Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 19/09/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-838852)
130 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Invalidées pour le gène du canal TREK1, elles subissent des enregistrements ECG et des examens IRM sous anesthésie, avant d’être tuées pour prélèvement du cœur. Le porteur présente ces techniques comme non invasives et attend une meilleure compréhension du déclenchement des arythmies ventriculaires. Il affirme que cette étape « ne peut être remplacée » par un modèle sans animal.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les canaux ioniques sont des protéines exprimées à la membrane des cellules, y compris des cardiomyocytes et dont certains sont responsables de l’activité électrique cardiaque étudiable via l’électrocardiogramme (ECG). Une altération acquise ou innée de leur fonction peut entrainer des arythmies. L’arythmie est une anomalie qui affecte la fréquence cardiaque normale. En présence d’arythmie, le cœur a tendance à battre trop lentement, trop vite ou de façon irrégulière. Ces anomalies peuvent influer sur la quantité de sang que le cœur arrive à pomper et provoquer de la fatigue, de l’essoufflement, des étourdissements pouvant aller jusqu’à la perte de conscience. Ce projet a pour objectif d’étudier les canaux ioniques impliqués dans ces dysfonctionnements caridaques afin de mieux les comprendre et de mieux les traiter. L’activité électrique cardiaque est assurée par l’ouverture et la fermeture extrêmement coordonnées de nombreux canaux ioniques. Ces canaux ioniques sont des protéines localisées au niveau de la membrane plasmique des cellules cardiaques ou cardiomyocytes. Leur ouverture permet le passage sélectif de certains ions (sodium, potassium, calcium et chlore) à travers la membrane plasmique qui confère l’activité électrique au cœur. Par conséquent, une meilleure connaissance des canaux ioniques impliqués dans l’activité électrique cardiaque permettra de mieux appréhender le mécanisme de déclenchement des arythmies et d’adopter des stratégies thérapeutiques plus efficaces. Dans ce projet, nous nous intéresserons à un canal potassique, TREK1 qui s’exprime dans le cœur humain, mais dont le(s) rôle(s) dans l’activité électrique cardiaque demeurent inconnus. Le but du projet est donc d’étudier le rôle de ce canal dans la fonction cardiaque en étudiant l’effet de l’invalidation du gène codant pour TREK1 chez des souris.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet permettra de mettre en évidence l’impact du canal TREK1 dans la fonction contractile et l’activité électrique cardiaque et plus particulièrement au niveau du ventricule droit, région du cœur dans laquelle il est fortement exprimé. La robustesse du projet est renforcée par une approche expérimentale multi-niveaux : – Celui de l’animal (ECG/IRM) – Celui de l’organe (cartographie optique) – Celui de la cellule cardiaque – Celui de la protéine/de l’ARNm Une meilleure compréhension du rôle du canal TREK1 permettra de mieux appréhender le mécanisme de déclenchement des arythmies ventriculaires suite à un étirement du myocarde qui peuvent se produire dans différents contextes qu’ils soient idiopathiques ou pathologiques et qui peuvent conduire à une mort subite. Des stratégies thérapeutiques visant TREK1 pourraient s’avérer efficaces dans ce contexte et seront étudiées dans ce projet.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les souris seront soumises à deux types d’interventions non invasives : – Examens d’imagerie IRM (environ 1h30) – Enregistrement ECG (environ 15 min)
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Toutes les approches expérimentales réalisées dans ce projet sont de classe légère, sous anesthésie générale gazeuse, ce qui réduit les effets indésirables et ne devraient engendrer que des nuisances ou des effets indésirables légers sur les souris (le temps du réveil notamment). En effet, l’isoflurane est l’agent volatil le plus utilisé chez les animaux de laboratoire ; d’une part, il entraîne peu de conséquences au niveau du métabolisme, d’autre part, il interfère peu avec la pharmacodynamique et la pharmacocinétique des autres agents. De plus, l’induction et le réveil sont rapides, le contrôle de la profondeur d’anesthésie est aisé. Les effets indésirables tels que le stress surviendront notamment lors du transport des animaux entre les animaleries, lors de l’anesthésie ou de la manipulation des animaux. Le bien-être des souris sera surveillé lors du transport (durée de trajet réduit au minimum par du personnel formé, dans des cages de transport adaptées), de l’hébergement au sein des différentes animaleries (temps d’acclimatation, enrichissement adapté, suivi quotidien) et tout au long des expériences (anesthésie, suisvi des paramêtres, suivi du réveil) réalisées par du personnel compétent et formé à l’expérimentation animale sur rongeurs.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront sacrifiés à la fin de la procédure et le cœur sera prélevé pour réaliser soit la cartographie optique sur cœur isolé soit les études électrophysiologiques sur cardiomyocytes isolés.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Compte tenu de l’expression du canal TREK1 dans le cœur humain et de son implication dans une arythmie cardiaque, la tachycardie ventriculaire, une meilleure compréhension du rôle de ce dernier passe par l’étude de modèles animaux. Cette étape est essentielle et ne peut être REMPLACEE.
2. Réduction
Dans un souci permanent de diminuer le nombre d’animaux utilisés, le caractère non invasif de l’ECG et de l’IRM in vivo permet de réaliser des méthodes d’analyse complémentaires sur les mêmes animaux (imagerie optique sur cœurs isolés, électrophysiologie cellulaire, biologie moléculaire). Des prélèvements post-mortem des artères pulmonaires seront également effectués sur ces souris pour un projet en collaboration aavec une autre équipe de recherche, qui étudie le rôle des canaux activés par l’étirement tels que TREK1 dans l’hypertension pulmonaire.
3. Raffinement
Les mesures de RAFFINEMENT sont mises en place à toutes les étapes du projet, notamment au cours de l’hébergement (cage collective, litière et enrichissement adapté). Afin d’éviter toute souffrance, les animaux seront anesthésiés quand nécessaire et des points limites seront déterminés afin d’interrompre le protocole en cas d’apparition de signes de détresse.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les rongeurs sont des espèces classiquement utilisées pour étudier les effets de l’invalidation d’un gène d’intérêt. Dans ce projet, il s’agit d’un modèle de souris TREK1 KO qui a l’avantage d’avoir été déjà utilisé à des fins de recherche scientifique (Kamatham et al., 2019 ; Abraham et al., 2018). Ce modèle de rongeurs KO va permettre de mettre en évidence le rôle du canal TREK1 dans la fonction cardiaque par ECG et IRM principalement. Ces deux techniques sont non invasives avec une possibilité de recherche translationnelle chez l’Homme. L’enregistrement d’ECG et plus particulièrement la mesure du QTc, qui est un très bon indicateur de l’activité électrique du ventricule, n’est réalisable qu’à partir de la douzième semaine chez la souris. Nous utiliserons donc des souris adultes C57BL/6J un peu plus âgées (14 semaines) pour ce projet.