Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 11/01/2023
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-995700)
164 rats vont être utilisés, tous tués à l’issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent un gavage oral quotidien pendant 19 jours, geste pouvant causer un stress, une irritation de l’œsophage et un risque de fausse route, avant analyse de leur cerveau. Le porteur teste des doses plus élevées d’un composé censé améliorer les capacités cognitives dans un modèle rat du syndrome de Down, une étude précédente n’ayant donné qu’un effet très limité. Il affirme qu’aucune alternative n’existe pour étudier le cerveau et espère à terme relever le quotient intellectuel des patients.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le syndrome de Down (SD) représente la forme la plus fréquente de retard mental. Parmi les gènes candidats jouant un rôle majeur dans le développement des déficits cognitifs associés au SD, un gène présent sur le chromosome 21 humain et donc en 3 copies chez les personnes atteintes du SD a été identifié. En effet, les souris ayant une copie supplémentaire de ce gène présentent une altération de leurs capacités d’apprentissage et un déficit de mémoire similaire à ceux observés dans le SD. Ce gène est aujourd’hui une cible privilégiée pour le développement de stratégies thérapeutiques. Des collaborateurs ont ainsi identifié et synthétisé un composé ayant les propriétés d’améliorer les capacités cognitives qui sont altérées dans le SD en ciblant l’activité de notre protéine d’intérêt. Ce composé a déjà été testé sur des modèles souris du SD permettant une amélioration de leurs fonctions cognitives sans aucun effet toxique observé. Il a également été testé sur des modèles de rat lors d’un projet précédent, cependant la dose utilisée n’a eu qu’un effet très limité avec seulement une très légère amélioration de la mémoire chez l’un des modèles testés. Cette absence d’effet peut s’expliquer de deux façons, la dose administrée au rat est probablement insuffisante. Cette dernière a été déterminée par rapport aux études faites chez les modèles souris, hors nous savons maintenant que le composé n’est pas métabolisé de la même façon entre le rat et la souris. Par ailleurs, la durée de traitement reçu par les rats avant le début de l’étude comportementale est probablement insuffisante. En effet, en utilisant une durée de traitement similaire à celle utilisée dans les études souris, le nombre de doses de traitement reçu avant le début de l’étude comportementale est plus faible chez le rat du fait d’un test comportemental plus long. Nous pensons donc que la durée de traitement devrait être adaptée en fonction de la durée de l’étude comportementale. De ce fait, nous souhaitons tester des doses plus élevées de ce composé chez nos modèles rats afin de déterminer laquelle permettra une amélioration de leurs performances cognitives. Ces doses restent bien inférieures à celles testées lors des études toxicologiques et seront donc bien supportées par les animaux. Une étude préliminaire sera d’abord mise en oeuvre sur un petit nombre d’animaux afin d’identifier la dose efficace. Une fois cette dose identifiée, une nouvelle étude sera réalisée sur un plus grand nombre d’animaux.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Arriver à déplacer de quelques dizaines de points le quotient intellectuel des patients atteints du SD leur permettrait d’avoir une vie plus autonome et socialement intégrée. Cela constituerait un progrès très important pour la qualité de vie des patients et de leur entourage. L’objectif de la recherche sur le SD est donc de mettre au point un traitement améliorant les fonctions intellectuelles des patients. De plus, dans le cadre de cette étude, réussir à reproduire sur des modèles rat, les résultats obtenus sur les modèles souris du SD, nous permettra une généralisation des résultats avant le passage en phase clinique du candidat-médicament.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Dans le cadre de cette étude, un gavage oral répété sera effectué sur un total de 164 rats. Ce gavage sera réalisé sur 19 jours consécutifs à raison d’un gavage par jour. La réalisation du gavage prend 1 à 2 mins par rat par jour.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Dans le cadre de cette étude, un gavage oral répété sera réalisé. Ce geste technique peut entraîner un stress non négligeable, une irritation de l’œsophage et il existe un risque de fausse route.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
L’ensemble des animaux prévu dans ce projet seront mis à mort afin de pouvoir réaliser des analyses moléculaires et histologiques sur le cerveau.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Il n’existe à l’heure actuelle aucune alternative à l’utilisation des animaux pour les études concernant le cerveau. La compréhension des mécanismes physiologiques et moléculaires des pathologies génétiques ainsi que les essais de traitement de ces pathologies requièrent l’étude d’un organisme vivant dans son intégrité et sa globalité. Il n’existe donc pas de méthode autre que l’étude in vivo.
