Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 27/06/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-704407)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Au cours du développement du système nerveux central (SNC), les vaisseaux sanguins se développent en même temps que la formation des neurones. De nombreuses études ont mis en évidence que les petits vaisseaux sanguins soutiennent la migration neuronale. Cependant les mécanismes moléculaires sous-jacents à cette interaction sont encore mal connus. Il a été montré que des récepteurs présents sur les cellules des vaisseaux sanguins sont nécessaires à la bonne migration des neurones corticaux. Ce processus est également régulé par une molécule (protéase), qui régule plusieurs fonctions comme la formation du cortex (corticogenèse) et la plasticité neuronale. Cette protéase exerce ces fonctions en interagissant avec ces mêmes récepteurs des cellules des vaisseaux sanguins. De plus, cette interaction régule les fonctions de la barrière hémato-encéphalique (BHE) située entre le sang et le cerveau et composée par des vaisseaux sanguins particuliers. Au sein du SNC, la rétine, miroir du cerveau, apparait comme particulièrement intéressante pour des études neuro-développementales. En effet, la rétine présente de multiples similitudes avec le cerveau comme une origine embryonnaire commune et la formation simultanée de réseaux neuronaux et vasculaires. Au même titre que la corticogenèse, la rétinogenèse ou développement de la rétine, est régulée par de nombreux facteurs, dans laquelle nous supposons que cette protéase et les récepteurs des vaisseaux sanguins, avec lesquels elle intéragit, puissent être des acteurs clés. Bien que cette protéase soit exprimé dans les cellules de la rétine et les cellules des vaisseaux sanguins du SNC, à ce jour aucune étude n’a exploré leur interaction dans le développement rétinien. L’objectif de ce projet est de déterminer ces deux acteurs influencent le développement de la rétine et du système visuel, en étudiant différentes étapes du développement des vaisseaux sanguins de la rétine jusqu’à l’âge adulte, à l’aide de souches de souris génétiquement modifiées.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet a pour but de démontrer que les problèmes de développement des vaisseaux sanguins dans la rétine des nouveau-nés reflètent des anomalies similaires dans le cerveau. Si cela se confirme, l’examen du fond d’œil chez le nouveau-né pourrait devenir un outil clé pour détecter précocement des problèmes vasculaires et neuronaux dans le cerveau, notamment chez les bébés prématurés, et ainsi repérer les enfants à risque de développer des lésions cérébrales. Dans ce projet, nous proposons de déterminer l’expression de deux nouvelles cibles thérapeutiques, un récepteur présent sur les cellules des vaisseaux sanguins de la rétine et du cerveau ainsi qu’une molécule exprimée par les cellules et vaisseaux sanguins de la rétine et du cerveau. Nous évaluerons également ces effets thérapeutiques sur les atteintes visuelles, l’inflammation et les dysfonctionnements des vaisseaux sanguins au cours de maladies rétiniennes ou d’anomalies développementales. Cette étude nous permettrait d’améliorer nos connaissances sur les mécanismes de développement et de fonctionnement de la rétine ainsi que les troubles pouvant survenir au cours du développement et/ou à l’âge adulte. A terme, cela pourrait déboucher sur d’autres projets permettant d’évaluer le potentiel thérapeutique de ces acteurs dans des rétinopathies liées à des problèmes de circulation, des accidents vasculaires cérébraux (AVC), la prématurité ou encore les maladies neurodégénératives.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à : 1. 4 tests comportementaux (5 minutes par test, n =360). Ces tests permettront d’étudier l’acuité visuelle, le réflexe oculomoteur et la perception de la profondeur dans l’espace des animaux, 2. Pose d’un cathéter intraveineux caudal (15 minutes, n=1040), 3. Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) (90 minutes, n=200), 4. Imagerie par ultrasons (60 minutes, n=600), 5. Imagerie de fond d’œil et examen de l’activité de la rétine ou électrorétinogramme (45 minutes, n=360), 6. Chirurgie terminale (10min/animal, n= 360).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Selon la procédure, des nuisances ou effets indésirables sont susceptibles d’apparaitre chez les animaux. Les procédures d’évaluation comportementale ou d’imagerie sont indolores, mais peuvent engendrer un léger stress qui ne perdure pas dans le temps, dû soit à un nouvel environnement soit à l’isolement social. Les animaux retournent à un état basal dès qu’ils sont de retour dans leur cage et leur boxe de stabulation. Des douleurs per-opératoires induites suite à l’injection de molécules, incision de la peau ou lors de l’exsanguination ; ainsi que des douleurs post-opératoires suite à la pose d’un cathéter veineux peuvent avoir lieux. C’est pourquoi les animaux seront toujours soumis à une couverture analgésique et anesthésique appropriées aux gestes à effectuer et à la sévérité de chaque procédure entamée. Ces effets sont connus dans l’expérimentation au laboratoire. Une surveillance accrue sera réalisée à chacune de ces étapes. L’animal sera gardé en vie uniquement dans le cas où une personne compétente atteste de l’état de bien-être de l’animal suite à chaque étape de la procédure.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
L’ensemble des animaux utilisés dans ce projet feront l’objet d’une mise à mort à la fin de chaque procédure afin de générer des tissus permettant l’étude de l’intégrité anatomique et vasculaire de la rétine d’une part et du tractus visuel d’autre part.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Nous ne pouvons souscrire au principe de remplacement dans ce protocole. En effet, il est nécessaire d’utiliser des animaux dans le cadre de notre projet. Les procédures expérimentales pour mener à bien celui-ci ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent être remplacées par d’autres méthodes expérimentales n’impliquant pas l’utilisation d’animaux vivants car des techniques de remplacement ne sont pas susceptibles d’apporter le même niveau d’information. Cette étude repose sur une bibliographie solide, rendant cette étude sérieuse et fondée sur des bases scientifiques existantes. De plus, la chronologie du développement de la rétine et de son réseau vasculaire est bien connue chez la souris et permet d’étudier des mécanismes similaires à ceux présent in utero chez l’Homme. Ce modèle est largement utilisé et documenté dans la littérature scientifique, ce qui en fait un choix pertinent pour notre étude. En effet, il s’agit d’étudier des mécanismes de développement des vaisseaux sanguins dans la rétine et le cerveau ainsi que le développement des capacités visuelles.
