Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 06/02/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-708818)
2 650 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures allant de l’anesthésie sans réveil à un niveau de souffrance modéré. Le protocole prévoit une injection quotidienne d’antiépileptique dès deux semaines avant l’accouplement et jusqu’à la fin de l’allaitement, l’implantation d’électrodes dans le crâne sous anesthésie pendant une à six heures, puis des séances d’enregistrement tête fixée montant progressivement jusqu’à trois heures, en hébergement individuel. Le bénéfice annoncé, mieux choisir les traitements antiépileptiques chez la femme enceinte, reste une perspective. Le porteur écrit qu’aucune étude ne montre que les altérations développementales reproduites chez ces souriceaux soient douloureuses, et conclut que le fonctionnement cognitif ne peut être modélisé ni in vitro ni in silico.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le traitement de l’épilepsie par l’acide valproïque (VPA) pendant la grossesse est clairement associé à des effets délétères sur le développement cérébral du fetus. L’implication potentielle de mécanismes épigénétiques soulève également la possibilité d’effets transgénérationnels, comme cela a été démontré chez la souris avec l’expression d’un phénotype autistique sur 3 générations suivant le traitement de femelles gestantes. Dans un tel contexte, il est essentiel de déterminer la toxicité prénatale éventuelle des différents traitements anti-épileptiques. L’objectif de notre projet est donc de caractériser les effets délétères et transgénérationnels potentiels des 3 drogues anti-épileptiques les plus prescrites durant la grossesse, ainsi que du VPA considéré comme le traitement de référence pour les effets toxiques attendus. La compréhension de ces mécanismes sera utile pour la sélection et le développement de traitements anti-épileptiques chez la femme enceinte.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les bénéfices attendus de notre projet sont une meilleure compréhension des effets délétères et transgénérationnels potentiels des drogues anti-épileptiques prescrites durant la grossesse. Ces connaissances favoriseront la sélection et le développement de traitements anti-épileptiques chez la femme enceinte, ainsi qu’une meilleure compréhension du fonctionnement cérébral et de ses pathologies, notamment neurodéveloppementales telles que retard mental et autisme, ce qui représente un intérêt sociétal considérable.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à 6 types d’intervention, sur une durée totale de 2 à 4 semaines : traitement pharmacologique (1 injection par jour, démarrage 2 semaines avant l’accouplement et jusqu’à la fin de l’allaitement); procédures chirurgicales (implantation, sous anesthésie, d’électrodes ou d’une barre miniature pour enregistrement chez l’animal vigile), d’une durée de 1 à 6h suivie d’une période de récupération d’au moins une semaine; procédure d’enregistrement sur l’animal vigile libre, d’une durée de 7j, ou en mode tête-fixée, par sessions quotidiennes de quelques minutes au départ (période d’acclimatation d’1 à 2 semaines) puis progressivement jusqu’à 2 ou 3h (période d’apprentissage et d’entrainement, sur 1 à 2 semaines); procédure d’enregistrement sur l’animal anesthésié, d’une durée de 3 à 6h; et enfin anesthésie terminale pour prélèvement du cerveau, procédure d’une durée de 30 à 60 min, au cours de laquelle l’animal est mis à mort.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Le traitement pharmacologique par injection intra-péritonéale (1 injection par jour, démarrage 7j avant le premier accouplement) représente un stress physique et psychologique léger. Les procédures chirurgicales (implantation d’électrodes ou d’une barre miniature sur l’os cranien), d’une durée de 1 à 6h, sont effectuées sous anesthésie générale et donc sans douleur ni inconfort. L’acte chirurgical n’est associé à aucune perte de fonction. La récupération post-chirurgicale est accompagnée de traitement analgésique (démarré dès avant l’acte chirurgical), ce qui limite la douleur à un niveau modéré. La procédure d’enregistrement sur l’animal vigile libre ou en mode tête-fixée n’est associée à aucune douleur particulière. En plus de l’hébergement individuel (isolement), compensé par un enrichissement de l’environnement et des interactions quotidiennes avec l’expérimentateur, l’inconfort lié à la fixation de la tête (perte de liberté de mouvement) est modéré car mitigé par les interactions avec l’expérimentateur (handling, enrichissement comportemental lié à la tâche) et par une habituation très progressive (sessions quotidiennes de quelques minutes au départ). Les procédures d’enregistrement sur l’animal anesthésié et de prélèvement du cerveau sont effectuées sous anesthésie générale sans réveil, complétée par un traitement antalgique, et donc sans aucune perception de la part de l’animal.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux sont mis à mort. Ceci est indispensable pour caractériser l’état histologique du cerveau et pour s’assurer de la localisation des électrodes (identifiée par un marqueur florescent, le DiI) après les enregistrements in vivo.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’étude des propriétés des circuits neuronaux impliqués dans la cognition nécessite l’observation et la manipulation de systèmes neuronaux intacts, et ne peut donc se faire que sur le cerveau issu de l’animal vivant. Il est en effet à ce stade de nos connaissances impossible de modéliser de façon réaliste le fonctionnement cognitif in vitro ou in silico. Nous avons opté pour l’utilisation de la souris car elle présente le meilleur équilibre entre les bénéfices (accessibilité expérimentale et pertinence par rapport aux pathologies chez l’homme) et les dommages escomptés (souffrance liées aux conditions d’élevage ou d’expérimentation dont actes chirurgicaux, perfusion transcardiaque ou mise à mort en cas d’atteinte de point limite).
