Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale, reproduit depuis ALURES
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-144191)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le projet vise à analyser ex vivo, l’évolution de très petites structures de la paroi aortique au cours du vieillissement de la souris normale ou obèse par une approche technologique innovante, un scanner à très haute résolution. Notre but est de reconstruire en 3D, grâce à l’outil informatique, l’évolution de l’aorte durant la vie des souris. Cette reconstruction se basera sur les paramètres anatomiques, fonctionnels recueillis chez ces souris à différents âges (souris normales: 2 à 24 mois, souris obèses: 2 à 10 mois). Nous pensons que le suivi du vieillissement de ces animaux permettra de distinguer les altérations associées au vieillissement vasculaire normal de celles liées à un vieillissement altéré pouvant aboutir à des maladies vasculaires majeures, augmentant les risques de décès prématurés. L’objectif de ce projet est double. 1- Pour la clinique humaine, fournir des indices sur le vieillissement aortique qui pourraient guider les cliniciens dans leur choix chirurgicaux et/ou thérapeutiques. 2- Pour la clinique vétérinaire, fournir des indices sur le vieillissement aortique des animaux de laboratoire, de rentes, domestiques, …et de favoriser les décisions thérapeutiques à prendre afin de garantir le bien-être de l’animal et son bien-vieillir. Cependant, avant d’en arriver à une prévention efficace, que ce soit en clinique humaine ou vétérinaire, notre hypothèse doit être testée par des explorations précliniques. Pour des raisons éthiques, l’utilisation d’échantillons humains est impossible tant que nous n’avons pas prouvé que notre hypothèse est solide et peut fournir des informations pertinentes pour la santé humaine.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les bénéfices de ce projet sont de quatre ordres. 1- D’un point de vue scientifique, les données obtenues permettront de contribuer aux connaissances générales sur les mécanismes du vieillissement physiologique et pathologique de la paroi artérielle. L’apport de l’image et notamment sur le remodelage de la paroi artérielle inflammatoire dans l’obésité et leur potentiel résolution thérapeutique. 2- La disponibilité de ces données aidera à identifier les caractéristiques/les marqueurs critiques du vieillissement chez l’homme pour prédire une maladie vasculaire. 3- Ce transfert de la modélisation du vieillissement chez la souris à l’homme peut être également étendu, du point de vue vétérinaire. En effet, les animaux de compagnie et dans une moindre mesure les animaux de rentes, sont confrontés au vieillissement plus ou moins accéléré par des problèmes d’obésité ou de diabète. Le bien vieillir de ces animaux est une préoccupation majeure des propriétaires et des vétérinaires. La prévention des maladies vasculaires est donc primordiale. Par conséquent, le transfert de notre étude de souris aux chats, chiens , … pourrait ainsi favoriser la prévention et la mise en place précoce de thérapies. 4- Enfin cette étude pourrait servir de bases à des logiciels de simulation qui pourraient etre utilisées en enseignement des sciences biologiques.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Dans ce projet, les animaux ne subiront aucune manipulation avant le jour de l’euthanasie. En effet, après une période d’acclimatation, les animaux seront anesthésiés pendant 20 minutes maximum pour l’enregistrement des paramètres hémodynamiques et cardiovasculaires, effectués par échographie, examen non invasif et indolore. Un jeûne de quelques heures est envisagé en amont de l’examen d’échographie et avant l’euthanasie, afin de réaliser une analyse sanguine (prélevement post-mortem) du cholestérol, du glucose et autres molécules, témoignant de l’état de santé de la souris. Ce jeûne de courte durée ne devrait pas induire de nuisance chez les souris.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les démarches expérimentales ne comprennent pas de chirurgie ou autre geste invasif susceptible de causer de l’inconfort aux animaux. Un inconfort lors de la locomotion, expliqué par la prise régulière de poids chez la souris diabétique, pourra être observé. A noter, que nous avons priviligié l’échographie, un examen non invasif, sans douleur ni danger pour l’animal, répandu en medecine vétérinaire. Cette technique n’induit aucune nuisance à l’animal. Les nuisances dues au vieillissement, sont extrêmement restreintes puisque les livraisons des animaux sont prévues en fonction de la date de mise à mort, et donc au plus proche de celle-ci. Les nuisances liées à l’âge pourraient se traduire par une diminution progressive du poids, de la mobilité et de l’appétit. A noter que l’expérience des manipulateurs sur ces souris et des partenaires travaillant depuis longue date sur le modèle de rongeurs âgés, fait qu’ils peuvent affirmer que des souris de 24 mois ont un comportement locomoteur, d’anxiété, ou nutrionnel totalement relativement comparable à celui de souris jeunes (2 mois). Cette nuissance dûe au vieillissement pourrait ne jamais être atteinte.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux de la procédure seront mis à mort, afin de pouvoir réaliser les prélèvements tissulaires de chacun des individus et de les analyser par le scanner à très haute résolution.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Préalablement à ce projet, nous avons réalisé des études de mise au point méthodologique sur le scanner à haute résolution. Les tissus aortiques ont été prélevés de souris (normales ou obèses) issues de protocoles APAFIS précédents, avant que celles-ci soient incinérées. Ces analyses préliminaires nous ont permis de démontrer la faisabilité et de découvrir des altérations de la paroi vasculaire qui ne peuvent etre observées par des méthodes d’imagerie conventionnelle. Les approches in vivo ne peuvent être envisagées comme méthode alternative en raison de la complexité cellulaire et extracellulaire. Aujourd’hui, seul les modèles murins permettent de reproduire de manière fidèle les conditions in vivo, offrant ainsi une compréhension plus complète du vieillissement tissulaire et des maladies cardiovasculaires en résultant. La simplification de l’étude en utilisant des systèmes in vitro ou ex vivo, comme les modèles 3D par exemple est actuellement non adaptée. Les modèles murins permettent de prendre en compte cette complexité et d’analyser comment différents organes et tissus interagissent pour déterminer et faire progresser la maladie. Il n’existe actuellement aucune alternative non animale satisfaisante pour répondre à nos questions. Ainsi, les modèles murins restent la meilleure option pour générer des données pertinentes qui pourraient ultérieurement avoir un impact translationnel chez l’homme.
