Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 16/12/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-916836)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
De nombreuses pathologies affectant le système nerveux et pour lesquelles il n’existe pas de traitement efficace sont décrites (maladie d’Alzheimer ou de Parkinson pour les plus connues). Ces maladies neurologiques, souvent rares (affectant moins de 1 personne sur 2000), sont très invalidantes voire mortelles et considérées comme la première cause de handicap dans le monde. En 2021, près de 3 milliards d’individus étaient atteints d’une maladie neurologique. Les équipes de Recherche et Développement pharmaceutique travaillent pour mettre au point des candidats médicaments en vue d’améliorer le traitement de patients atteints par ces maladies neurologiques. L’une des difficultés dans le développement de ces candidats médicaments est le passage de la barrière hématoencéphalique BHE (barrière physiologique entre le sang et le cerveau) pour qu’ils atteignent les cellules du système nerveux. Pour passer cette barrière, de nombreux médicaments utilisés pour le traitement des maladies neurologiques sont administrés de façon hautement invasive par injection au niveau des vertèbres entre les méninges chez l’Homme (voie intrathécale IT). La souris, modèle de choix pour évaluer la sécurité et l’efficacité de candidats médicaments de maladies neurologiques, présente une forte homologie physiologique et comportementale avec l’Homme. Cependant la voie IT utilisée en clinique humaine n’est pas réalisable chez la souris du fait de sa petite taille, donc les candidats médicaments sont administrés directement dans le cerveau. De nouvelles formulations utilisant des exosomes (vésicules protéiques naturellement excrétées par les cellules constituant une voie de communication intercellulaire) sont actuellement en cours de développement pour améliorer le passage dans les structures cérébrales, l’activité et/ou la tolérabilité de ces candidats médicaments. De plus, ces formulations pourraient permettre d’envisager l’administration des candidats médicaments chez l’Homme par des voies moins contraignantes que la voie IT. L’objectif de ce projet est d’évaluer la tolérabilité et la biodistribution d’exosomes (passage de la BHE) administrés chez la souris via d’autres voies, moins contraignantes que directement dans le cerveau, (dans une veine ou par le nez), puis d’évaluer la tolérabilité et la biodistribution d’exosomes chargés avec une molécule de référence, après administration par ces 2 voies en comparaison avec la voie de référence(directement dans le cerveau) chez la souris.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Dans le cadre de ce projet, l’évaluation chez la souris de nouvelles formulations mettant en œuvre des exosomes doit permettre d’identifier des voies d’administration telles que la voie intranasale ou intraveineuse, autorisant le passage de la barrière hémato-encéphalique. En effet, actuellement, une grande majorité des médicaments pour le traitement de maladies neurologiques et notamment neurodégénératives sont administrés en clinique par voie intrathécale, permettant de s’affranchir du passage de la barrière hémato-encéphalique et ainsi permettre l’action du médicament sur le cerveau. Cependant, la voie intrathécale est contraignante pour le patient notamment dans le cadre d’administrations répétées. Les bénéfices escomptés de ce projet sont : – d’évaluer la biodistribution et la toxicité potentielle de formulations (exosomes), puis d’une molécule de référence contenue dans ces exosomes (court terme) -l’optimisation des formulations de candidats médicaments pour améliorer leur activité, leur distribution et diminuer leur toxicité. Le fait de charger ces candidats médicaments dans des exosomes peut aussi permettre de protéger la molécule de la dégradation (permettant de réduire le nombre d’administrations et donc la contrainte à la fois pour l’animal mais aussi pour l’Homme), – à long terme, validation et utilisation de voies d’administration autres que la voie intracérébroventriculaire (chez la souris) ou intrathécale utilisée en clinique pour l’administration de candidats médicaments seuls (moins de contraintes pour l’animal et pour l’Homme dans les études ultérieures), – à terme, un traitement plus efficace possiblement moins contraignant pour les patients atteints de maladies neurologiques.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
• Administration unique des composés dans le cerveau nécessitant un abord chirurgical sous anesthésie et couverture analgésique (durée de la chirurgie 30 min environ) • A l’administration (unique) de composés (par injection dans une veine de la queue ou dépôt dans la narine) nécessitant une contention courte ou le passage préalable dans une enceinte thermorégulée • A l’administration (unique) de leurre (par injection dans une veine de la queue) nécessitant le passage préalable dans une enceinte thermorégulée • Administrations d’analgésique (moins de 10 sec, pendant 2 jours max) (maximum 2 x par jour en couverture et selon la voie d’administration du composé testé) • Prélèvements de sang de très faibles volumes sur animal vigile : la contention est d’une durée maximale de 2min et chaque prélèvement dure moins de 30s (maximum 6 points de prélèvement sur 24h) • Administration d’anesthésiques et analgésie en fin d’expérimentation avant euthanasie (moins de 10 sec) • Prélèvement unique de sang réalisé sous anesthésie et analgésie avant l’euthanasie
