Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2023-08-22 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-759301)
720 souris génétiquement modifiées vont être utilisé·es, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles sont soumises à des tests de force musculaire, à deux programmes d’exercice dont une course jusqu’à épuisement d’environ une heure, puis à une mesure de la force de contraction sous anesthésie avant d’être tuées sans réveil pour biopsie. Le projet vise à comprendre le rôle du gène Tigd4 dans la jonction myotendineuse, un objectif de recherche fondamentale sur la biologie du muscle et de l’exercice. Le porteur affirme que ces expériences ne peuvent pas être réalisées in vitro et que la souris est le « modèle le plus approprié », tout en indiquant que les animaux mutants n’ont montré jusqu’ici qu’un phénotype léger.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le rôle principal des cellules musculaires squelettiques est de se contracter générant une force énorme. Si cette force n’est pas correctement amortie, les cellules musculaires se rompent et la fonction musculaire échoue. Les cellules musculaires gèrent ce problème en dissipant la force vers les tendons qui sont situés à ses deux extrémités. Elles forment une jonction spécialisée avec le tendon, appelée jonction myotendineuse (JMT). La JMT est donc le principal site de blessure lorsque nous faisons de l’exercice. Cependant, nous savons très peu de choses sur la façon dont elle est régulée et sur les gènes qui sont importants à sa fonction. Habituellement, les cellules du corps humain ont un noyau par cellule. En revanche, les cellules musculaires squelettiques possèdent des centaines de noyaux à l’intérieur d’une seule cellule. Il est important de noter qu’un sous-ensemble de ces nombreux noyaux remplit des fonctions spécialisées, par exemple celles de la JMT. Notre équipe a récemment identifié un gène non étudié, appelé Tigd4, qui est fortement exprimé uniquement dans les noyaux musculaires de cette jonction, mais pas dans les autres noyaux musculaires éloignés de la JMT. Cette découverte fait de Tigd4 un gène candidat intéressant à étudier plus précisément. Pour ce faire, un service de notre institut génère des souris génétiquement modifiées portant une mutation dans le gène Tigd4. Notre équipe étudiera le résultat de la mutation de Tigd4 dans la JMT et la fonction musculaire.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Notre étude établira que Tigd4 est un régulateur important de la JMT, qui est avec les cellules musculaires essentielle au bon fonctionnement des muscles. Par conséquent, ce projet aura de nombreux avantages dans les domaines de la biologie musculaire, de la biologie de l’exercice physique, et des maladies qui provoquent des défaillances au niveau de la JMT.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
1.Les 3 tests de mesure de la force musculaire sont des procédures non invasives durant lesquelles les souris ne souffrent pas. Ils ne prennent qu’1 à 2 min par souris avec 10 min entre chacun des 3 essais/test et 20 min entre 2 tests. Les souris retourneront ensuite dans leur cage d’origine. 2.Les 2 programmes d’exercices sont des procédures non invasives mais qui provoque un niveau d’inconfort musculaire important comme tout exercice physique intense. Le 1er exercice comprend 4 jours d’habituation progressive de 20 min puis le 5e jour les animaux débutent par 15 min d’échauffement et courent ensuite de plus en plus vite jusqu’à épuisement, environ 1h, pour déterminer leur Vmax (vitesse maximale). Le 2é exercice comprend 3 jours de 15 à 20 min d’habituation suivi d’un jour d’exercice de 60 min comparable à un exercice physique intense. 3.La mesure de la force de contraction musculaire est une procédure invasive qui est réalisée sous anesthésie générale. La durée d’une stimulation est de 0,5 sec, elle est réalisée 8 fois avec un intervalle de 30 secondes entre chaque stimulation. Avec l’anesthésie, ce test dure 1h et 30 min par souris. Après la procédure, les souris encore sous anesthésie seront euthanasiées.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les animaux mutants pourraient avoir des effets indésirables en raison d’une faible musculature attendue mais ce n’est pour l’instant pas le cas. Ces animaux ne présentent pas, depuis le démarrage du projet autorisé il y a un an, de phénotype dommageable sévère ou même modéré. S’ils ont un phénotype dommageable, celui-ci est léger. Les tests de mesure de la force musculaire sont non invasifs et ne provoquent pas de douleur. Les 2 programmes d’exercice sont des procédures non invasives comparables à une activité physique intense et qui provoquent un niveau d’inconfort musculaire important. La mesure de la force de contraction musculaire sera réalisée sous anesthésie et sous antalgiques et les animaux seront mis à mort avant leur réveil.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Pour parvenir à des conclusions scientifiques solides avec le nombre minimal d’animaux utilisés, nous collecterons les biopsies musculaires de tous les animaux après euthanasie à la fin de la procédure.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les souris sont nécessaires pour ces expériences dans le but de nous permettre de comprendre les propriétés physiologiques des cellules musculaires. Les modifications génétiques qui ne sont possibles que chez la souris nous permettent d’étudier la fonction des gènes dans des conditions biologiques appropriées et donc la physiopathologie. Ces expériences ne peuvent pas être réalisées in vitro.
2. Réduction
Nous prenons plusieurs mesures pour réduire le nombre d’animaux utilisés. Mesure 1 : De multiples essais fonctionnels seront réalisés chez la même souris. Mesure 2 : Les animaux utilisés pour vérifier la viabilité des mutants seront utilisés pour les expériences histologiques et fonctionnelles, ce qui réduira également le nombre d’animaux utilisés. Mesure 3 : La puissance statistique a été utilisée pour calculer le nombre de souris minimum nécessaire afin de déterminer si une différence statistiquement significative existe entre 2 ou plusieurs groupes.
3. Raffinement
Au cours de notre projet, tout signe de douleur sera pris en charge par des mesures appropriées en fonction du niveau de douleur observé (0 à 3). Si une douleur est présente, elle sera traitée soit par l’administration d’un analgésique, soit par l’euthanasie prématurée des animaux concernés. Niveau 0 : aucune douleur, aucun inconfort détecté. Niveau 1 : douleur légère, dans ce cas les souris seront contrôlées quotidiennement. Niveau 2 : la douleur est présente, dans ce cas un analgésique sera administré à la souris et elle sera sous surveillance. Niveau 3 : douleur intense, dans ce cas un analgésique plus puissant sera administré et les animaux seront surveillés régulièrement. Ils seront euthanasiés prématurément si nécessaire pour éviter une douleur chronique. Après les procédures expérimentales, les souris seront suivies quotidiennement. Le suivi de nos souris comprend une observation du comportement général (perte de poids, apathie, yeux fermés) et de la paralysie des membres postérieurs. Pour les souris qui ont des difficultés à manger de la nourriture solide (croquettes), de la nourriture en gel sera placée dans la litière de la cage. La mesure de la force contractile in situ sera effectuée sous anesthésie générale afin d’éviter toute gêne ou douleur qui pourrait en résulter puis les animaux seront sacrifiés avant leur réveil pour le prélèvement des tissus musculaires.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Pour caractériser la physiologie du muscle, nous devons réaliser des expériences in vivo chez la souris car les modifications génétiques sont mieux établies dans ce modèle. Le projet est basé sur nos récents travaux chez la souris qui ont permis de découvrir un gène fortement et spécifiquement exprimé dans la JMT. Par conséquent, la souris est le modèle le plus approprié pour ce projet. Le moment où la mutation Tigd4 montre le phénotype est une question ouverte pour le moment et nous n’avons observé aucun phénotype spontané visible depuis le début du projet autorisé il y a un an. Nous espérons pouvoir observer un phénotype lors des analyses histologiques, biologiques et moléculaires qui seront réalisées dans ce projet.