Effet de l’entrainement aérobie sur l’initiation, le développement et l’évolution de la fibrose pulmonaire dans un modèle murin.

La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) est une pneumopathie interstitielle fibrosante caractérisée par l’accumulation de tissu conjonctifs dans les poumons conduisant à une insuffisante respiratoire restrictive d’évolution fatale. En l’absence de traitement efficace, la médiane de survie à partir du diagnostique est d’environ 3 ans avec une évolution variable selon les patients. L’hypothèse physiopathologique actuelle suggère une dérégulation du dialogue entre les cellules épithéliales alvéolaires et les fibroblastes sous-jacent. Cette dérégulation jouerait un rôle essentiel dans le processus de développement de la fibrose en conduisant à une cicatrisation aberrante de l’épithélium alvéolaire suite à des micro-lésions alvéolaires répétées, et un dépôt excessif de collagène. L’activité physique a des effets bénéfiques sur la santé tant sur le plan préventif que curatif. En effet la pratique d’une activité physique améliore la condition physique et agit sur la santé et le maintien de l’autonomie. En outre il est maintenant admis que l’activité physique joue un rôle primordiale dans la prévention de pathologies tels que certains cancer, maladie cardio-vasculaire, maladies osteo-articulaires et dégénératives, etc.. Notre hypothèse est que l’entrainement aérobie pourrait prévenir la mise en place et l’évolution de la fibrose pulmonaire.

L’activité physique semble améliorer la condition physique et la qualité de vie des patients porteurs de pneumopathies interstitielles diffuses (PID). Notre hypothèse est que l’entrainement aérobie aurait un effet protecteur sur la survenue de la fibrose pulmonaire en modifiant le métabolisme, en limitant l’inflammation et en diminuant les marqueurs pro-fibrosant. Notre projet, conduit en parallèle d’une étude clinique, à pour objet de valider ces théories sur un modèle murin de fibrose pulmonaire induite par la bléomycine et ainsi permettre d’avoir une meilleure compréhension des mécanismes sous jacent. Ce projet permettra de montrer par quels mécanismes l’activité physique contribue à la prévention (ou limite) le développement de la fibrose pulmonaire. In fine la combinaisons des études clinique et in vivo chez l’animal permettront de mieux comprendre les effets de l’activité physique sur cette pathologie et de pouvoir tenir un discours de santé publique et de promotion de l’activité physique dans le cadre de la prévention des pathologies respiratoires fibrosante.

La réalisation de ce projet nécessite la réalisation d’un entrainement sur tapis roulant (1h/jour, 5jours par semaine pendant 4 semaines) et l’induction d’une fibrose pulmonaire (21jours). Pour cela, après les 4 semaines d’entrainement, l’induction de la fibrose pulmonaire sera assurée par l’administration d’un agent pro-fibrosant sous anesthésie générale (durée 10 min). Au sein de chaque groupe la ventilation (inspiration/expiration) sera évaluée sur des souris vigiles (durée 1h). Suite à cela la capacité du poumon à se rétracter et à se distendre sera réalisée après anesthésie (durée 10 min). Enfin les animaux seront euthanasiés selon une méthode réglementaire afin de réaliser les différents prélèvements nécessaires aux analyses.

L’administration de bléomycine par la trachée n’entraîne aucune lésion ni douleur particulière au réveil de l’animal. Le développement d’une fibrose pulmonaire est également indolore du fait de l’absence d’innervation sensitive à la douleur dans le tissu fonctionnel pulmonaire. Elle peut néanmoins entraîner une insuffisance respiratoire sévère et une mortalité de 20 à 30 pour cent. Lors de l’anesthésie gazeuse, les niveaux d’anesthésie seront ajustés en temps réels en fonction des réactions de l’animal afin d’éviter les risques anesthésiques. Pour inciter les souris à courir, le tapis est doté d’un système utilisant un stimulus aversif. L’entrainement est stoppé dés lors que la souris refuse de courir. Lentrainement et l’évaluation de la ventilation peuvent occasionner un stress.

