors de l’anesthésie de l’EMG, du gel oculaire est placé sur la cornée afin de prévenir tout déssèchement de l’oeil, et les animaux sont placés sur un tapis chauffant à 37°C durant toute la durée de l’anesthésie pour prévenir la déperdition de chaleur. Amendement 1 : Nous allons réaliser des echocardiographies pour suivre le phénotype dommageable de ces animaux.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le modèle rat portant une mutation inductible sur le gène de la frataxine dans les cellules musculaires permet de reproduire tout ou une partie des symptômes de l’ataxie de Friedreich observés en clinique humaine (données préliminaires). Nous utiliserons des animaux adultes jeunes, mâle et femelle. Nous avons besoin que les animaux soient matures physiologiquement, cérébralement et physiquement pour effectuer cette batterie de tests. Le planning de phénotypage démarrera à l’âge de 9 semaines.