Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 12/03/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-935866)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le cerveau est un organe privilégié au sein de l’organisme, notamment du fait de l’existence de barrières sang-cerveau qui protègent l cerveau et contribuent aux besoins de celui-ci. Ces barrières sont de deux types : la barrière hématoencéphalique (entre le sang et le tissu cérébral) et la barrière sang-liquide céphalorachidien (entre le sang et le liquide qui entoure le cerveau). Au cours de la période périnatale, le cerveau par l’intermédiaire de ces barrières sang-cerveau peut être soumis à des traumatismes multiples : inflammation, hypoxie (manque d’oxygène) ou autres facteurs de risque tel que le retard de croissance intra-utérin (RCIU). Ces traumatismes, surtout lorsqu’ils sont associés, peuvent être responsables de déficiences sévères à long terme. En France, on estime que la moitié des déficiences sévères constatées chez l’enfant de 7 à 8 ans est d’origine périnatale. L’objectif de notre projet qui sera réalisé au sein de deux établissements utilisateurs EU1 et EU2 , est d’évaluer les lésions induites par l’inflammation sur le cerveau en développement à l’aide de différents modèles. Nous souhaitons comprendre le lien entre les lésions cérébrales et l’altération des barrières sang-cerveau. Notre projet permettra de mieux comprendre comment et pourquoi surviennent des lésions cérébrales sévères en période périnatale. Nous avons également pour objectif de mieux prendre en charge ces lésions sévères en testant l’efficacité d’une molécule neuroprotectrice pour prévenir ou diminuer ces déficiences.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Nous estimons que ce projet nous permettra d’apporter des informations importantes sur le lien entre l’altération des barrières sang-cerveau et les troubles du neurodévelopement. Il est probable que la compilation de plusieurs agressions soit à l’origine de lésions cérébrales plus durables que dans le cadre d’un stress inflammatoire seul. Par exemple des différences de signal pourraient être visualisés en micro-IRM chez les animaux ayant subis une inflammation et une hypoxie. Par ailleurs nos premiers résultats montrent que la barrière sang-cerveau est plus impactée en cas d’agressions multiples à court terme. Les consequences à long terme doivent donc être caractérisées. Enfin ce projet ouvrira une perspective therapeutique interesante qui sera etayées par des données mécanistiques.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Le projet débute avec une mise en reproduction de deux animaux (un mâle et une femelle par cage) pendant une nuit seulement. Un prélèvement vaginal sur animaux vigiles est ensuite effectué pour confirmer la présence de spermatozoïdes et donc valider le premier jour de gestation. Quelques secondes seulement sont nécessaires pour procéder au frottis et aucune contrainte physique n’est appliquée à l’animal. Une anesthésie n’est pas envisagée pour éviter d’appliquer un stress supplémentaire à l’animal. Ces femelles gestantes sont ensuite soumises à un régime alimentaire hypo-protéiné durant toute la période de gestation (22 jours, 10 femelles). Enfin les animaux des portées sont soumis en postnatal à une injection intraperitonéale de lipopeptide accompagnée ou non d’une molécule thérapeutique neuroprotectrice qui se fait sous anesthésie gazeuse, et à un environement hypoxique modèré pendant 2 heures. Les analyses sont ensuite effectuées entre 1 et 28 jours (216 animaux) . Certains animaux sont soumis à une IRM au plus tard 21 jours après la naissance, qui s’effectue également sous anesthése gazeuse (18 animaux). L’ensemble du projet sera réalisé dans l’établissement utilisateur EU1, sauf pour la réalisation des IRM qui sera réalisée dans l’ établissement utilisateur EU2.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les femelles sont soumises à un régime hypo-protéiné qui peut affecter leur comportement durant toute la période de gestation. Une inactivité ainsi qu’une perte de poids associé à ce régime pourra être observé durant la période de gestation. Les ratrons soumis à l’hypoxie à l’exposition au lipopetide se nourissent moins pendant les premières 24h (augmentation de poid réduite d’environ 50 % par rapport aux controles), difference qui disparait ensuite.