Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 23/07/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-866924)
2 760 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, chacune buvant pendant quatre mois une eau additionnée des molécules testées, puis nageant dans la piscine de Morris quatre fois par jour pendant cinq jours. Les procédures impliquent un niveau de souffrance léger à modéré. S’y ajoutent deux séjours de deux jours et deux nuits en cage individuelle munie d’une roue, pour mesurer l’activité de souris que le porteur décrit comme apathiques. Ces souris portent des mutations qui provoquent un déficit cognitif et des troubles de la mémoire s’aggravant avec l’âge, et le bénéfice annoncé, une future utilisation de ces molécules dans le traitement clinique de la maladie d’Alzheimer, reste au conditionnel.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les patients atteints de la maladie d’Alzheimer (MA) présentent dans leur cerveau des aggrégats protéiques toxiques que sont d’une part les dégénérescences neurofibrillaires composée de protéine Tau et les plaques sénilescomposées en majorité du peptide amyloïde (Ab). Selon l’hypothèse amyloïde, l’Ab serait le principal responsable des dysfonctionnements liés à la MA or nos résultats montrent que son précurseur, le fragment C99 contribue aussi à la pathologie. Au laboratoire, nous avons mis en évidence une accumulation très précoce de ce fragment dans le cerveau de souris modèle de la MA ce qui conduit à des dysfonctionnements cellulaires et contribue à un deficit cognitif. En plus de la pathologie liée au peptide Ab et au fragment C99, l’aggrégation de la protéine Tau observée dans les cerveaux des patients Alzheimer conduit à un dysfunctionnement synaptique. De manière interéssante, de nouvelles molécules sont capables de diminuer à la fois la pathologie liée à Tau et celle liée à l’Ab. L’objectif de ce projet est d’explorer l’effet de ces nouvelles molécules sur la pathologie liée au fragment C99 dans plusieurs modèles murins de la MA.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ces nouvelles molécules ont été décrites comme améliorant le déficit cognitif des souris en réduisant à la fois la pathologie liée à la protéine Tau et celle liée au peptide Ab. Ce projet a pour but non seulement de confirmer l’effet de ces nouvelles molécules sur un nouveau modèle murin de maladie d’Alzheimer combinant à la fois la pathologie Tau et celle d’Ab mais aussi d’étudier spécifiquement l’effet de ces molécules sur la pathologie liée au fragment C99. Ce projet de recherche fondamentale devrait apporter des informations importantes sur les mécanismes moléculaires que pourraient cibler ces molécules et déterminer si ces molécules sont capables de restaurer des phénotypes pathologiques liés au fragment C99. Il devrait également fournir des perspectives cruciales pour une future utilisation de ces molécules dans le traitement clinique de la maladie d’Alzheimer.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux subiront au plus 3 interventions: 1-Le traitement par une administration des molécules dans l’eau de boisson pendant 4 mois. 2-Les mesures d’activité et de distance parcourue dans la roue dans des cages métaboliques : pour chaque souris 2 passages sont prévus avant et après le traitement pendant 2jours et 2nuits consécutives. 3-Le test de mémoire qui consiste en 5 jours d’apprentissage avec 4 essais par jour d’une minute, 2 tests d’une minute 24h et 72h après le dernier jour d’apprentissage et un test visible comportant 3 essais d’une minute le même jour .
