Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 17/10/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-806181)
23 880 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant une souffrance légère à modérée. Chaque animal subit une batterie de tests de phénotypage sur 150 lignées mutantes, dont un conditionnement à la peur par choc électrique délivré au plancher, un test de plaque chauffée à 52 °C provoquant une douleur brève, des chocs électriques plantaires et un isolement de vingt-quatre heures. Le porteur cherche à établir la fonction de gènes d’intérêt dans un consortium international et affirme que seul un « organisme complet » permet cette caractérisation. Le volume atteint près de 24 000 souris pour un programme de description systématique du génome.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif du projet et d’étudier le rôle de 150 lignées, soit délétées pour un gène d’intérêt, soit des lignées consanguines « Collaborative Cross » (CC), potentiellement impliquées dans des maladies humaines. Nous allons réaliser une analyse des effets de la mutation de ces gènes ou des fonds génétiques CC sur les différentes fonctions physiologiques (neurologiques, comportementales, cardiaque, respiratoire, sensorielle et métabolique). Pour procéder à cette étude, des lignées CC ou des souris mutantes pour le gène d’intérêt sont générées et étudiées. Les animaux, seront soumis à une batterie de tests de phénotypage, permettant de déterminer l’impact de la mutation ou du fond génétique sur les fonctions physiologiques majeures et sur l’état de santé de l’animal. Dans le cadre d’un consortium international, le choix des lignées à étudier est fait en coordination avec les autres partenaires afin d’éviter toute redondance quant à l’analyse des souris mutantes pour un gène dans 2 centres différents.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le but de ce projet est d’identifier la fonction de chacun des gènes d’intérêt dans le génome de la souris. Le génome entier de nombreuses espèces a maintenant été publié et le séquençage du génome entier devient relativement rapide et peu coûteux à réaliser. Malgré ces progrès, la fonction de la majorité des gènes reste encore inconnue. Les gènes testés ici sont impliqués dans les fonctions physiologiques suivantes : neurologiques, comportementales, cardiaque, respiratoire, sensorielle et métabolique. Leurs études permettront de mieux comprendre leur rôle dans l’organisme et par conséquent l’impact que pourrait avoir leur dysfonctionnement dans le cadre de pathologies.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
-Une biopsie d’oreille sera réalisée sur les animaux devant être génotypés. (contention 5-10 secondes)- Lors du test d’altérations des capacités de filtrage de l’information, des sons de 110 dB pour une durée de 40 msec et d’autres plus faibles (65-70- 75-85-90 dB ; durant 10 msec) sont présentés à l’animal. Chaque type de stimulus est présenté 10 fois aléatoirement durant le test. Un intervalle de 20 sec sépare 2 stimuli. Avec 11 types de stimuli présentés 10 fois, une session dure environ 45 min. – Les mécanismes d’action de la peur et de la mémoire seront étudiés grâce à un test de conditionnement à la peur d’une durée cumulée de 10+20 min – Un test de calorimétrie qui nécessite d’isoler les souris durant 24h maximum – Une évaluation cardiaque sera effectuée et implique une anesthésie gazeuse de 10 minutes environ – Un test de tolérance au glucose, après une administration de glucose par injection intrapéritonéale, 5 prélèvements d’une goutte de sang (chaque acte durant environ 30 secondes) sont réalisés – Les animaux recevront trois doses d’anesthésiques (durée = moins d’une minute) – Insertion d’électrodes en sous-cutanée à la base du crâne pour enregistrer les réponses évoquées (durée = 15 minutes)-Etude de la structure de l’œil par histologie in vivo (durée = 10 minutes)-Mesure de la composition corporelle et anlayse du squelette par rayons X (durée = 18 minutes). -La conductivité sensorielle sera mesurée à l’aide d’un test sur la sensibilité plantaire d’une durée de 10 min -La sensibilité thermique intégrée sera mesurée à l’aide d’un test de plaque chaude d’une durée de 30 secondes – 1 prélèvement sanguin qui dure 2-3 minutes
