
Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 04/08/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-701206)
250 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal subit la section d’un nerf de la patte avec une perte de sept millimètres, réparée par un greffon, puis des injections, des tests locomoteurs hebdomadaires pendant douze semaines et une électrophysiologie terminale sous anesthésie, pour évaluer des vésicules issues de cellules souches olfactives humaines. Le porteur reconnaît que la lésion nerveuse entraîne des déficits sensorimoteurs et peut conduire à de l’automutilation, tout en affirmant que cette chirurgie n’entraîne pas de perte de poids. Il n’utilise que des mâles pour éviter la variabilité hormonale et conclut que le recours au mammifère est « absolument indispensable ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif de ce projet est d’étudier l’efficacité de vésicules extracellulaires issues de cellules souches de la muqueuse olfactive dans la réparation nerveuse périphérique. Il s’agira d’étudier chez le rat Sprague Dawley, une nouvelle stratégie thérapeutique consistant, après lésion du nerf péronier (transsection) avec perte de substance de 7 mm, à réparer le nerf à l’aide d’un manchon veineux (segment de veine sous cutanée) dans lequel ont été injectées des vésicules extracellulaires fraiches ou cryopréservées. L’objectif principal étant d’améliorer la repousse des axones sensitifs et moteurs afin de conduire à une récupération sensori-motrice la plus complète possible. A terme, ces résultats pourraient être transférés aux bénéfices des patients ayant subit des dommages nerveux périphériques (plaies, coupures, sections…) avec perte de substance nerveuse suffisante pour ne permettre la suture bout-à-bout des manchons nerveux. L’évaluation qui portera sur la récupération locomotrice et l’activité electrophysiologique (réflexe H) sera complétée par des analyses histologiques et biochimiques.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les vésicules extracellulaires dérivées des cellules souches olfactives humaines apparaissent comme une alternative prometteuse et innovante pour réparer les nerfs périphériques. En effet, ces vésicules ont des effets similaires à ceux de leurs cellules mères et bénéficient d’opportunités uniques telles que la disponibilité immédiate, la faible immunogénicité et l’absence de différenciation anarchique. Notre étude pré-clinique vise à tester l’efficacité thérapeutique de ces vésicules sur la régénérescence nerveuses périphériques en vue de proposer une thérapie cellulaire innovante transférable à l’Homme. Dans le domaine de la réparation nerveuse périphérique, l’extrapolation des résultats des études précliniques in vitro et in vivo à l’Homme échoue dans la grande majorité des cas et moins de 10% des substances testées en essais cliniques aboutissent à la mise sur le marché d’un médicament. 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?
1) Chirurgie initiale lésionnelle (lésion nerveuse périphérique) et réparatrice (insertion d’un machon veineux ou nerveux) (tous les groupes expérimentaux) + implantation d’une mini-pompe osmotique (uniquement pour 3 groupes expérimentaux / 10) réalisée sous anesthésie : durée 1h. 2) Injections intramusculaires de vésicules (uniquement pour 3 groupes expérimentaux / 10) réalisée sous anesthésie : 1 injection par semaine pendant 4 semaines : durée 5 min. 3) Tests comportementaux (tous les groupes expérimentaux) réalisés en condition éveillée 1 fois par semaine pendant 12 semaines : durée 20 min. 5) Electrophysiologie terminale (tous les groupes expérimentaux) réalisée sous anesthésie et sans réveil : durée 1h.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
La lésion nerveuse périphérique entraîne des déficits sensorimoteurs sous-lésionnels. Les nuissances 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 intramusculaires, le stress liés à leur manipulation (pour anesthésie, mesure périodique du poids…) ou lors des tests comportementaux. Il faut également noter que les lésions nerveuses périphériques peuvent conduire à de l’autophagie. Toutefois, l’expérience montre que ce type de chirurgie n’entraîne pas de perte de poids, de problème de miction, de déshydratation ou une dénutrition post-chirurgicale.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issu du projet, tous les animaux seront euthanisés afin de prélever les nerfs et les muscles pour une étude anatomo-histologique.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le rat est un mammifère dont les mécanismes neurobiologiques mis en oeuvre après une section du nerf avec perte de subtance sont proches de celui de l’humain. Il n’existe pas d’alternative à l’utilisation de mammifères pour réaliser notre étude pré-clinique. Les études in vivo n’utilisant pas des mammifères ou celles in vitro réalisées à partir de cellules issues de mammifères livrent une quantité infime d’informations au regard de ce qu’il pourrait se passer chez l’Homme. Notre projet vise à proposer une stratégie innovante de réparation nerveuse périphérique directement transférable vers la clinique humaine. Pour cette raison, l’utilisation de mammifères est absolument indispensable et nécessaire. Il n’existe pas d’alternative au modèle animal in vivo. Pour cela, 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 post-traumatique nerveuse périphérique.
2. Réduction
Afin de mener à bien notre projet, nous devons constituer 10 groupes expérimentaux. Ces groupes seront constitués de rats males Sprague Dawley d’environ 250 g 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, nous prévoyons, au regard de nos expériences passées, d’inclure initialement dans chaque groupe au maximum 25 animaux, soit un total de 250 animaux. Toutefois, afin de réduire au maximum le nombre d’animaux, nous enrolerons, dans un premier temps, 5 animaux par groupe, soit un total de 50 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, les effectifs nécessaires pour pouvoir montrer une différence entre les groupes traités et ceux non-traités. Si le calcul indique que les effectifs nécessaires sont supérieurs à ceux envisagés initialement, nous réviserons nos objectifs initiaux et réduirons les groupes expérimentaux afin de privilégier les modes d’administration les plus favorables. Si, malgré la réduction du nombre de groupes, 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 concluerons à l’inéfficacité 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 de l’état de santé des animaux et l’évaluation de l’expression faciale permettront de prendre l’ensemble des mesures detinées à réduire la douleur et le stress. Les animaux atteignant le point limite seront euthanasiés selon la procédure réservée aux animaux éveillés. 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 congénaires. De l’eau et de la nourriture seront données ad libitum. A l’issue de cette période critique, ils seront replacés avec leurs congénaires 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 efforçerons 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 oeuvre chez les mammifères après une section du nerf avec perte de subtance sont proches de celui de l’humain. C’est pour cette raison que nous avons choisi d’étudier ces mécanismes chez les rongeurs (rats). Il n’existe pas d’alternative à l’utilisation de mammifères pour réaliser notre étude pré-clinique. Par ailleurs, afin d’étudier les processus régénératifs et la plasticité nerveuse, il est impératif d’utiliser des jeunes adultes. C’est pour cette raison que nous utiliserons des animaux de 250 g, c’est-à-dire de 2 mois d’âge environ.