Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 25/06/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-980957)
Intubés, cathétérisés par la veine jugulaire puis ouverts au thorax pour qu’un cathéter soit poussé dans le ventricule gauche, 50 souris et 20 rats sont opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil. Le porteur reconnaît que l’introduction du cathéter dans le cœur peut provoquer douleur, traumatisme des tissus cardiaques et inflammation locale, avant d’écrire que le bien-être des animaux non-humains demeure une priorité absolue. Ces interventions ne visent aucun résultat biologique propre, le projet consistant à mettre au point la technique de mesure pression-volume chez le rongeur. Le taux d’échec ou de mortalité chirurgicale, que le porteur estime à 15 ou 20 %, a été intégré par avance dans l’effectif.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les maladies du cœur restent l’une des principales causes de décès et de problèmes de santé dans le monde. Trouver de nouveaux traitements est donc un vrai défi. Grâce aux progrès en génétique, les chercheurs peuvent aujourd’hui repérer de nombreux gènes qui pourraient jouer un rôle dans l’apparition de ces maladies. Mais comme le cœur est un organe très complexe, il est important de tester ces découvertes dans des animaux vivants pour vérifier leur impact réel. Il existe plusieurs méthodes pour évaluer comment fonctionne le cœur. Mais une technique en particulier, appelée boucle pression-volume (ou Pressure-Volume loop), permet de mesurer en même temps la pression et le volume dans le cœur, ce qui donne une image très précise de son activité pendant un battement. Le but de ce projet est de mettre en place cette technique chez la souris et le rat. Cela permettra d’étudier de manière très détaillée la façon dont le cœur fonctionne, en mesurant des éléments clés comme sa force de contraction, sa capacité à se détendre, et sa souplesse.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Aujourd’hui, la meilleure méthode pour analyser en détail le fonctionnement du cœur est l’étude des relations entre la pression et le volume dans le ventricule. Cette approche est considérée comme la plus fiable pour évaluer le cœur dans son ensemble, sans l’isoler. Grâce aux progrès technologiques, il est maintenant possible d’utiliser cette méthode même chez de très petits animaux, comme les souris. Cela a permis aux chercheurs d’étudier avec précision le cœur de souris génétiquement modifiées, de tester des traitements, ou encore d’explorer les effets de certaines maladies. Ce qui rend cette méthode particulièrement utile, c’est qu’elle fournit des informations très précises sur le ventricule gauche du cœur (la partie qui envoie le sang dans tout le corps), tout en étant peu influencée par les variations de la pression sanguine dans les vaisseaux, ce qui permet une analyse plus fiable de la performance réelle du cœur.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à 4 différentes interventions : 1- Administration d’un antalgique et d’un myorelaxant d’une couverture de 2 heures minimum (5min). 2- Contrôle des voies aériennes par intubation (10-30 min) 3- Mise en place d’un cathéter dans la veine jugulaire (10-15 min) 4- Thoracotomie et placement du cathéter dans le ventricule gauche (10-30 min)
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les principales nuisances associées à la mesure des courbes pression-volume (PV) chez les animaux sont les suivantes : 1- Le stress : une douleur lors de l’injection d’antalgique et de myorelaxant réalisé sur animal vigile avant l’anesthésie. 2- une gêne malgré l’antalgique avant l’opération lors de la procédure d’insertion du cathéter pour réaliser une intubation afin de contrôler les voies aériennes ou le cathéter qui sera introduit dans le ventricule cardiaque peut induire un stress significatif et provoquer de la douleur, notamment lors de l’introduction du cathéter dans le cœur. 3- Les risques d’infection ou de traumatisme : L’insertion d’un cathéter dans le cœur présente un risque d’infection si les mesures de stérilité ne sont pas strictement respectées. De plus, un traumatisme lors de l’insertion du cathéter peut endommager les tissus cardiaques ou les structures vasculaires avoisinantes. La présence du cathéter dans le ventricule peut aussi provoquer une inflammation locale, perturbant ainsi la fonction cardiaque et affectant les mesures obtenues. Nous minimisons ces nuisances par une préparation méticuleuse (choix approprié de l’anesthésie, techniques stériles rigoureuses, surveillance continue) et en prenant en compte ces effets lors de l’analyse des données. L’éthique expérimentale et le bien-être des animaux demeurent nos priorités absolues tout au long de cette expérience.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Aprés l’approche chirurgical invasive et à la fin de l’expérience, les animaux (souris ou rats) seront mis à mort pour effectuer des prélévements d’organes et des analyses approfondies.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
La chirurgie Pressure-Volume loop (PV loop) est une technique invasive permettant une évaluation directe, dynamique et précise de la fonction cardiaque (précharge, postcharge, contractilité, compliance). À ce jour, aucune méthode in vitro, ex vivo, ni de modèle informatique ne permet de reproduire la complexité de ces mesures dans un organisme entier vivant. Des alternatives telles que : – les modèles in silico de la fonction cardiaque, – les organoïdes cardiaques ou cultures de cellules myocardiques, – ou les mesures échographiques ou IRM cardiaques non invasives, ne fournissent pas les données continues en temps réel, couplées aux variations de charge, que la PV loop permet. Par conséquent, l’utilisation d’un modèle animal vivant est indispensable à ce stade pour répondre aux objectifs scientifiques du protocole.
