Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 28/07/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-777094)
Les souris subissent une fracture ou un défaut cortical créé chirurgicalement, parfois une greffe, sous anesthésie générale, pour des interventions de trente à quarante-cinq minutes. 300 souris vont être utilisées, 240 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 60 un niveau modéré, toutes tuées à l’issue. Le porteur décrit ensuite des animaux qui « boitent les premiers jours » mais gardent une activité normale en cage et se trouvent « guéris après 3 semaines », sans détailler ce qui vaut à 240 d’entre elles le classement en gravité sévère. Leur mise à mort sert à l’analyse tissulaire et cellulaire des os.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Cette étude préliminaire vise à valider l’utilisation de lignées de souris transgéniques et un nouveau protocole de ciblage génique pour élucider les mécanismes de la régénération osseuse qui a lieu dans un environnement tissulaire complexe impliquant les os, les vaisseaux sanguins, les nerfs, les cellules inflammatoires et le muscle adjacent à l’os. Nous cherchons à comprendre le role des cellules souches qui sont essentielles à la réparation et dont la fonction dépend de cet environnement complexe. En utilisant des modèles de souris, nous explorons le rôle des cellules souches et des gènes impliqués dans la réparation osseuse. Ces modèles nous permettent également de tester de nouvelles stratégies thérapeutiques et d’évaluer leur potentiel pour des applications humaines. En effet de nouveaux traitements sont nécessaires pour corriger les défauts de consolidation après fracture. Ces défauts peuvent etre liés aux maladies du système musculosquelettique ou à un traumatisme sévère. Actuellement, la chirurgie et les greffes osseuses sont les principaux traitements, mais la thérapie cellulaire ou des traitements pharmacologiques pourraient offrir des solutions innovantes. Dans ce projet nous nous concentrons sur le role de la vascularisation, sur une nouvelle population de cellules souches osseuses et sur une nouvelle mutation entrainant la pseudarthrose congénitale de jambe, une déficience sévère de réparation osseuse. Ce projet multisite est réalisé dans les 2 établissements utilisateurs concernés.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les fractures sont les blessures les plus fréquentes du système musculosquelettique. Bien que la réparation osseuse soit un processus très efficace, environ 20% des fractures présentent un retard ou absence de réparation. Le traitement de ces défauts de réparation est complexe, nécessitant généralement une prise en charge chirurgicale. Ce projet va permettre de mieux comprendre les mécanismes de la régénération osseuse en condition physiologique et pathologique. D’un point de vue fondamental, il permettra une meilleure compréhension du rôle des différents acteurs cellulaires et de différentes voies de signalisation. Il s’agit également d’un projet permettant l’étude de nouveaux traitements sur les défauts de régénération osseuse. Les potentielles applications cliniques sont concrètes et ouvrivont la voie à l’utilisation de ces traitements chez les patients.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
L’administration du Tamoxifène ou de molécules est réalisée par injection intraperitonéale ou gavage. La greffe et la blessure osseuse (fracture, défaut cortical) sont réalisées sous anesthésie générale avec une analgésie péri- et post- opératoire (durée de la procédure entre 30 et 45 min). L’injection d’AAV est réalisée sous anesthésie générale à l’isoflurane (3 à 4% en induction ; durée de l’injection ou du scan est 20 minutes/souris). Une analgésie péri-opératoire est utilisée pour l’injection AAV. . Il s’agit d’un projet multisite et chaque intervention est réalisée dans les 2 établissements utilisateurs.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Après injection de Tamoxifène ou EdU, les animaux sont observés quotidiennement jusqu’au prélèvement. En cas de signes de souffrance (mauvaise apparence physique, diminution de l’activité) ou d’infection (rougeurs, animaux léchant leur plaie), les réponses appropriées seront mises en place (voir grille de scoring ci- dessus). Le processus de régénération osseuse ou musculaire est spontané. Le cal est formé en une semaine stabilisant la fracture et les animaux sont guéris après 3 semaines lorsque le cal est entièrement ossifié. Ils boitent les premiers jours mais ont une activité normale dans la cage (marchent, grimpent, boivent, se nourrissent etc…) et présentent une apparence physique externe normale. Les effets tels que la douleur et la mobilité réduite sont généralement limités aux premiers jours. Les animaux retrouvent leur pleine mobilité par la suite. Un traitement antalgique et un suivi quotidien seront effectués, et nous nous référons à une grille de scoring afin d’agir sur le bien-être des animaux lorsque nécessaire.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux sont mis à mort à la fin de l’ensemble des procédures afin de permettre l’analyse tissulaire et cellulaire des tissus osseux.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le processus de régénération osseuse est complexe et implique de multiples types cellulaires, dont l’activité coordonnée et les interactions sont indispensables. Ces évènements ont lieu dans un environnement tissulaire complexe impliquant des interactions entre l’os, les vaisseaux, le système immunitaire, le système nerveux et les muscles. Expérimentalement, il n’est pas possible de reproduire la complexité de cet environnement dans un système cellulaire in vitro, et il est nécessaire de recourir à l’utilisation de modèles murins. En utilisant des modèles de souris et des modèles de blessure osseuse, nous explorons le rôle des cellules souches et des gènes impliqués dans la réparation osseuse. Ces modèles nous permettent également de tester de nouvelles stratégies thérapeutiques et d’évaluer leur potentiel pour des applications humaines.
2. Réduction
Notre expérience antérieure nous permet de définir un nombre réduit de temps clés à analyser au cours de la régénération osseuse pour rendre compte de l’ensemble du processus. Par ailleurs, nous avons établi qu’une taille d’échantillon de 10 animaux par groupe est suffisante pour fournir des résultats statistiques valables
3. Raffinement
Le processus de régénération osseuse est spontané et est complet en moins de 3 semaines. Les animaux sont suivis de façon régulière. Ils boitent les premiers jours mais ont une activité normale dans la cage (marchent, grimpent, boivent, se nourrissent etc…) et présentent une apparence physique externe normale. Nos expérimentations sont accompagnées d’une analgésie en péri- et post-opératoire. Des points limites ont été définis et permettent un suivi efficace des animaux et la mise en place de réponses adaptées le cas échéant grâce à une grille de scoring. Pour le bien-être animal, des enrichissements (coton, maisonnette et papier) sont placés dans les cages.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est une espèce de choix pour étudier les mécanismes de la réparation osseuse, car les étapes de réparation ressemblent aux étapes observées chez l’homme. La souris permet d’analyser les bases génétiques de la réparation osseuse normale ou pathologique grâce aux nombreux outils cellulaires et moléculaires à notre disposition. Les procédures sont réalisées sur des animaux aux jours 5-14 postnatal et des animaux adultes entre 2 et 16 mois.