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Dans le cadre de ce projet, des nuisances ou douleurs peuvent survenir à savoir : – Conséquences directes des actes expérimentaux : • Anesthésie en fin d’expérimentation et potentiellement (selon la voie testée) avant administration des composés étudiés (degré de sévérité léger) • Pour certains groupes de souris : phase de chirurgie sous anesthésie générale nécessaire à l’administration unique du composé d’intérêt dans le cerveau ainsi que la période post-opératoire peuvent générer du stress et une douleur modérée • Administration (unique) de composés nécessitant une contention courte (15sec) (degré de sévérité léger) • Administration unique de composés par voie intraveineuse nécessitant le passage préalable dans une enceinte thermorégulée (durée maximale de 5min), contention dans une boite adaptée à l’espèce utilisée (2min maximum) (degré de sévérité modéré) • Administration de l’anesthésique en fin d’expérimentation préalable à l’euthanasie (degré de sévérité léger) • Prélèvements de très faibles volumes de sang : la contention d’une durée maximale de 2min ainsi que le prélèvement (moins de 30s) peuvent générer du stress et de la douleur (degré de sévérité modéré). – Conséquence indirecte des actes expérimentaux : Le composé administré peut en lui-même induire des effets cliniques et peut provoquer une nuisance (degré de sévérité maximal : modéré, durée maximale des études : 3 semaines) pour l’animal (impacts sur l’activité, état général, variation du poids corporel par exemple).
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
L’ensemble des animaux ayant reçu l’administration d’une formulation ou d’une molécule dans ce projet seront euthanasiés à l’issue de chaque procédure pour réaliser des prélèvements nécessaires aux analyses et à la détermination de leur distribution et/ou activité au sein de l’organisme. Dans le cas des injections intracérébro-ventriculaires (ICV), il est possible que des souris reçoivent uniquement l’analgésie avant l’injection ICV (si un premier animal traité présentait des signes cliniques précoces, les autres animaux du groupe ne seront pas traités et pourront être inclus dans d’autres études). Dans ce cas, elles pourront être réutilisées soit dans cette DAP soit dans une autre DAP après une période suffisante d’élimination du composé et avis vétérinaire
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le but de ce projet est d’évaluer de nouvelles formulations innovantes pour l’administration de candidats médicaments utilisés dans le traitement de maladies neurologiques. Bien qu’ils soient de plus en plus perfectionnés, les modèles in vitro de passage de la barrière hémato-encéphalique restent néanmoins incomplets pour juger de la distribution, de l’activité et de la tolérabilité des candidats médicaments ainsi que de l’interaction avec les autres processus physiologiques retrouvés au niveau de la barrière hémato-encéphalique d’un organisme entier (système immunitaire, cellules sanguines par exemple). L’utilisation d’un modèle animal reste donc nécessaire et la souris est l’espèce rongeur la plus adéquate pour répondre à l’ensemble des objectifs du projet à ce stade de développement (constitution de la barrière hémato-encéphalique, processus physiologiques très semblables à l’Homme, panel comportemental faisant de la souris le modèle de choix dans l’évaluation de l’efficacité et de la sécurité de candidats médicaments à visée neurologique).
2. Réduction
La sélection des formulations contenant des exosomes associées ou non à des candidats médicaments est basée sur des études de screening in vitro et ou silico. Ces méthodes alternatives de screening vitro de passage de la barrière hémato-encéphalique sont utilisées préalablement pour caractériser et sélectionner les formulations à tester dans ces études ce qui permet de réduire fortement leur nombre. Ces études préliminaires de sécurité interviennent avant la mise en place des études incluses dans ce projet. Des tests de chargement de la molécule de référence dans les exosomes associés à des quantifications seront aussi réalisées in vitro préalablement à la mise en place de ce projet. L’ensemble des designs expérimentaux de ce projet est optimisé afin de n’utiliser que le strict minimum d’animaux et de générer des données utilisables pour les études ultérieures. En effet, le nombre d’animaux (3 individus/groupe selon la procédure) est considéré comme un compromis efficace pour interpréter avec fiabilité les résultats scientifiques associés aux objectifs de ce projet tout en utilisant le nombre d’animaux le plus restreint possible. Ce nombre est issu de l’expérience dans le domaine, dans la plupart des projets évaluant une tolérabilité et/ou une distribution, c’est le nombre minimal permettant de donner des résultats interprétables Les études de ce projet permettent d’évaluer l’activité et la distribution de la molécule dans ces formulations et ainsi d’affiner le schéma d’administration pour les études suivantes, diminuant ainsi le nombre total d’animaux pour les études ultérieures (autres DAP). Selon la procédure, plusieurs examens cliniques et paracliniques peuvent être réalisés sur un même animal (observations cliniques, pesées corporelles, prélèvement de sang pour cinétique ou dosages, etc…) réduisant aussi le nombre d’animaux nécessaire à chaque procédure de ce projet tout en respectant les conseils de la Structure de Bien-Etre Animal. Enfin, les prélèvements de petits volumes de sang, permettent de suivre la cinétique sur un même animal, réduisant également le nombre d’animaux nécessaires.
