Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2024-09-17 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-961022)
48 babouins vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chaque femelle retenue passant dix fois deux heures sous anesthésie, intubée et sous myorelaxant, à raison d’une acquisition IRM par semaine pendant dix semaines. Vingt-quatre femelles gestantes sont d’abord anesthésiées pour dater leur gestation, avec un prélèvement de 12 mL de sang. Aucune n’est tuée, elles sont sorties de leur groupe social le temps des acquisitions puis réintroduites, et pourront être réutilisées dans d’autres projets. Le porteur écrit que la loi française interdit d’acquérir des images IRM sur une femme enceinte sans justification médicale, encore moins de façon répétée pendant plus de dix semaines, et applique précisément ce protocole à des babouines gestantes.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Ce projet inter-disciplinaire rassemble des spécialistes en anatomie corticale, analyse de données, physique de l’IRM, primates-non-humains, neuroradiologie foetale, et anesthésie. Il doit etre effectué sur 2 EUs. Le sujet est l’étude du développement cortical pré-natal en utilisant l’imagerie par résonance magnétique (IRM). Notre objectif est de construire et partager une base de données longitudinale d’images du cerveau foetal en développement chez des primates non-humains (babouins, Papio Anubis), avec une très bonne résolution temporelle. Cette base de données unique en son genre permettra d’observer le cerveau en développement à raison d’une image IRM par semaine entre les 14eme et 24eme semaines de gestation, période pendant laquelle le plissement cortical se forme et change de manière très importante. Aucune base de données de ce type n’existe à l’heure actuelle, alors qu’une telle ressource est cruciale pour l’étude et la compréhension du développement cérébral pré-natal et des pathologies associées. La base de données constituée sera mise à disposition librement auprès de la communauté de neuro-imagerie. Une étude pilote a déjà été effectuée en 2019, approuvée par le comité d’éthique local, et a permis de démontrer la faisabilité du projet et d’en préparer la réalisation en développant et optimisant les aspects les plus critiques de telles acquisitions IRM : anesthésie, prise en charge des animaux, séquences d’acquisition, et pré-traitement des données. Une saisine déposée en 2020 pour 4 ans a permis l’acquisition de 2 sujets après le pilote, il s’agit maintenant de mettre en oeuvre notre démarche expérimentale sur 8 femelles gestantes afin de constituer une vraie base de données. Nous réaliserons 10 acquisitions avec une semaine d’intervalle entres chacune d’entre elles, sur chacune des dix femelles (et donc leur foetus). Le pilote a permis d’optimiser et calibrer 3 éléments : le protocole d’anesthésie, maintenant la mère dans des conditions physiologiques stables et sans neuro-toxicité pour le foetus ; les séquences d’acquisition IRM, pour imager de manière optimale un volume d’intérêt très petit dans des conditions difficiles; et la reconstruction des données, spécifique à ce genre d’acquisitions. Ce projet innovant et difficile à réaliser aura des conséquences à court et à long terme sur l’imagerie foetale clinique, la compréhension du développement cérébral, et les pathologies neurologiques associées.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les mécanismes sous-tendant le développement cérébral humain restent encore trop largement inconnus. En particulier, la gyrification, c’est-à-dire la manière dont le cortex cérébral se plisse pendant le développement in-utero, et ses liens avec la connectivité cérébrale, ne sont pas encore compris. Pourtant, la gyrification est un marqueur important du développement et des défauts de gyrification sont associés avec nombre de pathologies neurodéveloppementales ou de pathologies neuropsychiatriques. Comprendre et caractériser le développement in-utero permettra donc d’améliorer la compréhension de ces pathologies, et parfois de permettre leur détection précoce pour une prise en charge le plus tôt possible.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Pour chaque femelle : anesthésie pour la datation de la gestation (EU2) avec prélèvement sanguin de 12 mL (1h d’anesthésie maximale) . Une fois pour chacune des 24 femelles au maximum. Pour les femelles incluses dans l’acquisition de données IRM : transport (EU2, durée de 1h à 1h30), séparation du groupe social (EU2), puis dans l’EU1: anesthésie, intubation / ventilation, mise sous myorelaxant, et acquisition IRM pour une durée totale de deux heures. 10 fois (une fois par semaine pendant 10 semaines). Reintroduction dans le groupe social (EU2).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Stress lors des captures. Transport (entre 1h et 1h30). Anesthésies. Risque d’avortement lié au stress et aux anesthésies. Nuisances liées au prélèvement sanguin.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A l’issue de chaque procédure, les sujets n’ont pas besoin d’être mis à mort pour les objectifs scientifiques du projet et seront maintenus en vie. Ils seront donc replacés dans leurs groupes sociaux respectifs. Ils pourront potentiellement être réutilisés dans d’autres projets en prenant en compte l’effet cumulatif.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
La législation française ne permet pas d’acquérir de données IRM sur une femme enceinte sans justification médicale, encore moins de manière répétée pendant plus de dix semaines. Cependant, proximité phylogénétique entre primates non-humains et humains, modèles développementaux existants, et connaissances en anatomie comparée, permettent d’affirmer qu’observer le cortex d’un primate non-humain gyrifié (dont le cortex est plissé) permettra d’inférer des informations extrapolables à l’humain.
