Etude du rôle d’une protéine dans l’inflammation à l’aide d’un modèle d’accident vasculaire cérébral chez la souris

Ce projet s’intéresse à l’accident vasculaire cérébral, première cause de mortalité en France. Il en survient un toutes les 4 minutes et ses conséquences sont souvent graves : environ 25 % des patients en meurent, 40 % gardent un handicap, et 25 % développent une démence. La grande majorité des accidents vasculaires cérébraux sont dus à l’obstruction d’un vaisseau sanguin du cerveau. Lorsqu’une artère cérébrale est bouchée, cela entraîne une réaction qui associe la formation de caillots sanguins et une réponse inflammatoire. Cette réaction joue un rôle délétère pendant les premières étapes de l’accident vasculaire cérébral. Elle semble se produire surtout dans les zones où le sang circule mal, ce qui suggère l’implication de protéines appelées mécanotransducteurs. Ces protéines détectent les contraintes mécaniques (pression, étirement, frottements du sang) et les traduisent en signaux à l’intérieur des cellules. On s’intéressera à une de ces protéines, soupçonnée de jouer un rôle dans d’autres maladies inflammatoires comme l’athérosclérose. Les patients atteints d’une mutation qui active anormalement cette protéine sont par ailleurs exposés à des complications de la circulation sanguine. L’objectif de ce projet est donc de mieux comprendre le rôle de cette protéine sensible au flux dans l’activation des principales cellules impliquées dans l’accident vasculaire cérébral. Pour cela, un modèle d’occlusion d’une artère sera utilisé chez la souris afin de reproduire les perturbations du flux sanguin observées chez l’Homme. L’étude portera sur des souris présentant soit une protéine anormalement active (gain de fonction), soit au contraire partiellement absente. Enfin, l’utilisation de souris est indispensable pour mener ce projet : aucune méthode sur cellules isolées ne permet de recréer l‘interaction entre l’ensemble des acteurs (cellules, circulation sanguine et contraintes mécaniques) impliqués lors d’un accident vasculaire cérébral.

Ce projet est essentiel pour mieux comprendre les accidents vasculaires cérébraux ischémiques (c’est-à dire dus à l’occlusion d’un vaisseau sanguin). Il permettra de déterminer l’implication de la protéine étudiée dans cette pathologie. Les résultats obtenus grâce à ce modèle d’accident vasculaire cérébral appliqué à des souris permettront de faire progresser les connaissances sur les coomplications causées par les perturbations du flux sanguin cérébral. A plus long terme, ces connaissances pourront être appliquées à l’Homme afin de réduire les conséquences de l’accident vasculaire cérébral ischémique et d’autres perturbations du flux sanguin.

Pour cette étude, nous utiliserons un modèle d’accident vasculaire cérébral induit par une occlusion d’1h, réalisée sous anesthésie et analgésie, d’une artère cérébrale chez la souris. La chirurgie dure environ 30 minutes. Ce modèle sera combiné à une injection de glucose pour provoquer une hyperglycémie aiguë 20min avant le début de la chirurgie. Au total, 990 souris seront utilisées dans cette étude. Elles seront toutes soumises à la chirurgie, avec (770 souris) ou sans (220 souris) occlusion de l’artère cérébrale pendant 1h et avec (450 souris) ou sans (540) hyperglycémie aiguë. Un premier groupe de 285 souris recevront une injection de marqueurs cellulaires (50 µl) afin d’étudier en temps réel les cellules impliquées dans l’accident vasculaire cérébral par microscopie intravitale, dans un délai maximum de 1h30 après l’occlusion. Cela sera suivi de la mise à mort immédiate des souris. Toute cette procédure sera faite sur des souris sous anesthésie et analgésie. Un deuxième groupe de 705 souris sera étudié à distance de l’occlusion avec évaluation de leur état 6h et 16h après la fin de l’occlusion (et la fin de l’anesthésie-analgésie). A 24h, elles seront soumises à des tests neurologiques visant à déterminer la sévérité de l’accident vasculaire cérébral. Sur la totalité des souris, des prélèvements sanguins seront réalisés à différents temps (jour 7 avant la chirurgie, J0 avant et après l’injection de glucose et avant la mise à mort). La durée maximale pour effectuer les prélèvements chez la souris est d’environ 2 minutes. Toute procédure invasive sera faite sous anesthésie et analgésie. Les animaux seront mis à mort en fin d’étude et les tissus seront prélevés et stockés pour les analyses biologiques.

Le prélèvement de sang cause un stress modéré et de courte durée chez l’animal. L’injection de buprénorphine (analgésie) cause une douleur courte et modérée. La chirurgie d’accident vasculaire cérébral induit une douleur peropératoire et une perte sensorimotrice modérée jusqu’à la mise à mort. Une déshydratation peut également être attendue, en particulier chez les animaux hyperglycémiques. Enfin, les tests comportementaux et la préhension peuvent être une source de stress légère à modérée dans son intensité et sa durée pour les souris.

Tous les animaux seront mis à mort à l’issue des procédures 1 et 2, afin d’éviter toute souffrance inutile. Les animaux de la procédure 3 seront aussi mis à mort afin de permettre le prélèvement des cerveaux et d’un important volume de sang, nécessaires pour répondre à nos hypothèses.

La souris permet de modéliser l’accident vasculaire cérébral et ses conséquences. Le modèle choisi sur les souris est déjà maitrisé par certains membres de notre équipe. De nombreux outils sont développés autour de ce modèle animal, ce qui nous permet de réaliser l’ensemble des tests pour répondre à nos questions. Enfin, nos modèles d‘expression d’une des mutations humaines entrainant une suractivité de la protéine étudiée, ou à l’inverse qui ne l’expriment pas dans les plaquettes ont été développés sur des souris de fonds génétique C57BL6/J. Les souris seront utilisées à l’âge adulte (à partir de 8 semaines), auquel le modèle d’accident vasculaire cérébral utilisé est validé et maitrisé au laboratoire. Notre étude est indépendante du développement, de la croissance ou de la vieillesse de l’animal.