Etude de PIEZO1 dans le métabolisme du fer et dans la xérocytose héréditaire.

Des lignées cellulaires intestinales sont utilisées pour des analyses préliminaires. Elles permettent en effet d’étudier dans un premier temps l’effet de la protéine d’intérêt sur le transport du fer grâce à une molécule qui reproduit la mutation de la protéine comme dans la xérocytose héréditaire (XH). Cependant, ce modèle a des limites non négligeables pour des analyses plus poussées. Il s’agit d’un seul type de cellules qui ne reproduit pas la complexité du tissu intestinal (plusieurs types de cellules différentes et en tridimension). De plus, la protéine étudiée est exprimée dans plusieurs types cellulaires. Les interactions cellules/cellules entre différents types cellulaires pourraient jouer un rôle clef dans la régulation du transport du fer, qui ne peut pas être étudié avec la lignée cellulaire. Pour pallier ces limites, nous proposons des organoïdes intestinaux (des mini-intestins produits à partir de cellules souches de souris). Ce modèle, reproductible, fiable et plus proche de la physiologie intestinale, réduit le recours aux animaux : une souris permet d’obtenir des dizaines d’organoïdes utilisables sur une longue période. Ces « mini-organes » permettent d’étudier des mécanismes complexes (architecture et fonctions de l’organe d’origine) et ainsi d’analyser l’effet des mutations de la protéine sur le transport du fer, l’architecture de l’organe et les dialogues entre les différentes cellules. Parallèlement, une lignée cellulaire qui reproduit les cellules à l’origine des globules rouges servira aux analyses préliminaires de l’acquisition du fer avec une molécule mimant la mutation de la protéine étudiée. Cependant, des cellules issues directement de souris porteuses de la mutation de la xérocytose héréditaire sont un modèle plus fidèle à la maladie. Ce modèle va approfondir l’étude des mécanismes de régulation d’acquisition du fer de façon plus fidèle à ce qu’on observe chez les patients atteints de xérocytose héréditaire. Enfin, malgré ces solutions de remplacement, le modèle de souris reste indispensable et sans solution alternative pour le prélèvement de sang et d’organes afin d’établir le profil pathologique des souris et le métabolisme du fer. En combinant les approches in vitro et in vivo, nous comprendrons mieux les dysfonctionnements du métabolisme du fer liés à la mutation de la protéine et la physiopathologique de la XH.

Une réflexion a été menée en prenant en compte les outils technologiques qui peuvent être mis en place au sein du laboratoire et en s’appuyant sur des outils statistiques fiables dans la conception des procédures du projet dans le but de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés pour chaque intervention. Tout d’abord, la lignée de souris exprimant la mutation de la xérocytose héréditaire existe déjà. La réception d’une première cohorte de souris se suivra d’une attention toute particulière à la gestion de l’élevage. L’accent sera mis sur le dialogue entre les concepteurs, applicateurs, et membres de l’établissement d’accueil des animaux pour bien réfléchir aux groupes de souris mis en accouplement. Cela permettra de mieux contrôler les génotypes des souris et réduire le nombre de naissances. De plus, les procédures expérimentales se feront étape par étape afin de vérifier que les résultats obtenus sont en accord avec nos hypothèses de recherche. Plus particulièrement, nous nous attendons à des différences de données en fonction du sexe des souris. Si aucune différence entre mâles et femelles n’est observée, un seul groupe mixte au lieu de deux groupes sera étudié. Enfin, la mise en place des organoïdes permet de réduire le nombre d’animaux nécessaires à la caractérisation des mécanismes d’absorption intestinale du fer. Il s’agit d’un modèle in vitro qui reproduit fidèlement l’architecture de l’intestin, avec la présence de nombreux types cellulaires et qui est fidèle à la fonction biologique de l’organe d’origine. Ce modèle tridimensionnel permet des tests fonctionnels et de nombreuses analyses sans recourir à un nouvel animal pour chaque expérimentation. La réflexion concernant les tests statistiques appliqués permet de limiter le nombre d’animaux mis à mort tout en garantissant des résultats pertinents pour notre étude.

Le modèle de souris n’a pas été associé à la douleur ou à la souffrance dans l’équipe collaboratrice ayant créé la lignée. Néanmoins, nous nous assurerons que les animaux bénéficient d’une bonne qualité de vie au cours de leur élevage et de leur utilisation. Pour cela, un suivi quotidien sera assuré par du personnel formé et compétents en contact direct les uns avec les autres. Ce suivi permettra de vérifier le comportement des animaux et de l’absence de signes de souffrance. En cas de doute, les avis du vétérinaire et du service du bien-être animal seront sollicités pour mettre en place les soins adéquats. L’hébergement des souris respectera leurs besoins sociaux. Dans la mesure du possible, les groupes de souris destinés aux différentes procédures seront formés à l’avance et hébergés ensemble en amont des procédures. Cela permettra de limiter un stress lié à la découverte de nouveaux congénères juste avant l’expérimentation, réduisant ainsi les biais causés par le stress de l’animal. De même, en amont des procédures expérimentales, des visites des applicateurs seront anticipées pour familiariser les animaux à leur présence et à la manipulation, diminuant ainsi le stress de l’animal le jour de l’expérimentation. Dans leur cage, le milieu d’hébergement sera enrichi (coton de nidification, dôme…) et les animaux recevront une alimentation standard et de l’eau en libre accès. Dans le cas des procédures sans réveil, l’animal sera sous analgésiant et sous anesthésiant. La profondeur de l’anesthésie sera vérifiée par différentes méthodes. La qualité de l’anesthésie sera contrôlée régulièrement au cours de la procédure.