Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 23/07/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-690271)
Toutes tuées en fin de protocole pour prélever leurs tissus, 24 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Douze d’entre elles portent des modifications génétiques qui déclenchent une rétinopathie diabétique évoluant jusqu’à la mort. Chaque animal passe trois heures dans un tube de contention pour un test de tolérance au glucose puis un test à l’insuline, avec cinq gouttes de sang prélevées à la queue à chaque fois, 72 heures seul en cage de calorimétrie, et deux anesthésies gazeuses de trente minutes avec quatre électrodes piquées sous la peau. Le porteur qualifie cet isolement de 72 heures d' »indispensable » et affirme que ces régulations ne sont modélisables que dans un « organisme complet ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le but de ce projet est d’étudier le profil métabolique et cardiologique d’un nouveau modèle de souris atteinte de rétinopathie diabétique. Il s’agit d’une des complications du diabète au niveau des yeux, entrainant une atteinte de la rétine et progressivement une perte de la vue. Nous disposons d’un modèle de souris ou des modifications génétiques ont été introduites et sont capables de modifier la présence de 2 gènes chez l’animal. En modifiant ces gènes dans l’organisme, les souris vont développer une rétinopathie diabétique au cours du temps, conduisant au décès. Nous prévoyons de comparer 12 animaux par groupe : animal sauvage vs animal mutant. Une analyse de la fonction cardiaque sera associée à une analyse du métabolisme, pour comprendre les interactions conséquences de la rétinopathie diabétique sur ces deux aires qui sont souvent impliquées au niveau des comorbidités.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet permettra de progresser dans la connaissance de la rétinopathie diabétique et plus précisément dans l’impact physiologique (cardiaque et métabolique) de ces gènes dans cette pathologie. Les données générées nous permettront de mettre en évidence des pistes thérapeutiques potentielles qui seront utilisées pour le développement de nouveaux candidats médicaments dans le cadre des pathologies liées au diabète et plus précisément dans la rétinopathie diabétique. À plus long terme, ces données pourront permettre le développement de médicaments chez l’Homme.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Ce projet, composé d’une cohorte de 24 animaux, vise à déterminer l’effet d’une mutation génétique induisant une rétinopathie diabétique sur les fonctions métaboliques et cardiaques. Pour cela, nous effectuerons un test de tolérance au glucose, dans lequel l’animal reçoit un gavage de sucrose suivi de 5 prélèvements d’une goutte de sang à la queue afin de suivre sa glycémie (chaque acte durant environ 30 secondes) ; tout comme peut le faire l’homme en cas de diabète. Un test de sensibilité à l’insuline sera aussi effectué, assez similaire au précédent, mais avec une injection intrapéritonéale d’insuline entrainant une réduction de la glycémie (chaque acte durant environ 30 secondes). Ce test permet de vérifier si un diabète de type I ou type II est installé chez l’animal. Ces deux tests durent environ 3 heures durant lesquelles l’animal est placé dans un tube de contention afin de prélever des gouttes de sang à plusieurs temps (5 gouttes sur la durée du test). Un test de calorimétrie permet de vérifier la consommation en oxygène des animaux et nécessite d’isoler les souris durant 72h, ce qui peut être un stress d’isolement. Néanmoins, elles retrouvent ensuite leurs groupes sociaux. Enfin, un prélèvement sanguin sera effectué pour analyser des paramètres biochimiques. Ce prélèvement à lieu à la fin du protocole. Chaque geste sera espacé dans le temps pour éviter un stress cumulatif et donc un effet négatif sur l’animal. L’analyse de la fonction cardiaque sera associée à l’analyse du métabolisme, pour comprendre les interactions entre ces deux aires qui sont souvent impliquées au niveau des comorbidités. Cette évaluation cardiaque sera effectuée deux fois (en début et fin de protocole), et implique une anesthésie gazeuse de 30 minutes environ.