2. Réduction
Ce projet a été conçu de manière à réduire autant que possible le nombre d’animaux utilisés. Forts de notre expérience dans la mise en place et la validation de protocoles chirurgicaux de ce type, nous savons que la chirurgie PV loop est invasive, avec un taux de mortalité ou d’échec technique de 15–20 %, nous inclurons donc un coefficient de sécurité pour compenser les pertes chirurgicales attendues. Nous avons prévu d’utiliser 50 souris et 20 rats dans cette étude afin d’avoir des résultats statistiquement exploitables. En revanche, les volumes cardiaques plus petits des souris entraînent des fluctuations de pression et de volume plus marquées au cours du cycle cardiaque. Cela nécessite l’utilisation d’un plus grand nombre de souris afin de satisfaire à des exigences plus strictes en matière de précision des mesures et de fiabilité des équipements utilisés pour obtenir des données fiables. La standardisation du protocole chirurgical dans ce projet, permettra à l’avenir dans les autres protocoles expérimentaux, pour un seul animal, de produire des données complètes et exploitables sur la pression, le volume et la compliance du cœur, réduisant ainsi le besoin d’animaux supplémentaires.
3. Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des conditions optimales. Une thermosonde rectale sera insérée pour surveiller la température, et des coussins chauffants ainsi que des lampes chauffantes seront utilisés afin de maintenir une température corporelle physiologique (37 °C) pendant la collecte des données hémodynamiques et tout au long de l’expérience. Pour contrer la perte de sang et de volume, une solution à 10 % d’albumine dans 0,9 % de NaCl mise à T° ambiante sera administré. Pour un rat qui pèse 250 g on ajoutera 1.6 ml (10%) de volume en solution albumine/NaCl et pour la souris 0.8 ml. Afin de limiter le stress et la douleur, nous injecterons un antalgique, comme la buprénorphine (2 mg/kg), et un myorelaxant, tel que le pancuronium (2 mg/kg), 30 minutes avant la chirurgie. Tout au long de la procédure chirurgicale, les animaux seront sous anesthésie pour minimiser la douleur aiguë. Une solution à 10 % d’albumine dans 0,9 % de NaCl sera également préparée pour contrer la perte sanguine et de volume. Lors de l’approche chirurgicale, un thermocautérisateur sera utilisé pour optimiser l’hémostase. Afin d’assurer une ventilation adéquate pour la collecte de données PV de haute qualité, les pressions inspiratoires seront limitées à
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Comprendre les causes et la progression de la maladie cardiaque présente un défi important pour la communauté biomédicale. La flexibilité génétique de la souris et maintenant du rat offre un grand potentiel pour explorer la fonction cardiaque au niveau moléculaire. La petite taille de la souris et du rat présente des défis en ce qui concerne l’exécution phénotypage cardiaque détaillée. Miniaturisation et d’autres progrès technologiques ont fait de nombreuses méthodes d’évaluation cardiaque possible chez la souris et le rat. Parmi ceux-ci, la collecte simultanée des données de pression et de volume fournit une image détaillée de la fonction cardiaque qui ne sont pas disponibles par le biais de toute autre modalité. Les animaux souris et rats seront âgées de 10 semaines au début de protocole. Afin de travailler sur un modèle adulte où la fonction cardiaque est bien développée et pour suivre les recommandations de l’entreprise qui fabrique les cathéters spécifiques pour les tailles de cœur.