3. Raffinement
Des observations cliniques sont réalisées chaque jour. Dès que des signes cliniques sont observés, une décision rapide est prise par les équipes scientifiques en charge des animaux (sur la base de critères d’arrêt/points limites) puis par le responsable d’étude et le vétérinaire au besoin. Selon la clinique observée, cette décision peut inclure une prescription de soins, ou en dernier recours une euthanasie de l’animal. Pour aider à la décision, une grille de points limites spécifique à l’espèce étudiée et à la voie d’administration est mise en place avant l’apparition des points limites. Dans cette grille, l’attention sera portée sur l’apparition de signes cliniques concernant à minima le déplacement, l’activité, la posture, la respiration ou l’apparition éventuelle de troubles neuromusculaires. En plus de ce suivi quotidien, les administrations seront réalisées de manière séquentielle quelle que soit la voie d’administration concernée : si un premier animal traité présentait des signes cliniques précoces (30 minutes après traitement par ex.), les autres animaux du groupe ne seront pas traités. L’administration des formulations/molécule directement dans le cerveau est réalisée sous anesthésie générale avec une couverture analgésique afin de limiter tout risque de douleur au réveil de l’animal. La phase de chirurgie est ainsi réalisée selon les bonnes pratiques avec des espaces dédiés pour la préparation des animaux et pour la chirurgie, une anesthésie et une analgésie adaptées à la chirurgie, un maintien de la température corporelle de l’animal dès l’anesthésie et une asepsie maintenue pendant toute la chirurgie. De faibles quantités de sang peuvent être rapidement prélevées chez les souris de manière peu invasive et peu stressante, ce qui limite l’impact sur les animaux et respecte leur bien-être. Cette méthode évite d’utiliser les procédures classiques qui nécessitent de placer l’animal dans une enceinte thermorégulée pour dilater les vaisseaux. Dès qu’un acte expérimental est susceptible de causer une douleur), une analgésie adaptée est mise en place en plus de l’anesthésie générale afin de limiter tout risque de douleur. Tous les animaux sont stabulés en groupes, sauf cas exceptionnel justifié scientifiquement (signes cliniques nécessitant un hébergement individuel), avec de l’enrichissement adapté aux besoins de la souris (matériel de nidification, matériel à ronger, tunnel).
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
L’ensemble des procédures de ce projet est réalisé chez la souris car : – La souris présente une forte homologie physiologique, comportementale et génétique avec l’Homme et ainsi une forte valeur translationnelle permettant d’obtenir la meilleure prédiction possible chez l’Homme. S’ajoutent à cela les données historiques (internes, issues de la littérature, par souche, âge, sexe), nécessaires à l’évaluation et l’interprétation des effets ainsi que la disponibilité de nombreuses lignées transgéniques mimant des pathologies humaines chez la souris, permettant d’établir l’efficacité des candidats médicaments dans des études ultérieures. – La voie ICV réalisable chez la souris, pourra être utilisée comme un contrôle positif car elle permet de délivrer les formulations ou candidats médicaments directement dans le cerveau (en s’affranchissant du passage de la barrière hémato-encéphalique). De plus, cette voie d’administration nécessite une chirurgie moins invasive que la voie intrathécale utilisée chez d’autres espèces comme le rat – Les structures cérébrales, dont certaines sont la cible des formulations et des candidats médicaments, peuvent être aisément prélevées et étudiées. – De nombreuses études nécessaires au développement d’une molécule à visée neurologique utilisent ce modèle expérimental, les études sur les exosomes étant classiquement réalisées chez la souris. De jeunes adultes et adultes seront utilisés ce qui correspond à l’âge des animaux utilisés communément dans les protocoles de recherche de molécule à visée neurologique et dans les études d’efficacité ultérieures à ce projet. Ces études vont permettre de présélectionner précocement de nouvelles formulations ainsi que de nouvelles voies d’administrations pour la délivrance de molécules thérapeutiques avant la mise en place des études ultérieures chez le rat par voie intrathécale, même voie utilisée en clinique chez l’Homme.