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Durant ce projet, les animaux recevront une injection d’insuline, et subiront des prélèvements de gouttes de sang à intervalles réguliers sur une période de 3 heures, afin de suivre leur glycémie. Pour connaître leur métabolisme énergétique, ils seront isolés pendant 72h. Cet isolement permet de connaître la valeur de chaque individu et est indispensable pour pouvoir conclure sur ce paramètre. Lorsque nous étudierons la fonction cardiaque, les animaux seront anesthésiés par méthode gazeuse durant une période de 30 minutes environ. Durant les 4 dernières minutes de l’anesthésie, dans le protocole d’électrocardiographie, 4 électrodes seront piquées en surface de la peau pour obtenir les signaux électriques. Cela n’entraîne pas de dommages ensuite ni de saignement. À la fin du protocole, les animaux subiront un prélèvement de sang.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort à la fin du protocole pour collecter des tissus qui seront analysés histologiquement afin de déterminer l’impact de ces mutations sur les organes.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet vise à mettre en évidence l’impact de la rétinopathie diabétique sur les fonctions physiologiques de l’animal. Celles-ci ne sont modélisables que dans un organisme complet, à même d’exprimer l’ensemble des fonctions physiologiques de régulations (homéostasie glucidique, lipidique, fonction cardiaque). Il n’existe actuellement pas de méthode alternative pour modéliser les analyses effectuées dans ce projet. Par ailleurs, seul une approche sur un mammifère permet une première collecte de données concernant les mécanismes physiologiques complexes mis en jeu dans cette étude (régulation des lipides, glucides, balance énergétique…), fournissant de nombreuses données qui pourront ensuite servir dans une approche translationnelle afin de mieux comprendre la physiologie humaine.
2. Réduction
Le nombre d’animaux par groupe expérimental a été déterminé au fur et à mesure de notre expérience. Nous avons ainsi effectué des analyses permettant de déterminer la puissance statistique des paramètres mesurés et avons conclu, en prenant en compte la fragilité de ces animaux, que cet effectif de 12 par groupe constitue un bon compromis entre la puissance d’analyse et la réduction du nombre d’animaux utilisés. Durand cette étude nous allons générer des données paramétriques (poids, glycémie, paramètres sanguins, consommation d’oxygène, paramètres cardiaques) qui seront analysés à l’aide l’analyse de variance à deux facteurs (ANalyse Of VAriance, autrement appelé ANOVA). Nous avons aussi conçu notre protocole afin de n’utiliser qu’une seule cohorte d’animaux qui suivra l’ensemble des tests, afin de réduire autant que possible les animaux employés pour répondre à notre problématique.
3. Raffinement
Dans le cadre des procédures expérimentales réalisées, nous nous efforcerons de réduire autant que possible le stress engendré. Une surveillance quotidienne de l’état des animaux, une pesée hebdomadaire ainsi que la mise en place d’un suivi régulier de l’état général des animaux seront mis en place afin de s’assurer de la bonne santé de ceux-ci. Par ailleurs, nous nous efforcerons de fournir les meilleures conditions d’hébergement possible par la présence d’un enrichissement. Nous ajouterons des croquettes au sol pour permettre aux plus faibles un accès facilité à la nourriture. Si l’hyperglycémie de ces souris se traduit par une augmentation de la quantité d’urine, le fond des cages sera changé plus souvent. En cas de rixe entre animaux, nous isolerons l’animal dominant et procéderons à des soins locaux le cas échéant. Durant l’ensemble des procédures, des points limites spécifiques ont été mis en place afin de s’assurer du maintien des animaux dans des conditions éthiquement acceptables et d’une réponse appropriée à tout signe de souffrance ou de diminution du bien-être. Le cas échéant, une couverture pharmacologique pourra être employée, et adaptée en accord avec notre vétérinaire (analgésie, antiseptique…).
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est un animal dont la modification génétique est aisée et nous disposons justement de modèles d’intérêt porteurs de modifications génétiques induisant une rétinopathie diabétique. Par ailleurs, ce mammifère permet une première approche informative concernant les mécanismes physiologiques, fournissant de nombreuses données qui pourront ensuite servir dans une approche translationnelle afin de mieux comprendre la physiologie humaine. Les animaux démarreront leur protocole en tant que jeune adulte, à partir de 6 semaines. À ce stade, ils ont déjà une régulation métabolique qui est mise en place.