Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2023-10-23 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-655397)
739 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à sévère, les reproducteurs étant réutilisés et le reste tué. Des souris nouveau-nées subissent une lésion de la moelle épinière à la naissance, sont séparées de leur mère plusieurs heures, puis passent des tests moteurs répétés comme le rotarod, pour étudier le rôle des astrocytes dans la spasticité après lésion médullaire. Le porteur indique que la lésion entraîne des troubles de la marche et de la posture, que la séparation maternelle et les tests stressent les animaux, et signale le cannibalisme maternel comme principale difficulté. Sur le remplacement, il affirme que cet objectif ne peut être atteint qu’en étudiant l’animal entier et ne peut se faire chez l’humain.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La spasticité est un déficit moteur invalidant qui touche environ 75 % des patients ayant subi une lésion de la moelle épinière. Elle est caractérisée par des réflexes d’étirement du muscle hyperactif, des spasmes et des réactions exacerbées à des stimuli sensoriels normalement anodins. Il a été montré qu’elle est sous-tendue par une hyperexcitabilité des neurones des réseaux moteurs au niveau de la moelle épinière. Les approches thérapeutiques donnent actuellement des résultats insatisfaisants, d’où la nécessité de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents. Jusqu’à maintenant, la plupart des mécanismes proposés se concentraient sur les neurones et les cellules non-neuronales telles que les astrocytes étaient négligées. Or, on sait désormais que, dans plusieurs pathologies, ces astrocytes jouent un rôle clé dans le contrôle de l’activité neuronale. En effet, ils sont par exemple capables de diminuer l’excitabilité neuronale en recaptant le potassium (K+) et le glutamate extracellulaires. Dans ce contexte, l’objectif de notre projet est (1) de caractériser finement les mécanismes astrocytaires impliqués dans la mise en place de l’hyperexcitabilité des réseaux moteurs de la moelle épinière et (2) d’évaluer l’efficacité de stratégies thérapeutiques ciblant les astrocytes dans le développement de la spasticité.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
En identifiant le dysfonctionnement astrocytaire comme un des mécanismes responsables de l’hyperexcitabilité neuronale après lésion de la moelle épinière, ce projet approfondira nos connaissances sur la physiopathologie de la spasticité. Sachant que la spasticité est un des déficits moteurs causés par plusieurs pathologies (accident vasculaire cérébral, sclérose en plaques, paralysie cérébrale) en plus de la lésion de moelle épinière, ce projet pourra bénéficier à l’ensemble de la communauté biomédicale travaillant sur la spasticité en apportant une meilleure compréhension de ses mécanismes physio-pathologiques. Ce projet dépassera également le cadre de la spasticité. En effet, en combinant un grand nombre de techniques complémentaires (biologie moléculaire, biochimie, histologie, imagerie, électrophysiologie, outils génétiques et comportement), il permettra de fournir une compréhension intégrative de la fonction astrocytaire à travers les échelles (i.e. du moléculaire à l’organisme) et élargira le spectre des cibles thérapeutiques pour restaurer l’excitabilité neuronale dans les maladies neurologiques caractérisées par une hyperexcitabilité neuronale (épilepsie, Huntington, syndrome de Rett).
