Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 19/09/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-919601)
216 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Rendues obèses par un régime gras, elles subissent des prises de sang, des tests de glycémie, un gavage au glucose, une irradiation de 10 Gy et une greffe de moelle osseuse, avant le prélèvement du foie, pour étudier le rôle de l’enzyme ELOVL5 dans la stéatose hépatique. Le porteur précise qu’aucun antalgique ne sera administré pour ne pas fausser l’étude de l’inflammation. Il présente la souris comme proche de l’humain pour le métabolisme des lipides et juge le modèle « nécessaire ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
La stéatose hépatique est une atteinte du foie touchant environ 20% de la population française. Elle a une forte prévalence chez les patients atteints de diabète de type 2, ainsi que les patients en situation d’obésité (17% de la population). Elle se caractérise par la présence de vésicules graisseuses dans les cellules du foie. Cette accumulation excessive de lipides est asymptomatique mais entraine une inflammation qui a terme fourni un terrain favorable au développement de processus cancéreux. L’élongase ELOVL5 est une enzyme jouant un rôle important dans le métabolisme des lipides. Il a été démontré qu’ELOVL5 est un déterminant clé de la composition lipidiques au sein des cellules immunitaires du foie, et aurait un impact sur leur activation et donc l’inflammation. L’objectif est de mieux comprendre le rôle d’ELOVL5 dans le foie ainsi que dans ces cellules immunitaires, dans un contexte de stéatose et d’inflammation du foie, à des stades précoces jusqu’à des stades plus poussés liés à l’apparition de tumeurs. La compréhension de ces mécanismes lipidiques est un élément clé pouvant aider au développement de potentiels traitements de ces atteintes du foie.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet nous permettra d’établir une caractérisation du modèle de souris n’exprimant pas ELOVL5. Ainsi nous pourront évaluer l’impact d’ELOVL5, notamment sur le foie, le tissu adipeux et les cellules immunitaires, en dehors de tout contexte de stéatose induite. Cette caractérisation est essentielle pour permettre la compréhension de l’impact constitutif de la délétion d’ELOVL5. Différents régimes riches en gras induisant une stéatose seront utilisés pour étudier ELOVL5 dans un contexte d’obésité associé à une stéatose hépatique. Nous pourrons ainsi caractériser les différences induites par le régime entre des souris dites « sauvages » face à des souris n’exprimant pas ELOVL5, et ainsi nous permettre de caractériser sans rôle spécifique dans la mise en place la stéatose, à différents stades, ainsi que dans des stades précoces d’initiations de la carcinogenèse hépatique. Cependant, cette caractérisation sera la résultante d’un impact global d’une délétion d’ELOVL5. C’est pourquoi nous devrons également recourir à la transplantation de moelle osseuse (générant les cellules du sang, dont les cellules immunitaires) génétiquement modifiée (ici issue de la délétion d’ELOVL5). Celle-ci nous permettra d’étudier la contribution d’ELOVL5 dans la mise en place de la stéatose hépatique (via un régime riche en lipides) sans que les hépatocytes ne soient directement touchés par l’absence d’ELOVL5, et nous permettant ainsi de s’intéresser spécifiquement à son rôle au niveau des cellules immunitaires du foie.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
– Prises de sang au niveau caudal : maximum 3 par animal, à intervalles d’au moins une semaine – Prélèvement de gouttes de sang pour des tests de glycémie (résistance à l’insuline (test 1) ou tolérance au glucose (test 2)) : 7 gouttes par test, la durée d’un test est de 2 heures. Les test 1 et test 2 seront séparés d’une semaine, et répétés au bout de 16 semaines sous régime – Injection intra-péritonéale d’insuline – Gavage via une sonde de gavage adaptée (gavage au glucose) – Irradiation de souris (dose de 10 Gy) – Injection intraveineuse
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les régimes riches en gras vont induire une obésité chez les souris ainsi qu’une stéatose, qui est asymptomatique. Le régime le plus fort va induire une stéatose hépatique plus importante, pouvant mener à la formation de tumeurs (à des stades précoces) au niveau du foie. Les souris irradiées se retrouveront immunodéprimées après l’irradiation durant la prise de la greffe (2 semaines), celles-ci sont soumises à une antibiothérapie durant 4 semaines pour compenser. Un amaigrissement excessif, des signes de déshydratation, ou une immobilité / prostration peuvent être constatés : les animaux seront immédiatement euthanasiés (par anesthésie profonde et dislocation cervicale) car ces signes traduiront vraisemblablement un rejet de la greffe. Il est a noté que, selon notre expérience, ce type de situation est rare.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les souris seront euthanasiées à la fin de chaque procédure car il nous sera nécessaire de prélever le foie, le tissu adipeux et la moelle osseuse des souris pour des analyses plus poussées.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’utilisation de modèles animaux pour étudier la stéatose est nécessaire car il s’agit d’un processus complexe, faisant intervenir des interactions entre lipides, inflammation, macrophages et hépatocytes ne pouvant être modélisé in vitro. De manière générale, il existe de fortes similarités génétiques, développementales, physiologiques et biochimiques entre la souris et l’homme. Notamment, le rôle et le profil d’expression d’ELOVL5 est similaire entre l’homme et la souris. Cela est également vrai pour d’autres enzymes essentielles impliquées dans le métabolisme des PUFAs. Cela nous permettra donc d’extrapoler plus aisément les conclusions de nos études métaboliques à la situation humaine pour étudier l’effet de l’inactivation de ELOVL5.
2. Réduction
Le nombre d’animaux prévu est calculé sur la base d’études antérieures. Compte tenu de la variabilité interindividuelle et des effets biologiques observés après l’inactivation de gènes clés, des groupes de 10 animaux seront utilisés pour établir des différences significatives dans la formation de lésions hépatiques. Les expériences seront réalisées chez des souris mâles et femelles afin de tenir compte du dimorphisme sexuel.
3. Raffinement
Les régimes alimentaires utilisés mènent au développement de la stéatose, qui est indolore et asymptomatique (hors prise de poids). L’injection des cellules souches hématopoïétiques sera réalisée dans la veine de la queue par une personne expérimentée. Durant la période de prise de la greffe, les animaux recevront des antibiotiques afin de limiter le risque infectieux (4 semaines). Les animaux seront surveillés quotidiennement. Si une perte de poids supérieure à 20% du poids corporel est observée sur une période de 2 jours, les animaux seront euthanasiés après anesthésie. Ce type d’évènements est extrêmement rare. Nous ne pourrons pas administrer de traitement antalgique afin de ne pas interférer avec notre expérience qui repose sur l’étude de l’inflammation. Le volume de sang prélevé n’excédera pas 10% du poids corporel. Le milieu d’hébergement sera enrichi avec des feuilles de papier. Les animaux seront hébergés en groupe de 5 à 10 animaux.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Il existe de fortes similarités génétiques, développementales, physiologiques et biochimiques entre les souris et l’homme concernant le rôle d’ELOVL5. Notamment, l’activité des différentes élongases (dont ELOVL5) et d’autres enzymes intervenant dans le métabolisme des PUFAs dans le foie est similaire entre souris et humains (contrairement à d’autres modèles animaux). Les voies de production et l’élongation des acides gras polyinsaturés restent donc très similaires. De plus, les élongases ont un profil d’expression similaire dans le foie entre la souris et l’humains. Tous ces éléments permettront ainsi d’extrapoler plus facilement et de manière plus fondée les conclusions de nos études à l’homme. Des animaux adultes (8 semaines) seront utilisés, la stéatose hépatique touchant principalement une population adulte.