2. Réduction
Dans le cadre de ce projet, une étude préliminaire sera réalisée sur un petit nombre d’animaux afin de déterminer la dose optimale de molécule à administrer aux animaux afin d’avoir une amélioration de leurs capacités cognitives. Cette étude préliminaire se base sur une analyse moléculaire post-mortem chez des animaux traités/non traités qui nécessite un nombre bien moins important d’animaux qu’une étude comportementale pour avoir des résultats scientifiquement interprétables. Cette étude nécessite ainsi 3 animaux/groupe/sexe contre 14 animaux/groupe/sexe pour une étude comportementale. C’est seulement lorsque la dose optimale à administrer sera identifiée qu’une étude comportementale sera réalisée sur un nombre plus important d’animaux. Les effectifs ont été déterminé sur la base de nos connaissances et du recul que nous avons sur ces procédures. Par ailleurs, ces études seront réalisées sur des mâles et des femelles afin d’utiliser l’ensemble des animaux produits et de vérifier qu’il n’y a pas de différence d’effet de la molécule testée en fonction du sexe.
3. Raffinement
Des études pré-tox ont préalablement été réalisées par nos collaborateurs afin de s’assurer que la molécule testée n’a pas d’impact majeur sur les animaux après administration. L’administration de la molécule sera réalisée par gavage oral pendant 19 jours. Le gavage n’est pas une technique douloureuse, cependant l’animal sera surveillé après l’administration du composé. Par ailleurs, avant de débuter le gavage, une phase d’habituation à l’expérimentateur sera réalisée à raison d’une manipulation par jour pendant 5 jours pour éviter tout stress de l’animal. Les points limites seront déterminés en fonction des observations faites après le gavage de l’animal (fausse route, changement du comportement (prostration, difficultés respiratoires)). La procédure de gavage sera arrêtée si ces points limites sont atteints. Par ailleurs, les animaux feront l’objet d’un suivi quotidien permettant de s’assurer de leur bien-être et de leur santé. Les animaux présentant des signes de mal être ou de douleur (plaies, hérissement du poil, attitude voûtée, perte de poids) seront présentés au vétérinaire. Selon l’état de l’animal, la mise en place d’un traitement pourra être envisagée (antiseptiques, antibiotiques, analgésiques), s’il n’interfère pas avec l’administration de la molécule testée et avec l’analyse comportementale. Les animaux seront ainsi évalués pour des signes de douleur suivant l’échelle de l’expression faciale. Le point limite est atteint quand l’animal présente une expression faciale indiquant une douleur sévère dans 3 des items de douleur considérés, dans ce cas l’animal sera mis à mort. Tout au long de leur vie, les animaux seront hébergés par deux, le rat étant une espèce très sociable, et disposeront d’un bâton à ronger en guise d’enrichissement.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La compréhension des mécanismes physiologiques et moléculaires des pathologies génétiques requière l’étude d’un organisme vivant dans son intégrité et sa globalité. Le rat est physiologiquement et génétiquement plus proche de l’Homme que ne l’est la souris. A ce jour, l’anatomie, la physiologie et la génétique du rat sont bien connues. Par ailleurs, l’évolution de l’ingénierie génétique permet maintenant de réaliser facilement des modifications génétiques chez le rat. L’intérêt d’utiliser le rat est de comparer les résultats obtenus à ceux de la souris. En effet, sachant qu’il existe des différences inter-espèces, il est important de comparer les résultats entre deux espèces afin de généraliser les résultats si ces derniers sont similaires. Enfin, les meilleures capacités d’apprentissage et d’adaptation du rat comparées à la souris en font un meilleur modèle pour l’étude des déficiences cognitives associées au SD. L’étude sera réalisée chez des rats âgés de 3-4 mois, car c’est un âge auquel le comportement exploratoire et les aptitudes d’apprentissage et de mémorisation sont présents. Par ailleurs, cela correspond à l’âge auquel a été identifié un déficit d’apprentissage et de mémoire chez nos modèles rats du SD.