Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 17/12/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-834947)
Des souriceaux âgés de 4 à 10 jours sont exposés de façon répétée à un anesthésique général, puis suivis jusqu’à l’âge adulte avec pose d’un cathéter intraveineux, IRM, échographie et incision de la peau du crâne pour glisser des électrodes sous-cutanées. 510 souris vont être utilisées, dont 210 anesthésiées puis tuées sans reprise de conscience, les autres dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l’issue pour examiner la rétine et le tractus visuel. L’enjeu déclaré est de savoir si l’anesthésie générale pratiquée chez le jeune enfant laisse des traces durables sur le développement du système nerveux. Le porteur annonce quatre tests comportementaux de cinq minutes par animal sans préciser lesquels, et écrit ne pas pouvoir « souscrire au principe de remplacement ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’incidence de l’anesthésie générale (AG) dans l’enfance est en constante augmentation. En effet, 1/7 enfant bénéficie avant l’âge de 3 ans d’une AG à des fins chirurgicales, diagnostiques ou pour l’administration de soins. S’il est désormais admis que l’AG pédiatrique est un acte sûr dont le risque de complications immédiates est faible, la communauté publique et scientifique s’intéresse depuis plusieurs années à ses effets indésirables neuro-développementaux. Au cours des 20 dernières années, il a été décrit que les principaux agents anesthésiques utilisés au bloc opératoire interféraient avec le développement du système nerveux central (SNC) qui débute in utero et se poursuit tout au long de la vie. Des études de haut niveau de preuve chez l’enfant indiquent que la mesure de l’intelligence générale n’est pas modifiée après une exposition courte et unique. Néanmoins, l’effet de cette exposition sur la structure cérébrale n’avait encore pas été étudié. De plus, il demeure impossible d’apporter une réponse univoque sur la question des effets indésirables neuro-développementaux à long terme. Au sein du SNC, la rétine, en miroir du cerveau, apparait comme particulièrement intéressante pour des études neuro-développementales. En effet, de multiples parallèles peuvent être réalisés entre la rétine et le cerveau : origine embryonnaire commune, établissement des réseaux neuronaux et vasculaires en parallèle et un statut immunitaire particulier notamment lié à l’existence de barrières physico-chimiques comme la barrière hémato-rétinienne au niveau de la rétine et la barrière hémato-encéphalique au niveau du cerveau. De plus, la rétinogenèse est régulée par de nombreux facteurs et présente des aspects communs à ceux retrouvés au cours du développement cérébral. Notre premier objectif sera donc de déterminer, suite à une AG précoce et répétée, la présence éventuelle d’atteintes développementales au niveau de la rétine, du tractus visuel et de la vision ; et de les caractériser. Notre second objectif sera de s’intéresser aux atteintes structurelles et fonctionnelles du tractus visuel ainsi qu’à leur potentiel caractère prédictif d’altérations cérébrales, responsables de troubles à long terme. Nous nous intéresserons en particulier à l’intégrité anatomo-fonctionnelle du compartiment vasculaire. L’ensemble de cette caractérisation n’est à ce jour pas encore décrite dans la littérature soulignant ainsi l’originalité et la nécessité d’un tel projet.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet permettra d’apporter des arguments supplémentaires dans le débat sur l’effet neuro-développemental de l’AG, en particulier à long terme. Nos travaux seront appelés à modifier les pratiques cliniques si nos hypothèses se vérifient. Par conséquent, ils inciteront les professionnels de santé à différer les AG pour chirurgies non urgentes, à utiliser de nouveaux médicaments d’anesthésie moins à risque de toxicité cérébrale, à surseoir le plus possible à l’AG quand cela est possible (e.g. anesthésie loco-régionale, hypnose, etc.) et à adapter la prise en charge et le suivi d’enfants ayant eu une AG. Notre projet aura un bénéfice en clinique mais également en préclinique en mettant l’accent sur un effet de l’AG sur le neuro-développement conduisant à adapter les protocoles expérimentaux associant des questions neuro-développementales et l’utilisation d’agents anesthésiques au cours des protocoles de recherche. De plus, cette étude permettra d’explorer de nouveaux outils diagnostics non-invasifs basés sur l’étude de la rétine et de la fonction visuelle en miroir du cerveau afin de mettre en évidence des atteintes du SNC.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
1. Tests comportementaux (5 minutes par test, 4 tests seront réalisés pour chaque animal), 2. Pose d’un cathéter intraveineux pour injection de molécules fluorescentes ou traceurs (30 minutes, acte réalisé une seule fois sur l’animal), 3. Protocole d’imagerie par IRM (20 minutes à 1h30 selon les séquences, acquisitions réalisées une seule fois par animal), 4. Protocole d’imagerie par imagerie à ultrasons (45 min par animal, acquisition réalisée en une seule fois) 5.Incision de la peau du crâne et pose d’électrodes sous-cutanées pour prise de mesure de potentiels évoqués visuellement (5min/animal, acté réalisé une seule fois par animal)ou incision de la peau du crâne pourl’acquisition par imagerie à ultrasons (5min/animal, acté réalisé une seule fois par animal).