2. Réduction
Nous utiliserons le nombre minimal d’animaux afin de souscrire au principe de réduction. Le nombre d’animaux utilisé est déterminé en fonction de la spécificité/sensibilité des méthodes utilisées, selon nos travaux précédents publiés et des données de la littérature. A partir de ces données, nous avons utilisé des outils statistiques afin de déterminer le nombre minimal d’animaux nécessaire pour obtenir des résultats significatifs. 2600 souris seront nécessaires pour réaliser cette étude, et l’utilisation de tests comportementaux et d’outils d’imagerie non invasive permettant d’évaluer l’intégrité anatomique et vasculaire in vivo du tractus visuel permet de réduire significativement le nombre d’animaux utilisés. L’utilisation d’un animal pour un enchainement de procédures légères et modérées réduit également le nombre total d’animaux.
3. Raffinement
Pour respecter le principe de raffinement, les animaux seront anesthésiés et recevront des analgésiques adaptés au niveau de sévérité du geste, durant chaque procédure pour minimiser la douleur. Les expériences seront réalisées par du personnel qualifié en respectant les règles de bonnes pratiques de laboratoire tout en veillant à ne pas dépasser les points limites fixés au préalable. En effet, en fonction des gestes réalisés des points limites adaptés ont été défini et seront appliqués tout au long de la vie de l’animal afin de veiller à son bien-être et l’absence de souffrance par une prise en charge adaptée. Le bien-être des animaux sera suivi quotidiennement par du personnel qualifié 7j/7 et cela pendant toute la durée du projet. Les animaux seront hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes actuelles (Directive 2010/63/UE). Pour éviter de stresser les animaux, les cages seront isolées de tout bruit extérieur et les animaux auront un accès libre à l’eau et à la nourriture. Enfin, une importance particulière sera apportée au bien-être des animaux, notamment par l’hébergement en groupes sociaux de 5 ou 6 animaux et l’enrichissement de leur environnement en particulier avec du matériel nécessaire à la fabrication d’un nid. Tout sera mis en œuvre pour réduire le stress, la souffrance et la douleur de chaque animal, pouvant être occasionnées pendant le projet. Les principes éthiques et les standards de raffinement seront utilisés jusqu’à la mise à mort de l’animal.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est l’espèce animale la plus étudiée dans le domaine du développement et les techniques employées sont bien connues. L’anatomie du système nerveux murin et la physiologie de la souris sont également bien connues et sont proches de celles de l’Homme, ce qui fait des modèles utilisés dans ce projet des approches expérimentales fiables. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier le métabolisme. Cette espèce est aussi moins sensible que des modèles plus complexes, tout en gardant une organisation suffisamment proche de celle de l’Homme pour pouvoir y être comparée. Les expériences envisagées nécessitent l’utilisation d’animaux transgéniques où l’expression des molécules d’intérêt est déficiente de manière globale dans leur organisme ou spécifiquement dans les vaisseaux sanguins. Les animaux seront utilisés à des stades post-nataux précoces et au stade de jeunes adultes. En effet c’est à ces stades du développement que les animaux sont classiquement utilisés dans la littérature pour l’étude de l’intégrité anatomique et fonctionnelle du tractus visuel car ils correspondent aux stades de développement du tractus visuel chez l’Homme, rendant notre étude plus appropriée pour une étude translationnelle et sa transposition à des atteintes pathologiques telles que la rétinopathie du prématuré ou encore l’accident vasculaire rétinien ou cérébral. Ainsi, les animaux utilisés seront âgés de 3, 5, 15, 30 et 60 jours postnataux, correspondant respectivement aux stades P3, P5, P15, P30 et adultes. En effet, les stades P3, P5 et P15 correspondent à des stades clés du développement du réseau vasculaire rétinien et le stade P30 se situe à un stade intermédiaire de la maturation du système visuel c’est à dire dans la période critique du développement de ce dernier. Le stade P60 correspond au stade adulte où le système visuel est considéré comme mature. Ces différents stades permettront ainsi de déterminer le rôle de chacune de nos cibles d’intérêt dans le développement du réseau vasculaire rétinien et du tractus visuel.