Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 15/10/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-882567)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la principale cause de décès en Europe, avec 4 millions de morts par an. Elles représentent plus de 50 % des cas et touche davantage les femmes âgées. Ces maladies sont associées à des facteurs comme l’obésité et le diabète de type 2, mais leur diagnostic reste complexe et aucun traitement spécifique n’existe. Cela est dû au manque de connaissances sur les mécanismes de relaxation du cœur. Des laboratoire de recherche ont récemment découvert une nouvelle phase de maturation du cœur après la naissance, caractérisée par l’apparition de structures appelées « crêtes » à la surface des cellules cardiaques. Ces crêtes hébergent des mitochondries spécifiques appelées mitochondries subsarcolemmales (SSM), qui jouent un rôle clé dans la fonction cardiaque. Nous avons, ainsi, développé une méthode spécifique de prélèvement du cœur chez la souris permettant de préserver ces crêtes et leurs mitochondries SSM. Grâce à cela, nous avons identifié les marqueurs moléculaires de la relaxation cardiaque et montré l’influence des œstrogènes et du métabolisme foie sur ces structures. De plus, nos travaux récents indiquent que le rythme circadien (cycle jour/nuit) pourrait également être impliquer dans la régulation de ces structures cardiaque. L’objectif de ce projet est d’explorer plus en détail l’impact des hormones sexuelles, du métabolisme foie et du rythme circadien sur ces crêtes/SSM et sur la fonction cardiaque, en utilisant différents modèles de souris. Nous étudierons aussi les différences entre mâles et femelles pour mieux comprendre pourquoi les MCV touche davantage les femmes âgées. Le projet se déroule dans deux Établissements Utilisateurs.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
L’étude des oestrogènes et du métabolisme du foie en respectant le rythme circadien permettra de mieux comprendre les mécanismes moléculaires régulant la fonction cardiaque physiologique. Ceci apportera des informations indispensables pour mieux comprendre l’apparition des MCV en physiopathologie, et pour, à termes, permettre un diagnostic plus précoce et une meilleure prise en charge (médecine personnalisée homme/femme, moment de la journée le plus propice pour détecter les anomalies diastoliques) de ces patients.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Dans le premier établissement utilisateur : chirurgie de 15min – 2 prélèvements sanguins de 10 sec – 1 mise à jeun de 15h30 – mise à mort terminale. Dans le second établissement utilisateur : la mise à mort terminale.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Pour l’ovariectomie : comme toutes chirurgies, les risques attendus sont majoritairement des complications postopératoires comme des infections, hémorragie, des adhérences internes et des problèmes de cicatrisation (fils cassés). De plus, même si la prise en charge de la douleur est totale lors de cette procédure, l’animal peut ressentir une gêne temporaire lors du réveil dont les signes sont : poils hérissés, isolement des congénères, perte de poids supérieure à 10%. Enfin, des fils de suture peuvent être arrachés les jours suivant l’opération. Un suivi attentif sera réalisé pour limiter ces risques et intervenir rapidement en cas de complication. Concernant la mise à jeun : Le jeun prolongé peut entraîner une perte poids rapide, une augmentation du stress et de la nervosité chez les animaux. Les signes de stress liés à la mise à jeun peuvent inclure une hyperactivité, des comportements d’auto-mutilation ou un isolement social accru. Un suivi strict sera effectué pour minimiser ces effets et garantir que les animaux ne subissent pas de déshydratation excessive ou de détresse importante.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Le but à la fin de chaque procédure est d’étudier l’architecture cardiaque au niveau cellulaire et moléculaire. Par conséquent, tous les animaux seront donc euthanasiés à la suite du prélèvement cardiaque.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
A ce jour, Il n’existe pas d’autres techniques pour étudier la fonction diastolique et sa dysfonction dans l’ICFEP chez la souris. En particulier, la régulation de la fonction diastolique par les œstrogènes et le métabolisme hépatique ne peuvent être investigués que dans un modèle animal vivant, car ces mécanismes nécessitent l’étude de l’organe en fonctionnement. Les modifications structurales et fonctionnelles causées par l’ICFEP ainsi que l’impact des facteurs environnementaux ne peuvent pas être étudiés que par le prélèvement du coeur permettant un accès direct au tissu cardiaque et à l’architecture en crêtes/SSM des cardiomyocytes mais également à son fonctionnement. En effet, grâce à des techniques d’imagerie confocale et des techniques biochimiques (western blot) sur biopsies cardiaques fraiches, nous pouvons obtenir des informations détaillées sur l’expression et la localisation spatiale de déterminants moléculaires clés des crêtes/SSM et de la fonction diastolique, tels que Ephrin-B1 et Claudine-5. Ces approches permettent une analyse quantitative en profondeur des structures et de leur régulation. De plus, grâce à ces approches d’imagerie spatiale dans le tissu cardiaque, nous pouvons suivre l’expression d’enzymes métaboliques spécifiques des SSM (CPT1b, BDH1, Hexokinase…). Enfin l’utilisation de la microscopie électronique à transmission combinée à la microscopie confocale à fluorescente sur le tissu cardiaque permet de visualiser directement l’architecture des cardiomyocytes à l’échelle cellulaire et au niveau ultrastructural. Ces analyses offrent un aperçu détaillé des processus biologiques à l’échelle tissulaire.
