Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 29/03/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-981996)
40 souris femelles vont être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, réutilisées ensuite dans un autre établissement. Un membre postérieur immobilisé, elles passent un examen d’IRM d’au plus 90 minutes sous sédation, sans injection, puis sont transférées pour une mesure de force musculaire. L’objet est d’évaluer l’effet d’une protéine, GDF5, sur l’atrophie musculaire liée à l’immobilisation, en lien avec la perte de masse observée en apesanteur. Le porteur affirme qu’aucun protocole in vitro n’atteint le niveau d’organisation du muscle et juge les études in vivo indispensables.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Un des problèmes majeurs de santé liés à une expédition humaine longue en orbite est la perte de masse musculaire induite par la microgravité. Cette perte de masse intervient rapidement dès l’induction de la microgravité puis s’aggrave avec le temps. Ce phénomène s’apparente à la perte de masse induite par une inactivité prolongée des muscles comme dans le cadre d’une immobilisation longue durée. Une perte de force significative liée à cette perte de masse peut alors être perçue au retour à la gravité. Il est donc nécessaire de mettre au point des mesures pour palier à cette perte de masse afin de pouvoir envisager des missions spatiales longue durée. Au niveau des mécanismes biologiques, il a été démontré que la protéine GDF5 (Growth Differentiation Factor 5) est impliquée dans les mécanismes de maintien de la masse musculaire. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact de la voie caV1E/GDF5 sur l’atrophie musculaire induite par l’immobilisation des membres postérieurs de la souris. Pour cela, l’Imagerie par Résonance Magnétique Nucléaire (IRM), méthode non-invasive et atraumatique, représente une méthode de choix pour évaluer la masse musculaire in vivo et est utilisée depuis des décennies dans le diagnostic des maladies neuromusculaires grâce à ses contrastes d’imagerie adaptés à l’évaluation du muscle.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
L’examen RMN permettra une évaluation qualitative et quantitative de l’atrophie musculaire induite par une immobilisation d’un segment de membre. De plus, l’analyse de la texture des muscles permettra de détecter une potentielle involution graisseuse du tissu contractile. Le traitement par GDF5 vise à limiter les effets délétères d’une immobilisation de membre, ou une absence de charge sur le membre comme on peut l’observer en apesanteur (par référence aux vols orbitaux).
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
l’examen RMN est non invasif et atraumatique. chaque animal ne subit qu’un examen et la durée maximum est fixée à 90 minutes.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
les contrastes utilisés en RMN sont des contrastes endogènes révélés par différentes séquence de résonnance magnétiques et ne nécessitent donc pas d’injections. L’examen RMN en lui même est non invasif et atraumatique. La seule nuisance est liée au fait de devoir sédater les animaux afin de maintenir leur immobilité durant l’examen.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux (n=40) sont ensuite transférés au CEF (UMS28) pour mesure de force musculaire.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Le muscle est un ensemble organisé de fibres musculaires, cellules hautement différenciées et spécialisées, et du tissu interstitiel. La fonction musculaire est dépendante du fonctionnement des cellules musculaires, mais aussi d’une combinaison des fonctions vasculaire et nerveuse de l’individu. A l’heure actuelle, il n’existe aucun protocole in vitro permettant d’atteindre ce niveau de différenciation et d’organisation, ce qui rend les études in vivo indispensables pour les études sur la structure et le fonctionnement du muscle.
2. Réduction
Pour répondre au second R de la règle, Réduire, l’IRM apparaît comme étant une méthode de choix par son caractère non-invasif et atraumatique car elle permet la réutilisation des animaux. De plus, nous couplerons l’IRM à haut champ 7 tesla avec la technologie Cryoprobe afin d’atteindre des hautes résolutions en coupe transversales de l’ordre de 40*40 µm² sur une épaisseur de coupe de 200 µm augmentant alors significativement notre précision sur l’évaluation du volume musculaire. La minimalisation de la variabilité entre individus sera effectuée en utilisant qu’un fond génétique C57Bl/6J Rj et un seul sexe, femelle pour tous les animaux. Ces derniers proviendront aussi tous d’un même fournisseur pour minimiser les variations sanitaires.
3. Raffinement
Pour limiter l’angoisse et la souffrance des animaux, les animaux seront hébergés en groupes dans des cages jetables sur portoirs ventilés avec enrichissement (tube en cartons et papier absorbant pour la confection de nid). Si besoin de la nourriture pourra être déposée dans la cage. Le relevé des paramètres de l’hébergement (température, hygrométrie) ainsi que l’observation des animaux seront faits quotidiennement par du personnel compétent. Pendant les acquisitions, les animaux seront sédatés par inhalation d’un mélange O2/isoflurane et la fréquence respiratoire sera contrôlée tout au long de l’examen grâce à un capteur amagnétique. Enfin la température corporelle de l’animal sera maintenue stable autour de 37°C grâce à un tapis chauffant.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Du fait de leur petite taille et de la facilité pour les héberger, les souris sont un ordre animal facile à manipuler. De plus, de nombreux modèles de pathologies neuromusculaires ont été développés chez la souris. Les espèces de l’ordre des souris sont donc appropriées pour la recherche dans le domaine des maladies neuromusculaires. Au laboratoire, un grand nombre d’outils ont été développés pour la recherche en imagerie et en spectroscopie par résonance magnétique nucléaire pour étudier le muscle squelettique des rongeurs, en particulier des souris. De plus, la souris C57Bl6 a déjà été utilisée pour l’évaluation de l’efficacité de l’AAV9-GDF5 sur la trophicité du muscle dans le projet n°30294. Les animaux utilisés dans ce projet auront atteint l’âge adulte. L’âge des animaux qui seront étudiés dans ce projet par IRM sera compris entre 12 et 17 semaines. Cet âge permet de s’affranchir des variations de taille et de poids liées à la croissance de chaque individu. L’identification des animaux sera faite au CEF par marquage des phalanges. Les animaux, dans l’enceinte de notre EU, seront maintenus dans leur groupe d’origine