Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 17/12/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-844164)
2 280 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Au sevrage, chaque animal subit une biopsie de la queue sous anesthésie, et une partie reçoit quatre injections à un jour d’intervalle, une injection provoquant une lésion musculaire, ou une stimulation avec mesure de force sous anesthésie générale. Le porteur reconnaît que le phénotype dommageable de ces lignées peut altérer la qualité de vie et conduire à la mise à mort des animaux les plus atteints, les retombées annoncées restant la compréhension de mécanismes fondamentaux et l’identification éventuelle de pistes thérapeutiques. Sur l’effectif, il écrit qu’aucun test statistique préalable n’était possible et que le nombre a été calculé « au plus juste » d’après les projets précédents.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le muscle est la cible de maladies génétiques affectant les fibres musculaires, les cellules souches musculaires, ou la jonction entre le nerf et le muscle. Ces atteintes sont responsables d’une perte progressive des fonctions motrices, d’invalidité et/ou de mortalité anticipée. Si les mécanismes aboutissant à l’altération des fonctions musculaires sont divers, il apparaît que certaines fonctions cellulaires constituent des cibles importantes pour lesquelles les mutations ont un effet particulièrement délétère. C’est notamment le cas des mitochondries, les usines énergétiques cellulaires qui produisent l’énergie à partir du glucose et des acides gras. Des perturbations des fonctions mitochondriales sont associées à une moins bonne formation du tissu musculaire, ainsi qu’à une moins bonne régénération lors des microtraumatismes entraînant un vieillissement musculaire prématuré. Ce projet a pour finalité de caractériser les fonctions d’un gène dans le maintien du fonctionnement des mitochondries dans les cellules musculaires. Nous avons précédemment généré des modèles animaux et décrit les conséquences sur le fonctionnement musculaire. La présente demande vise à poursuivre ces travaux, afin d’identifier le mécanisme d’action du gène d’intérêt et notamment caractériser les fonctions métaboliques (=liées aux mitochondries) perturbées. A terme, le projet permettra de mieux comprendre les mécanismes liant la régulation des mitochondries et les myopathies, et de tester des thérapies ciblant notre gène d’intérêt.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet a pour but de mieux comprendre les mécanismes fondamentaux impliqués dans le développement et la régénération des muscles . Les gènes impliqués dans ces mécanismes sont généralement impliqués dans les maladies du système neuromusculaire comme les myopathies. Ils peuvent aussi être cibles pour l’identification de biomarqueurs ou de pistes thérapeutiques potentielles.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Au moment du sevrage, les animaux subiront une biopsie à la queue, sous anesthésie (1 fois, le geste dure 1 minute). Des animaux subiront des injections (4 injections à un jour d’intervalle) pour inhiber le gène d’intérêt. Des animaux subiront l’injection d’un composé qui induit une blessure musculaire, sous anesthésie et analgésie (une seule fois). Des animaux subiront une stimulation musculaire et une mesure de force musculaire sous anesthésie générale (une seule fois).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Le phénotype dommageable chez certains animaux peut altérer la qualité de vie et dans les cas les plus sévères entraîner la mise à mort des animaux pour raison éthique. La piqure d’aiguille pour les injections intrapéritonéales entraînera une douleur légère de courte durée, et la contention au moment de l’injection entraînera un stress physique de courte durée. Certains animaux subiront une procédure de stimulation musculaire, sous anesthésie générale, qui entraînera un stress lié à la contention et une douleur légère suite à la stimulation musculaire. Certains animaux subiront une injection qui entraîne une lésion musculaire qui peut être douloureuse.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort car il s’agit de lignées transgéniques qui ne peuvent pas être remises en liberté ni réutilisées.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Des travaux ont été conduits dans l’équipe dans des modèles in vitro (cultures de lignées cellulaires) afin de valider nos hypothèses avant l’utilisation d’animaux. Le recours à l’animal et notamment aux modèles transgéniques permet d’identifier le rôle de certains gènes dans les processus de dégénération et remodelage tissulaire. Ces modèles offrent la possibilité de réaliser des analyses de tissus et même de l’organisme entier pour développer des stratégies thérapeutiques. Par ailleurs, la physiologie et le fonctionnement du système neuromusculaire impliquent des interactions complexes entre le muscle et les nerfs qui ne peuvent pas être reproduit in vitro à l’heure actuelle.
2. Réduction
Chaque fois que ce sera possible, nous coordonnerons les expériences réalisées par plusieurs expérimentateurs et dans la mesure du possible, nous procéderons à des prélèvements multiples sur le même individu. Les accouplements seront optimisés pour produire strictement le nombre d’individus nécessaires. Les animaux de génotype inutile à la reproduction seront incorporés dans les groupes contrôles, la majorité de nos lignées ayant le même fond génétique. Pour ce projet, il n’est pas possible de réaliser un test statistique préalable à la génération de cohortes, car pour l’ensemble les animaux seront utilisés pour des prélèvements de tissus et des expériences in vitro. Nous avons calculé au plus juste le nombre d’animaux nécessaires sur l’ensemble du projet, sur la base des expériences prévues et de nos projets précédents. Pour l’analyse des résultats, un test statistique adapté sera choisi.
3. Raffinement
Les animaux reproducteurs seront habitués à l’expérimentateur par une routine d’élevage qui permet de diminuer le stress des animaux. Une manipulation régulière, par contention douce (dans le creux de la main ou dans un tube en carton servant d’enrichissement) sera privilégiée comme méthode de manipulation des animaux. La taille de la biopsie, à l’extrémité de la queue, sera limitée à deux millimètres. Lors des différentes procédures, un suivi régulier des animaux sera réalisé et pour toute manipulation susceptible d’entraîner du stress ou de la douleur, nous aurons recours systématiquement aux techniques d’anesthésie ou d’analgésie. Des points limites adaptés, prédictifs, permettront de détecter rapidement toute souffrance inutile des animaux. Nous utilisons un dispositif expérimental qui permet de réaliser une stimulation musculaire mais également de mesurer la force musculaire de manière concomitante sur les mêmes animaux pour l’ensemble du protocole. Cette innovation réduit la variabilité expérimentale inter-animale. On peut estimer que, grâce à ce dispositif, le nombre d’animaux nécessaire à la conduite de ce projet est réduit et que la qualité des résultats est accrue.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le tissu musculaire de la souris est très proche de celui de l’Homme dans sa structure et son fonctionnement. Le modèle murin permet d’évaluer la fonction contractile du muscle. Certains travaux ont montré que les étapes de la formation et de la régénération du muscle après induction d’une inflammation sont identiques chez la souris et chez l’Homme, rendant pertinent ce modèle pour notre étude. Les animaux pour la reproduction seront sélectionnés à l’âge de maturité sexuelle et utilisés en reproduction préférentiellement jusqu’à l’âge de 6 mois, après quoi la fertilité diminue et les animaux seront réformés. En cas de besoin les animaux pourront être mis en reproduction après 6 mois, en l’absence de reproducteurs plus jeunes disponibles. Les tissus seront prélevés majoritairement sur des animaux prélevés à des âges standards dans la communauté scientifique : entre 8 et 12 semaines (jeune adulte). Une petite partie des animaux seront utilisés à l’âge de 64 semaines afin d’étudier l’effet du vieillissement sur la fonction musculaire. Cet âge est basé sur des études précédentes dans l’équipe où nous pouvons observer des lésions microscopiques du muscle sans altération marquée de la qualité de vie de l’animal.