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 à prévoir sur les animaux. Toutes les douleurs liées à des lésions de la peau des animaux (incision, perforation) seront empêchées par l’utilisation d’un anesthésique local avant le geste. Ces douleurs seront temporaires et se résorbent sous 48h. Pour les procédures pour lesquelles la douleur est plus importante, nous utiliserons des agents anesthésiants dont la nature et la posologie seront adaptées à la sévérité du geste sous forme d’une injection unique. Les procédures relatives aux évaluations comportementales 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.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
L’ensemble des animaux utilisés dans ce projet fera l’objet d’une mise à mort à la fin de chaque procédure afin de générer des tissus permettant des observations histologiques ou par quantification de traceurs injectés afin d’évaluer 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 protocole. De plus, ce projet fait suite à une première étude au sein du laboratoire au cours de laquelle un protocole d’exposition précoce et répété des souris à une AG a été mis en place. Ces premiers résultats ont permis une première caractérisation s’intéressant à l’impact structurel et fonctionnel, au niveau cérébral, d’une telle procédure. L’étude a été menée chez une cohorte d’enfants ayant eu une exposition précoce à l’AG au cours de leur développement. L’altération structurale décelée a été associée à une diminution de la régulation émotionnelle chez ces enfants. Ces résultats, plébiscités après leur publication par la communauté scientifique ainsi que par le grand public (articles de presses parus), incitent à poursuivre ce projet de recherche translationnelle afin d’apporter une réponse au débat controversé des conséquences à long terme d’une AG dans l’enfance. Les connaissances et acquis du laboratoire en complément de la littérature scientifique rendent la souris particulièrement intéressante pour l’étude de l’impact d’une exposition précoce et répétée à une AG. Les observations réalisées à partir de l’utilisation d’un modèle murin nous incitent à étoffer la description des effets indésirables neuro-développementaux de l’AG afin d’aiguiller sur une potentielle relation mécanistique entre les atteintes observées et le mode d’action des agents anesthésiques. Le but étant d’améliorer la prise en charge anesthésique des enfants afin de minimiser l’impact sur leur développement. La chronologie du développement de la rétine, du cerveau et de leurs réseaux vasculaires est bien connue chez la souris. Cela permet notamment d’avoir un a priori des mécanismes du développement rétinien ainsi que de certaines étapes du développement cérébral chez l’Homme, via la prise en compte des fenêtres de vulnérabilité intrinsèques à chacune des deux espèces et par projection des résultats murins existants.
2. Réduction
Nous utiliserons le nombre minimal d’animaux afin de souscrire au principe de réduction. Conformément à la règle des 3Rs, le nombre d’animaux nécessaires au projet a été réduit au maximum, en se basant sur la spécificité/sensibilité des méthodes utilisées, selon nos précédents travaux publiés et la littérature. 510 souris seront nécessaires pour réaliser cette étude, comprenant la réalisation de tests comportementaux et d’outils d’imagerie non invasifs permettant d’évaluer l’intégrité anatomique et vasculaire in vivo du tractus visuel et du cerveau. Tous les animaux seront sujets à ces explorations complètes dans le but de réduire significativement le nombre d’animaux utilisés. Cependant, il peut arriver d’avoir de la mortalité ou des exclusions d’animaux durant les étapes de la procédure (exposition à l’agent anesthésique, perte de poids, anesthésie au cours des examens d’imagerie…).
3. Raffinement
Les principes éthiques et les standards de raffinement sont utilisés pendant tout le projet. Les animaux seront hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes actuelles (Directive 2010/63/UE). Une importance particulière sera apportée au bien-être des animaux, notamment par l’hébergement avec leur mère jusqu’au sevrage puis en groupes sociaux de 5 ou 6 animaux après le sevrage, l’enrichissement de leur environnement (maison, paillettes coton et papier kraft en quantité pour la fabrication d’un nid). Pour éviter de stresser les animaux, les cages seront isolées de tout bruit extérieur et l’accès à l’eau et à la nourriture sera ad libitum. Les souris sont surveillées quotidiennement par du personnel qualifié et cela pendant toute la durée du projet afin de veiller à leur bien-être et leur bon développement. Une attention particulière est accordée à l’état général, à l’évolution de la masse corporelle, ainsi qu’au comportement de chaque animal. Les expériences seront réalisées par du personnel qualifié en respectant les règles de bonnes pratiques de laboratoire pour le respect des animaux, tout en veillant à ne pas dépasser les points limites fixés au préalable. Afin de souscrire au principe de raffinement, les animaux seront anesthésiés et sous couverture analgésique adaptée au niveau de sévérité du geste, durant chaque procédure. Enfin, tout sera mis en œuvre pour réduire l’angoisse, la souffrance et la douleur de chaque animal, pouvant être occasionnées pendant le projet. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire montre que les animaux se déplacent et s’alimentent normalement, prennent bien soin de leur pelage, n’émettent aucun son et ne présentent aucun trouble du comportement lié aux protocoles .
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La souris (Mus musculus) 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 cette étude. Les animaux utilisés pour la réalisation du protocole d’AG seront âgés de 4 à 10 jours post-nataux (P4 à P10). Les études de l’impact de cette AG précoce et répétée sur ces animaux sera ensuite étudiée à 15 jours post-nataux (P15) ainsi qu’à 6 semaines (adultes). En effet, les stades P4 à P10 ont été choisis à partir d’expériences déjà menées au laboratoire et publiées dans la littérature. Enfin, les stades P15 et adultes ont été choisis afin d’évaluer à court et long terme l’effet de l’AG.