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux des portées ayant subi une intervention sont mis à mort à differents temps post-nataux afin de collecter les tissus pour analyses. Les mères soumises à un régime alimentaire hypoprotéiné sont mises à mort après utilisation ou sevrage des petits.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Bien que des modèles in vitro de barrières sang-cerveau (e.g. cellules endothéliales cérébrales) protectrices existent, ils ne permettent pas d’étudier l’influence globale des differentes cellules cérébrales sur la perméabilité de ces interfaces, et ne permettent pas de mimer des pathologies périnatales tels que le retard de croissance fetal. Par ailleurs, le role reconnu de la circulation du liquide cérébrospinal dans les processus neuroinflammatoire , en particulier comme vecteur de cellules immune et de cytokines, ne peut être reproduit in vitro à l’identique de la physiologie. Les séquelles neurologiques résultantes d’une atteinte périnatale dépendent de mécanismes complexes impossibles à reproduire in vitro. Nous testons une molécule neuroprotectrice dont l’administration ne prend sens que dans un modèle d’étude globale in situ. L’analyse in vivo reste donc incontournable pour ce projet de recherche.
2. Réduction
– Les rates gestantes ne bénéficiant pas d’un régime pauvre en protéine au cours de la grossesse pourront être utilisées pour de nouvelles reproductions (jusqu’à 5 reproductions par femelle). – Nous prévoyons un nombre de six animaux par lot expérimental, et chaque condition reproduite sur 2 portées différentes, afin d’assurer la fiabilité statistique des données générées. – Les portées chez ces rats sont habituellement d’au moins 12 animaux ce qui permettra de réaliser des comparaisons au sein d’une même portée. Enfin les données obtenues dans le cadre d’une étude précédente seront incorporées, ce qui limite fortement le nombre d’animaux inclus dans cette présente demande.
3. Raffinement
– Les rates utilisées pour les reproductions observeront une période quiescente d’un mois minimum entre une naissance et une nouvelle mise en reproduction. – La methode du régime pauvre en protéine est reconnue comme moins invasive que les autres méthodes d’induction d’un retard de croissance (ligature des artères utérines). Le poids des rates gestantes bénéficiant d’un régime pauvre en protéine sera suivi régulièrement tous les trois jours à partir de la mise en reproduction – Les ratons issus du modèle RCIU seront suivis attentivement avec un contrôle pondéral régulier. – Après traitement ou manipulation, les animaux seront replacés avec la rate avec suivi du comportement maternel et de l’allaitement. – Pour l’exploration par IRM, la mère avec la portée sera transférée avec la litière et l’enrichissement dans une cage de transport qui présentera un couvercle avec un emballage carton opaque. Les ratons seront transportés avec leurs mères dans des conditions de température controlée. La proximité des deux lieux géographiques (500 mètres) permet de minimiser le temps de transport. Les ratons seront séparés de leur mère uniquement pendant le temps de l’examen.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les expériences décrites dans ce projet seront effectuées sur des rats Sprague Dawley (SD) puisqu’il s’agit de l’espèce utilisée dans les études précédentes. C’est une espèce de prédilection pour des expérimentations qui requiert une optimisation des gestations. Les femelles de cette lignée ont en effet des portées importantes et régulières. Elles s’occupent très bien de leurs petits et récupèrent très vite après une chirurgie. Les dnnées déjà acquisent l’ont été avec ce modèle. LLes prélèvements et mesure de perméabilité seront effectué chez le raton après la naissance, puis chez l’animal agé de 30 jours. Ces différents temps nous permettront d’évaluer l’effet du RCIU et de l’hypoxie associés ou non à l’inflammation sur l’integrité des interfaces sang-cerveau au cours du déveopement précoce, ainsi qu’une fois la fenêtre de plasticité cérébrale refermée (Impact sur la programmation foetale, P30).