2. Réduction
L’équipe a mis au point une méthode innovante de prélèvement de biopsies cardiaques qui peuvent être analysées par plusieurs méthodes complémentaires pour étudier les crêtes/SSM. Cette approche permet d’optimiser l’utilisation des animaux, en obtenant plusieurs résultats à partir d’un seul individu. De plus, nos études antérieures ont montré que l’utilisation de 50 souris par groupe constitue le minimum nécessaire pour effectuer une analyse statistique robuste et une évaluation complète de l’architecture et du fonctionnement cardiaque en fonction des différents facteurs externes étudiés. Ce nombre permet de garantir la puissance statistique des résultats, tout en minimisant le nombre d’animaux utilisés.
3. Raffinement
Bien-être et suivi des animaux : Pour limiter le stress des souris et assurer leur bien-être, plusieurs mesures sont mises en place. Elles ont un accès permanent à la nourriture et à l’eau, évitant toute déshydratation. Leur environnement est enrichi avec du papier, du carton et des tunnels, favorisant la construction de nids, l’activité physique et les interactions sociales. Un suivi rigoureux est assuré via une grille d’évaluation élaborée avec les soignants, permettant de détecter rapidement tout signe de stress ou d’inconfort et d’adapter les conditions si nécessaire. Intervention chirurgicale (ovariectomie) : Comme toute opération, l’ovariectomie comporte des risques (infection, saignement, cicatrisation difficile). Bien que la douleur soit prise en charge, un inconfort temporaire peut survenir après le réveil. Un suivi quotidien est prévu pendant une semaine afin de s’assurer de la bonne récupération des animaux. En cas de signes de douleur ou de stress (poils hérissés, isolement, perte de poids), un traitement antidouleur sera administré en concertation avec le vétérinaire. Si l’état de l’animal ne s’améliore pas, il sera retiré de l’étude. En cas de rupture des points de suture, une nouvelle anesthésie sera réalisée pour leur remplacement sous surveillance stricte afin de limiter tout inconfort supplémentaire. Mise à jeun : Le jeûne peut provoquer une perte de poids rapide et un stress accru. Pour améliorer la tolérance à cette privation, les animaux seront surveillés et leur environnement enrichi (ajout de nids pour encourager le regroupement et réduire le stress social). De plus, comme les souris sont nocturnes, le jeûne commencera en fin de journée, période où leur métabolisme est plus lent et leurs besoins énergétiques moindres, réduisant ainsi l’impact de la privation alimentaire. Les animaux seront transportés entre les deux établissements suivant une procédure de transport déclarée lors de l’agrément de l’établissement (cheminement et conditions de transport validés par signature d’une charte de transport).
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Nous utilisons des souris car nous avons pu générer grâce à cette espèce de nombreux modèles transgéniques présentant une délétion dans un organe spécifique de protéine d’intérêt pour étudier la régulation de la fonction cardiaque à l’âge adulte chez le mâle et la femelle. Les animaux (les mâles et les femelles) sont tous utilisés au stade postnatal 60 jours (jeune adulte) quand le cœur a fini définitivement sa maturation ou au stade postnatal 20 jours quand le cœur va engager sa dernière phase de maturation cardiaque.