A la fin de la période de maintien ou en cas d’atteinte d’un point limite, les animaux seront euthanasié pour prélèvement d’organes, du sang et du liquide de lavage broncho-alvéolaire.

La réalisation de ce projet nécessite l’induction d’une fibrose pulmonaire in vivo. De fait, il n’existe pas de méthode alternative à l’expérimentation animale in vivo à ce jour. D’autre part, l’étude des mécanismes induit par l’activité physique sur la fibrose pulmonaire peut-être plus facilement entreprise chez la souris du fait de l’existence d’outils permettant une approche mécanistique plus poussée.

Le nombre d’animaux utilisés sera réduit au maximum afin de permettre des analyses statistiques solides. Le nombre total d’animaux impliqué est de 400. Le modèle murin de fibrose pulmonaire utilisé dans ce projet est à l’heure actuelle le mieux décrit dans la littérature et le plus utilisé. Afin de Réduire le nombre d’animaux nécessaire, nous nous sommes donc basé sur la littérature existante ainsi que sur nos résultats précédent afin de prendre en compte les effet du traitement pro-fibrosant et la potentielle variabilité des variables physiologiques entre les différents individus. Ainsi La taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance et des tests statistiques seront réalisés pour une interprétation fiable des résultats.

Toutes les procédures seront réalisées dans le respect total des règles du Raffinement. Les souris seront maintenues par groupes sociaux de 4 individus dans des conditions réglementaires d’hébergement. L’enrichissement du milieu sera composé de matériel de nidification (bandes de papier naturel compacté) et d’abri en cellulose. Concernant l’instillation intra-trachéale de bléomycine, celle-ci sera réalisée sous anesthésie gazeuse. Ce type d’anesthésie est de courte durée et l’instillation n’entraîne aucune lésion trachéale ni de douleur particulière au réveil de l’animal. Les souris seront ensuite surveillées jusqu’à leur réveil complet. Afin d’améliorer le confort de l’animal suite à l’instillation intra-trachéale de Bléomycine et afin de prévenir une perte de poids trop importante, un gel hydraté enrichi pourra être proposé aux animaux afin de faciliter l’alimentation et leurs récupérations dans les premières heures suivant la procédure. En fin de procédure, lors de l’anesthésie précédent l’euthanasie, la profondeur d’anesthésie sera vérifiées via l’observation des signes suivants: relâchement musculaire, perte du réflexe de retrait sur les deux pattes et la queue, perte du réflexe palpébral et respiration calme. Durant toute la procédure, les conditions de soins et les méthodes utilisées ont été choisies pour Réduire le plus possible toute souffrance que pourrait ressentir les animaux. En cas d’atteinte des points limites, les animaux seront euthanaisés.

Ce projet nécessite de réaliser un entrainement aérobie, d’induire une fibrose pulmonaire, de réaliser des explorations fonctionelles respiratoires et de prélever des tissus. Il n’existe donc pas d’alternative à l’utilisation d’animaux à des fins scientifiques dans notre contexte. Notre choix c’est porté sur la souris car le modéle murin de fibrose pulmonaire induite par instilation intratrachéale de bléomycine est un modèle validé dans la littérature et courament utilisé. Il est parfaitement décrit et il a permis la description de multiples phénomènes moléculaires et cellulaires impliqués dans la fibrogénèse pulmonaire et a été utilisé pour tester de nombreuses stratégies thérapeutiques. Pour réaliser nottre projet, nous avons besoin que le système respiratoire soit mature et fonctionnel. D’autre part, les souris jeunes sont peu sensibles à la bléomycine comparées aux souris âgées et il est bien décrit dans la littérature que les souris C56Bl/6J âgées développent une fibrose pulmonaire sévère avec un risque de surmortalité important. En tenant compte de ces informations, le compromis qui a été choisi est un âge de 8 semaines.