Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 10/04/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-930821)
Deux heures de chirurgie cérébrale par animal, pour implanter des fibres optiques après injection intracérébrale : 260 souris vont être utilisées, toutes tuées à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur indique des douleurs, un inconfort, une perte de poids possible et une mobilité réduite les deux jours suivant l’opération. Elles inhalent ensuite du protoxyde d’azote ou un gaz témoin, dans une boîte en plexiglas qu’il qualifie lui-même d’anxiogène, pour observer en direct l’activité de leurs neurones et clarifier les mécanismes d’un gaz déjà employé en clinique psychiatrique. Le choix de la souris repose sur des homologies avec l’humain dans l’organisation des systèmes de neurotransmission, et sur le fait que la technologie d’imagerie n’est validée que dans cette espèce.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Outre la souffrance engendrée, l’impact socio-économique croissant des maladies psychiatriques liées au stress telles que la dépression et le trouble de stress post-traumatique est particulièrement important. La découverte de nouveaux traitements efficaces, sûrs et d’action rapide pour lutter contre ces troubles psychiatriques est donc toujours un enjeu majeur, en particulier devant l’efficacité toute relative des traitements actuels. Récemment, certaines études cliniques ont pu montrer que l’exposition au protoxyde d’azote (gaz hilarant) induisait une amélioration clinique des symptômes de la dépression dans les heures suivants l’exposition et maintenue au moins 2 semaines voire plusieurs mois pour certains patients. Si la littérature est moins abondante, certaines études suggèrent également un potentiel effet facilitateur de l’exposition au protoxyde d’azote sur la réduction des mémoires intrusives liées au trauma, conférant un intérêt certain pour le traitement du trouble de stress post-traumatique. Si cette efficacité doit continuer d’être documentée en clinique, il est egalement important de clarifier les mécanismes neurobiologiques susceptibles de participer aux effets thérapeutiques ou indesirables du traitement dans un cadre expérimental contrôlé. Malgré son utilisation en routine comme agent anesthesique et anxiolitique, les mécanismes d’action du protoxyde d’azote sont en effet assez méconnus. L’objectif de ce projet sera donc d’appliquer, pour la première fois, une technique d’imagerie cellulaire in vivo chez l’animal éveillé afin de caractériser comment l’exposition aigue à ce gaz modifie l’activité des neurones responsables de la libération des principaux neurotransmetteurs du cerveau. Cette étude pilote est importante car elle conditionnera la faisabilité d’études futures utilisant les mêmes outils dans un contexte pathologique.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Bien qu’utilisé en routine dans certaines applications médicales comme calmant et anesthésique, l’effet du protoxyde d’azote sur le système nerveux central reste très mal caracterisé. Cette étude sera la première a implémenter une technologie d’imagerie cellulaire in vivo pour apporter des réponses claires sur les effets aigus de cette molécule, en particulier sur les principaux neurotransmetteurs du cerveau. Par ailleurs, étant donné que le protoxyde d’azote commence à être utilisé dans des protocoles de recherche clinique afin d’étudier ses propriétés antidépressantes, il est fondamental de mieux connaitre ce fonctionnement. A la fois pour informer sur les mécanismes neurobiologiques susceptibles de participer à cette action therapeutique, mais également sur les dangers potentiels de cette utilisation, ce qui est difficile à anticiper sans une idee claire de son action centrale.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Tous les animaux seront soumis à des injections intracérébrales et à l’implantation de fibres optiques sous anesthésie générale, l’intervention durant environ 120 minutes.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
– Injections intra-cérébrales et implantations de fibres optiques : la chirurgie est susceptible d’induire douleurs physiques et inconfort chez l’animal, avec perte potentielle de poids et mobilité réduite dans les 2 jours qui suivent la procédure (pour l’implantation de la fibre optique, l’injection seule étant bien tolérée). Les animaux récupèrent cependant rapidement de ce type de chirurgie, et l’encombrement et le poids de l’implant (canule, et fibre pendant les enregistrements) sont faibles : de nombreux laboratoires ont déjà utilisé ce type d’approche sans encombre sur l’animal mobile et éveillé sans gêne majeure.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux expérimentaux seront euthanasiés à l’issue des enregistrements mesurant les effets de l’exposition au gaz témoin ou au protoxyde d’azote en vue du prélevement des cerveaux afin de réaliser des marquages cellulaires.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Aucune méthode alternative in vitro ou in silico n’est disponible à ce jour pour répondre à la problématique posée. La souris est par ailleurs un choix pertinent de par les homologies structurelles qui existent avec l’homme dans l’organisation des systèmes de neurotransmission et les structures cérébrales visées dans le projet.
2. Réduction
Les effectifs (65 par groupe et par sexe, soient 260 au total) ont été calculés pour garantir la fiabilité statistique de nos conclusions . Ces effectifs prennent par ailleurs en compte qu’il faut mitiger les déviations potentielles des coordonnées ciblées lors des implantations et des injections cérébrales, correspondant à un taux de succès de 75%.
3. Raffinement
En plus des normes en vigueur, l’hébergement des souris sera enrichi avec des buchettes en bois et du matériel de nidification additionnel. En ce qui concerne les chirurgies stéreotaxiques, les soins pré- et post-opératoires sont bien établis afin de minimiser les risques de porter atteinte au bien-être de l’animal (antalgie, anesthésie locale, traitement anti-inflammatoire et antibiotique si nécessaire), et la formation rigoureuse de l’expérimentateur assure un respect de ces bonnes pratiques. Les points limites bien établis permettront de s’assurer de l’arrêt de l’expérimentation pour tout animal montrant des signes objectifs de souffrance. Une attention accrue sera portée aux animaux pour les soins post-opératoires. De la nourriture appétante et riche en énergie pour les souris (biscuits) sera deposée dans la cage d’hébergement des souris après opération en guise de récompense et pour stimuler leur rétablissement. Le même type de récompense sera sporadiquement administré aux souris pendant les phases d’habituation aux dispositifs expérimentaux afin de minimiser le caractère anxiogène de la boîte en plexiglas.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les similarités entre la neurobiologie humaine et celle de la souris font de cette espèce le modèle animal le plus pertinent pour ce projet, en particulier de part l’organisation cellulaire et la connectivité des systèmes de neurotransmission. Les outils permettant notamment l’application d’imagerie cellulaire in vivo de ces systèmes est par ailleurs validé dans cette espèce. Toutes les souris commenceront le projet à 10 semaines, c’est-à-dire l’âge adulte.