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les souris utilisées dans ce projet ont un phénotype dommageable avec un déficit cognitif, des défauts d’apprentissage et de mémorisation qui s’aggravent avec l’âge. Les molécules utilisées dans ce projet ont déja été administrées à des souris sauvages ou transgéniques pendant 4 mois à une concentration de 1mg/kg sans effet indésirable visible sur l’état physiologique des souris conservant un poids stable, une consommation d’eau et de nourriture stable et un comportement normal dans la cage. Au cours du test de la piscine de Morris, les souris sont contraintes à nager dans l’eau qui est un environnement stressant pour les souris mais la durée de chaque passage dans la piscine ne dure qu’une minute, 4 fois par jour pendant 5 jours durant la phase d’apprentissage et une minute pendant la phase de test. Les mesures d’activité dans les cages métaboliques consistent à isoler les souris dans des cages individuelles 2 jours et 2 nuits consécutifs pour comptabiliser les mouvements de chaque souris. Ce test peut éventuellement générer un léger état d’anxiété lié à l’isolement social mais nous estimons que la durée n’est pas suffisament longue pour avoir une quelconque conséquence pour le bien être des animaux. De plus cet isolement est compensé par la présence d’une roue dans la cage considérée comme un enrichissement de l’environnement. Pour les analyses histologiques, certaines souris seront profondément anesthésiés et pour éviter toute douleur à l’animal, avant toute intervention, la profondeur de l’anesthésie sera vérifiée au préalable par l’absence de réaction de l’animal au pincement de la membrane inter-digitale.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue de chaque procédure, tous les animaux seront mises à mort afin de récupérer leur cerveau et effectuer les analyses biochimiques et histologiques nécéssaire au projet scientifique.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les expériences de comportement de souris telles que la piscine de Morris ou les mesures d’activités ne peuvent malheureusement pas être remplacées par des expériences in vitro. Cependant toutes nos expériences biochimiques, immunohistologiques et nos analyses des mécanismes moléculaires sont étudiées en parallèle sur des modèles cellulaires exprimant les mêmes mutations ou le fragment C99.
2. Réduction
Nous utiliserons des tailles d’échantillons garantissant une puissance statistique suffisante tout en minimisant le nombre d’animaux utilisés dans le respect éthique de la règle des 3R (remplacement, réduction et raffinement). Le nombre de souris pour chaque procédure est ainsi déterminé par une méthode statistique adaptée. Les tests de comportement que nous utilisons ont déjà été testés sur nos modèles de souris et nous avons déjà établi un protocole bien déterminé ce qui évitera de réaliser des expériences préliminaires de mise au point. Notre étude comportementale requière des groupes de 30 à 33 animaux minimum. Cependant, pour réduire le nombre d’animaux, quand cela est possible, les mêmes groupes de souris seront utilisés pour plusieurs test comportementaux et pour les analyses biochimiques et immunohistochimiques.
3. Raffinement
Nos modèles de souris sont utilisés en routine dans notre laboratoire et sont désormais très bien caractérisés et ont déjà fait l’objet de projet expérimentaux en 2014 et 2017. Ainsi pour chaque modèle, nous connaissons très bien la cinétique d’apparition et d’évolution de la pathologie pour déterminer les âges adéquats et pouvoir traiter nos souris en préventif (4 mois) ou en curatif (12mois). Pour évaluer au mieux le phénotype de type apathique des souris, nous utilisons des cages métaboliques munies d’une roue ce qui nous permet de mesurer leur activité dans la roue et ainsi d’évaluer au mieux le phénotype apathique. Pour atténuer au maximum le stress causé par le test de memoire pour lequel les souris sont contraintes de nager dans l’eau, une phase d’habituation sera réalisée avant le début du test. La température de l’eau utilisée permet un bon équilibre entre motivation et bien-être de l’animal et dès la sortie de l’eau, les souris seront séchées sur un papier absorbant et la cage placée sur un tapis chauffant. Pour limiter le stress, les souris sont hébergées dans des cages comportant une maisonnette ainsi que de la ouate favorisant la nidification. Pour définir le plus objectivement possible le bien être des souris et assurer au mieux leur survaillance tout au long de chaque procédure, nous utiliserons une grille de scores et nous nous référons aux points limites établis préalablement.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Pour déterminer in vivo si ces molécules sont bénéfiques dans le traitement contre la maladie d’Alzheimer au niveau comportemental, et pour étudier in vivo les mécanismes moléculaires impliqués dans l’effet bénéfique des molécules, nous sommes contraints d’utiliser des modèles de souris mimant la maladie et présentant des déficits cognitifs. Les données scientifiques générés dans ce projet seront cruciales pour une application thérapeutique future à un stade précoce de la maladie étant donné que le C99 intervient de manière beaucoup plus précoce que l’Ab dans la pathologie. En tenant compte de nos résulats antérieurs, nous avons choisi de tester l’effet des molécules à 2 âges : un âge précoce (2mois) pour voir si les molécules sont capables de retarder le comportement de type apathique; et un âge plus tardif (12mois) pour voir si les molécules sont capables de restaurer les déficits cognitifs et le retard d’apprentissage spatial présent à cet âge.