2. Réduction
Le nombre d’animaux dans le projet est estimé selon des calculs statistiques considérant la nécessité de Réduire l’utilisation d’animaux à un nombre minimum mais suffisant pour obtenir des résultats biologiquement et statistiquement valides et significatifs pour les objectifs de cette étude. La taille de chaque groupe d’animaux est de n = 20 souris. Elle a été calculée en tenant en compte des risque de décès prématurés. Une logique d’arrêt de la procédure est mise en place : en cas de dépassement par 3 animaux pour chaque groupe des points limites, la procédure sera interrompue pour la totalité des animaux. Pour que les valeurs obtenues soient exploitables sur le plan statistique, un nombre minimum d’animaux sera utilisé. L’expérimentation sera réalisée en 4 fois afin que scientifiquement nous ayons 4 expériences indépendantes (soit 5 animaux/âge/ expérimentation). Cette façon de procéder nous permettra de travailler avec des petits effectifs faisant qu’en cas des points limites atteints, d’arrêter la procédure, de la revoir, de discuter avec la structure du bien-être animal… voire de stopper définitivement la procédure. Dans le but de renforcer les données statistiques, l’étude sera randomisée (tirage au sort de l’ordre des groupes pour les injections et clause d’ignorance) et contrôlée. Enfin toujours dans le but de Réduire le nombre d’animaux, les tissus issus de nos différents groupes seront prélevés pour être utilisés dans d’autres projets en cours ou futurs.
3. Raffinement
La litière sera changée 2 fois à 3 fois / semaine selon la quantité d’urine produite par les souris. Au cours des phases de stabulation, plusieurs animaux seront hébergés dans la même cage. En revanche, lors des phases d’expérimentation les animaux seront isolés (1 souris/boîte) afin de limiter la transmission du stress entre individus. La manipulation se fera en dehors du champ de vision des animaux en attente d’expérimentation. Nous surveillerons régulièrement les souris pour détecter tout signe de douleur ou d’anomalie. Ainsi l’isolement, l’anxiété, la perte d’appétit ou des difficultés de déplacement peuvent indiquer des problèmes de santé. Si une souris perd plus de 20% de son poids maximal ou montre des signes de difficulté à se déplacer ou à manger, nous la retirons de l’étude et sera mise à mort. Nous réalisons également des tests de réflexes pour évaluer la santé des animaux. Si une souris échoue à ces tests, cela peut indiquer un problème de santé grave, et elle est alors retirée de l’étude. En résumé, nous prenons toutes les mesures nécessaires pour garantir le bien-être des souris tout en réalisant nos recherches sur le vieillissement. Les souris diabétiques seront âgés de 2 à 10 mois afin que l’impact négatif sur leur santé et bien-être soit modéré. Au moment du sacrifice, par l’expérience que nous avons de ce modèle, nous estimons que les souris diabétiques ne devraient pas atteindre un poids de 45 g. Si c’est le cas avant la date de mise à mort initialement déterminée, alors nous interromprons l’ensemble du protocole pour la totalité des souris. Ces dernières seront alors sacrifiées pour l’analyse tissulaire. Pour limiter les douleurs des animaux, les procédures ne comprennent ni injection, ni manipulation, avant le jour du sacrifice. 30 – 20 minutes avant la mise à mort des souris, ces dernières seront pesées et la glycémie mesurée puis elles seront anesthésiées afin de réaliser une échographie cardiovasculaire.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les souris ont un génome très proche de celui de l’Homme, et leur système physiologique récapitule assez bien les observations faites chez l’Homme. Aujourd’hui, la souris représente le meilleur modèle pour la compréhension des phénomènes physiologiques comme le vieillissement et les maladies cardiovasculaires sous-ajacentes. Deux type de souris seront nécessaires à l’étude: des souris normales (non diabétiques, non obèses) qui représenteront le vieillissement normal de l’aorte et serviront également de référence par rapport aux souris obèses et diabétiques qui présenteront un vieillissement accéléré de l’aorte et un développement de pathologie comme l’hypertension, l’athéroclérose… en accord avec l’évolution pathologique humaine. Dans le but de se placer dans des conditions expérimentales les plus représentatives de la réalité rencontrée en médecine humaine, les souris utilisées seront des souris adultes âgées de 2 mois à l’initiation des procédures . Elles seront agées de 24 et 10 mois à la fin dess procédures pour les souris normales et obèses/diabétiques, respectivement.