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Une biopsie d’oreille sera réalisée sur les animaux devant être génotypés. Le test d’altérations des capacités de filtrage de l’information présente un inconfort léger en raison des stimuli auditifs qui sont de 110 dB et durent quelques ms. Lors du test de conditionnement à la peur un choc électrique d’intensité modérée sera délivré à la souris par le plancher (grille) pouvant provoquer un léger inconfort. Pour connaitre leur métabolisme énergétique, ils seront isolés durant la durée du protocole (maximum 24h) occasionnant un stress modéré dû à l’isolement. Lorsque nous étudierons la fonction cardiaque, les animaux seront anesthésiés par méthode gazeuse. Durant les 4 dernières minutes de l’anesthésie, dans le protocole d’électrocardiographie, 4 électrodes seront piquées en surface de la peau pour obtenir les signaux électriques. Pour étudier les mécanismes de régulation du glucose, les animaux subiront des prélèvements de gouttes de sang à intervalle réguliers : 20, 40, 60 et 90 minutes après l’injection de glucose, afin de suivre leur glycémie. Les animaux recevront une dose d’anesthésiques lors de l’étude de l’imagerie du squelette, du test des réponses évoquées et de l’étude de la morphologie de l’oeil. Lors de l’étude de la sensibilité plantaire aux chocs électriques, plusieurs chocs électriques plantaires sont réalisés et lors du test de la plaque chaude l’animal est placé sur une plaque à 52 degrés, provoquant une douleur de très courte durée. Enfin, afin de suivre les paramètres biochimiques, 1 prélèvement sanguin sera effectué sous anesthésie gazeuse.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux seront euthanasiés en fin de procédure afin de collecter les tissus pour des analyses histologiques.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet vise à caractériser les fonctions de gènes d’intérêt, ce qui ne peut être modélisable que dans un organisme complet capable d’exprimer l’ensemble des fonctions physiologiques. Il n’existe actuellement pas de méthode alternative pour modéliser les analyses effectuées dans ce projet. Par ailleurs, seule une approche sur un mammifère permet une première collecte de données concernant les mécanismes physiologiques complexes mis en jeu dans cette étude. Ces données pourront ensuite permettre de mieux comprendre la physio-pathologie humaine. En particulier, nous utiliserons la souris car nous pouvons retirer les gènes d’intérêt dans ce modèle.
2. Réduction
Le nombre d’animaux par groupe expérimental a été déterminé à la suite d’autres projets présentant les mêmes tests. Nous avons effectué des analyses permettant de déterminer la puissance statistique des paramètres mesurés et avons conclu que l’effectif de 8 par groupe constitue un bon compromis entre puissance d’analyse et réduction du nombre d’animaux. Durant cette étude, nous allons générer des données qui seront analysées à l’aide de tests statistiques paramétriques ou non paramétriques en fonction de la normalité des données.
3. Raffinement
Nous suivrons l’état général des animaux, le toilettage, la posture, la présence de vocalisation. Tous ces items nous permettront de décider de l’atteinte de points limites, le cas échéant pouvant entrainer l’euthanasie de l’animal pour éviter toute souffrance. En cas de rixe entre animaux, nous pourrons être amenés à isoler l’individu dominant pour éviter toute lésion. L’animal blessé sera sorti de la procédure temporairement (si on arrive à le soigner) ou définitivement et il sera alors mis à mort. Le cas échéant, des soins locaux seront attribués. Si une douleur est présente, un antalgique pourrait être administré selon les recommandations vétérinaires. Les animaux seront pesés et observés toutes les semaines en plus du suivi quotidien habituel.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris est un animal dont la modification génétique est aisée et nous disposons justement des modèles d’intérêt porteurs des modifications génétiques sur les gènes d’intérêt. Par ailleurs, ce mammifère permet une première approche informative concernant les mécanismes physiologiques, fournissant de nombreuses données qui pourront ensuite servir dans une approche translationnelle afin de mieux comprendre la physio-pathologie humaine. Les animaux seront de jeunes souris adultes (8-16 semaines), afin d’avoir un développement suffisant.