2. Réduction
Pour chacune des femelles, 10 images seront acquises pour observer le cerveau du foetus longitudinalement pendant 10 semaines consécutives. Nous disposons déjà de données pour 2 femelles. Nous en incluons donc 8 pour obtenir une base de données de 100 images. La variabilité inter- sujets chez l’humain est telle qu’on estime qu’il faut au moins 50 sujets pour la caractériser. Cette variabilité est plus limitée chez le babouin, nous avons réduit le nombre de sujets à 10, un minimum pour observer des motifs de plissement variables et être capables de produire des statistiques descriptives suffisamment robustes et généralisables. Pour acquérir des données avec 8 femelles et leur foetus, nous sommes amenés à prévoir 12 femelles et leur foetus pour anticiper des exclusions portentielles, et donc à procéder à une datation de gestation sur 24 femelles et leur foetus pour garantir d’en retenir 12.
3. Raffinement
Les animaux seront hébergés dans l’EU2 dans les zones d’hébergement expérimentales (en dehors de leurs groupes sociaux d’origine) avec au moins un congénère. Cette décision est une mesure de raffinement car la capture à répétition du même individu dans son groupe d’origine implique la manipulation de tous ses congénères ce qui induit un stress supplémentaire pour eux ainsi qu’une augmentation significative du temps de capture de l’animal. Tous les animaux feront partie d’un programme d’enrichissement lié au nourrissage quotidien impliquant au moins 4 moments par jour avec accès à fruits, légumes et graines, ainsi qu’au moins deux enrichissements à manipuler par jour. Tous les animaux font l’objet d’un suivi quotidien par l’équipe de zootechnie et vétérinaire selon les procédures mises en place par la Structure du bien-être animal de l’EU2. Lors de la capture et transfert hebdomadaire de l’EU2 à l’EU1, une méthode sans contention est privilégiée, consistant d’abord à isoler l’animal et le transférer dans une boite de transport accolée à la cage d’hébergement pour remise en cage de transport. Pendant le transport, les animaux sont maintenus dans le noir (effet calmant) par un cache sur la cage de transport. Le compartiment du véhicule agrée est climatisé si besoin. Chaque animal (mère) sera mis à jeun 12 heures avant l’anesthésie avec le maintien d’un accès à de l’eau (sucrée) tel que le prévoient les procédures de routine de l’EU2. Les acquisitions IRM sont réalisées sous anesthésie, pendant lesquelles les animauxseront surveillés et monitorés. Chaque anesthésie devrait durer entre 1h30 et 2h30 maximum. A l’issue de la dernière acquisition, la femelle et son congénère seront réintroduits dans leur groupe social d’origine. La femelle sera alors surveillée quotidiennement jusqu’à la mise bas. Une fois le bébé né, celui-ci sera surveillé quotidiennement par l’équipe de zootechnie et vétérinaire pendant 6 mois, pour s’assurer de son développement normal.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Parmi les espèces sur lesquelles une expérimentation est possible, les babouins sont l’espèce phylogénétiquement la plus proche de l’humain et celle offrant l’indice de gyrification le plus proche de l’humain (la gyrification étant le phénomène qui nous intéresse ici). Il s’agit aussi de l’espèce la plus grosse que nous puissions utiliser dans une IRM, ce qui est critique pour faire des acquisitions sur un cerveau de foetus, donc de très petite taille. Femelles gestantes et foetus entre la 8eme et la 24eme semaine de gestation. La 10ème semaine est celle à laquelle la datation de gestation par échographioe sera faite. Puis pour les foetus inclus, il seront scannés par IRM entre la 14eme et la 24eme semaine de gestation. Cet intervalle de gestation correspond à la période pendant laquelle la gyrification du cortex se met en place. Les 3 dernières semaines de gestation (25-27.5) ne peuvent être utilisées car le déplacement des femelles représente un risque d’avortement spontané.