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les souris nouveau-nées subiront une lésion de la moelle épinière à la naissance et selon les cas une injection d’outils génétiques. La chirurgie proprement dite dure entre 10 et 15 minutes et les souris seront séparées de leur mère pendant 4h30 au maximum. Une partie des animaux passera également un ensemble de tests comportementaux ainsi que des enregistrements musculaires tous les 5 jours. Au jour post-natal 5/6 (P5/6) et 10/11 (P10/11), les souris seront soumises à 3 tests et à P15/16 et P20/21 à 4 tests. Les animaux seront séparés de leur mère pendant 4h au total les jours de test. En ce qui concerne les mâles reproducteurs, ils auront une biopsie au niveau de la queue.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les souris nouveau-nées subiront une lésion de la moelle épinière à la naissance et selon les cas une injection d’outils génétiques. Cette intervention entraînera des troubles de la marche et de la posture chez les animaux. Une partie des animaux subira également un panel de tests comportementaux ainsi que des enregistrements musculaires. Pendant ces tests, les animaux seront séparés de leur mère, ce qui engendrera du stress. Les tests comportementaux induisent également un stress plus ou moins important selon leur nature (par exemple, la mesure de l’activité locomotrice spontanée est peu stressante alors que le rotarod – cylindre qui tourne sur lui-même sur lequel les souris doivent marcher – est plus stressant). L’utilisation d’animaux transgéniques nous amènera à effectuer des biopsies de la queue en vue du génotypage, ce qui engendrera un stress et une douleur au niveau de la queue des animaux biopsiés.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux lésés et leurs contrôles seront mis à mort pour les prélèvements. Les animaux reproducteurs seront réutilisés dans la mesure du possible.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’objectif de ce projet est de déterminer les mécanismes astrocytaires mis en jeu lors de lésion de la moelle épinière et résultant en une hyper-excitabilité des réseaux moteurs de la moelle épinière amenant au phénomène de spasticité au niveau musculaire. Cet objectif ne peut être atteint qu’en étudiant l’animal dans son ensemble et il ne peut être réalisé sur le sujet humain.
2. Réduction
Les animaux qui effectueront les tests comportementaux seront également utilisés pour les analyses post-mortem. Les données seront normalisées par rapports aux contrôles de la même portée afin d’éviter tout biais lié à la portée. Lorsqu’il nous restera des échantillons, ils seront mis à disposition d’autre membres de l’équipe ou du laboratoire travaillant sur des thématiques similaires (exemple : étude des propriétés intrinsèques des neurones ou de l’inflammation après lésion de la moelle épinière). Lorsque les nouveau-nés ne peuvent rentrer dans ce projet car la mise-bas a eu lieu un week-end ou un jour où nous ne pouvons pas expérimenter, les autres groupes de recherche du laboratoire expérimentant sur cette souche sont prévenus afin qu’il puisse rentrer ces animaux dans leur projet.
3. Raffinement
Lors de la chirurgie, les animaux sont anesthésiés et ils reçoivent une injection d’analgésique. Nous limitons la portée à 10 animaux, ce qui permet d’éviter une compétition alimentaire trop importante entre les animaux lésés et les animaux contrôles (la souris a 10 mamelles). Que ce soit pour la chirurgie ou les test comportementaux, nous veillons à ce que les animaux soient en contact avec de la litière provenant de leur cage d’origine afin qu’ils soient en présence d’odeurs familières. A partir du jour post-natal 15 (P15), du gel nourrissant leur est fourni dès qu’ils sortent de la zone de stabulation pour les tests comportementaux. Le plus gros problème rencontré dans nos procédures est le cannibalisme maternel. Afin de diminuer au maximum ce phénomène, nous mettons en place plusieurs actions : 1- seules les femelles qui ne présentent pas de signes de stress sont utilisées 2- nous favorisons l’utilisation de femelles non primipares 3- une grande quantité de matériel de nidification est fournie 4- les femelles ne sont manipulées qu’avec des tunnels 5- deux à trois fois par semaine pendant la gestation, nous fournissons quelques friandises ou du gel nourrissant aux femelles afin qu’elles associent notre intervention à quelque chose de positif. La croissance pondérale est le principal marqueur de bonne santé chez les nouveau-nés puisqu’elle indique que l’individu arrive à se nourrir et que la mère s’occupe bien de lui. Ainsi tout individu qui présente une croissance pondérale altérée est, selon le degré, suivi de plus près (point limite) ou euthanasié (point d’arrêt).
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est l’espèce la plus pertinente pour notre étude car (1) le modèle de lésion spinale chez la souris est largement documenté dans la littérature, (2) ce modèle est très bien maitrisé dans notre équipe de recherche et (3) notre projet implique l’utilisation de souris transgéniques. Nous utiliserons le modèle de lésion de la moelle épinière chez la souris nouveau-née plutôt que le modèle adulte car nous voulons déterminer l’impact des astrocytes sur l’excitabilité des motoneurones de grande taille. L’enregistrement de ces motoneurones dans des tranches adultes est extrêmement difficile, principalement en raison de leurs ramifications développées et de leur plus grande sensibilité au manque d’oxygène, inévitable au cours du processus de coupe d’où l’utilisation du modèle nouveau-né.