2. Réduction
Seules les expériences absolument indispensables ont été prévues, nous avons évité la répétition inutile d’études antérieures, et le protocole expérimental est soigneusement préparé. Une difficulté notable dans le calcul a priori du nombre d’animaux nécessaire est que les variables étudiées sont nouvelles, et leurs paramètres statistiques par conséquent inconnus. Notre estimation du nombre d’animaux est basée sur la littérature du domaine. Le nombre d’animaux retenu dans notre protocole, nécessaire pour garantir un pouvoir statistique suffisant pour chacune de nos expériences réalisée avec un taux de succès de 50%, est ainsi de 20 par lot expérimental. Toutefois, les animaux sont préparés par petites séries de 4 ou 5 et les résultats analysés au fur et à mesure, ce qui permet d’ajuster le nombre final d’animaux utilisés, la procédure s’arrêtant dès que le nombre de 10 expériences réussies par groupe est atteint.
3. Raffinement
Les dommages en termes de souffrance animale sont minimisés par les conditions d’élevage (cages collectives et enrichies de carré de coton jusqu’à la chirurgie et autant que possible après), le suivi des règles de l’art pour les interventions chirurgicales (aseptie, anesthésie et antalgie), le suivi régulier (quotidien dans les periodes péri-opératoires) des animaux par le chercheur responsable et par le personnel animalier (définition de points limites de bien être général qui déclenchent soins particuliers, voire euthanasie, selon leur gravité). Les animaux utilisés sont des souris exposées directement (in utero) ou indirectement (de parents ou grands-parents exposés in utero) à un traitement antiépileptique. Ce modèle a pour but de reproduire les altérations développementales des circuits neuronaux potentiellement exprimées chez l’homme de façon transgénérationnelle suite à un traitement anti-épileptique pendant la grossesse. Toutefois, aucune étude à notre connaissance ne montre que les troubles associés au développement des circuits neuronaux dans les modèles que nous utilisons soient douloureux pour l’animal, et le phénotype n’est pas considéré comme dommageable.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Nous avons opté pour l’utilisation de la souris car cette espèce présente des similitudes neuronales et cognitives suffisantes pour assurer la pertinence des investigations menées par rapport au cerveau humain. Elle est également une espèce de choix pour modéliser les pathologies cérébrales concernées par cette étude, représentant un bon équilibre entre les bénéfices (disponibilité d’outils de biologie moléculaire, de génétique et de pharmacologie, facilité d’élevage, pertinance par rapport aux pathologies chez l’homme) et les dommages escomptés (souffrance liées aux conditions d’élevage ou d’expérimentation). En outre, une quantité de données considérable dans le domaine des Neurosciences Cognitives a été obtenue avec cette espèce, ce qui nous permet une comparaison des résultats obtenus et une minimisation du nombre d’animaux utilisés en s’appuyant sur des données publiées par d’autres équipes et obtenues à l’aide de protocoles expérimentaux similaires. Les animaux utilisés seront de façon générale de jeunes adultes (8-16 semaines), car c’est la tranche d’âge qui donne les meilleurs résultats (meilleure récupération post-chirurgicale, enregistrements plus faciles sur cerveau jeune du fait des propriétés physiques de la dure mère et du tissu cérébral probablement moins myélinisé) tout en permettant une expérimentation sur un système nerveux qu’on considère mature, et en minimisant autant que possible la durée d’élevage en condition d’animalerie de laboratoire. Mais dans la mesure où les conséquences attendues des traitements sont potentiellement neurodéveloppementales, un groupe d’animaux immatures (âge P10) sera également inclus dans les procédures d’enregistrements électrophysiologiques en conditions tête-fixée et anesthésié.