Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale, reproduit depuis ALURES
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-853432)
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Une meilleure compréhension du métabolisme énergétique cérébral chez le nouveau-né, en prenant en compte les différences liées au sexuel, pourrait permettre de définir de nouvelles pistes thérapeutiques dans un contexte de pathologies cérébrales pédiatriques caractérisées par un déficit énergétique. Les objectifs seront les suivants : – Décrypter les spécificités du métabolisme énergétique cérébral du nouveau-né en bonne santé, en fonction du sexe. – Mettre en évidence les spécificités sexo-dépendantes des altérations métaboliques périnatales dans le contexte de l’hypoxie-ischémie néonatale. – Développer de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le contexte d’un déficit énergétique cérébral, en fonction du sexe.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Il est attendu de ce projet de combler une lacune dans le domaine de la neuroénergétique. Ce projet offrira une compréhension des mécanismes moléculaires et de la coopération cellulaire qui sous-tendent les différences entre le cerveau des nouveau-nés masculins et féminins, ainsi que des différences dans la manière dont le cerveau masculin et féminin peuvent être capables de répondre aux agressions neuronales et aux stratégies neuroprotectrices.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux subiront une chirurgie afin de diminuer l’expression de certains transporteurs de substrats énergétiques cérébraux (1 fois, à la naissance, durée 15 min). Pour l’induction de l’hypoxie-ischémie, les animaux subiront une chirurgie (1 fois, à l’âge de 7 jours, durée inférieure à 10 min) puis une hypoxie (1 fois, 30 min après la chirurgie, durée 2 h). Pour l’un des groupes, trois injection de substrat énergétique seront réalisées (juste après l’hypoxie-ischémie et sur les deux jours suivants, âge : 7, 8 et 9 jours de vie, durée : 2 s). Pour un des groupes, les ratons seront gavés avec des substrats énergétiques (gavage juste après l’hypoxie-ischémie et sur les deux jours suivants, âge : 7, 8 et 9 jours de vie, durée : 2 min). Les animaux effectueront des examens par résonance magnétique nucléaire de diffusion sous anesthésie gazeuse ; technique non-invasive pour les animaux (à l’âge de 7 et 30 jours ; durée : 30 – 45 min). Ils effectueront aussi des examens par résonance magnétique nucléaire fonctionnelle sous anesthésie (1 fois, à 45 jours d’âge, durée : 2 h). La neuroprotection sera évaluée au niveau fonctionnel par des tests de comportements de réflexes précoces (réalisés à 8, 10 et 12 jours ; durée : 5 min) et de mémoire (évaluée à 45 jours ; durée 10 min). La dépression sera évaluée par un test comportemental associé à une restriction alimentaire (réalisé à 55 jours ; durée de la restriction : 72 h ; durée du test : 10 min).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les modèles de répression de transporteurs utilisés dans ce projet sont bien connus des membres de l’équipe. La modification génétique n’entraîne pas de modifications au niveau pondéral, qualité du poil, appétit des animaux, activité et mobilité. Cependant, l’induction du modèle nécessite une chirurgie sous anesthésie générale par hypothermie maintenue tout le long de l’acte. Suite à l’opération, la plaie suturée peut s’infecter ou présenter des difficultés à cicatriser. La chirurgie nécessaire à l’induction de l’hypoxie-ischémie pourrait entraîner une perte de poids, une plaie et des douleurs postopératoires. L’administration de lactate sera réalisée par une injection intrapéritonéale, ce qui constitue une nuisance. La réponse à l’hypoxie-ischémie est variable d’un individu à l’autre. Dans de rares cas, des lésions cérébrales supérieures à 50 % pourraient subvenir. Elles représenteront un point limite. Le test de restriction alimentaire pourrait entraîner chez certains animaux un stress.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
mise à mort des animaux pour prélèvement d’organes pour une analyse post-mortem (n = 576). La répression de l’expression des différents transporteurs ainsi que l’induction de lésions cérébrales par hypoxie-ischémie ne permettra pas d’utiliser les animaux pour un autre projet.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Des modèles d’organoïdes ainsi que des modèles d’hypoxie cellulaires existent, cependant, ces modèles s’affranchissent de la (patho)physiologie de l’organisme entier. Le but final de notre projet de recherche a une envergure translationnelle et nécessite donc une approche intégrative, prenant entre autre la dimension sexuée. De ce fait, notre projet nécessitant le fonctionnement du cerveau dans son intégrité afin de comprendre le métabolisme cérébral en fonction du sexe et tester l’effet neuroprotecteur des molécules afin de pouvoir envisager une application rapide chez l’Homme, il n’existe pas de Remplacement disponible à notre modèle expérimental.
2. Réduction
Une Réduction du nombre d’animaux est rendue possible par le fait que l’IRM est une technique d’investigation non-invasive qui permet un suivi des animaux ainsi que la réalisation de tests comportementaux, sur les mêmes animaux. Les différences inter-groupes seront mises en évidence par des tests statistiques. Le nombre d’animaux considéré pour ce projet a été déterminé en prennant en concidération nos projets précédents et en utilisant un calculateur de taille d’échantillon.
3. Raffinement
Lors des chirurgies, avant anesthésie un antalgique sera administré. Le réveil des ratons et la récupération de la température corporelle s’effectueront dans un caisson ventilé. Les ratons seront surveillés plusieurs fois par jour pendant 3 j puis de manière hebdomadaire. La mise en place d’une grille de scorage et l’utilisation de points limites adaptés permettront la délivrance d’un antalgique si une douleur est constatée. La cicatrisation sera contrôlée ; en cas d’infection de la plaie un désinfectant et un antalgique seront administrés. Les IRM seront réalisées sous anesthésie générale. Une modification de rythme cardiaque ou du rythme respiratoire par rapport aux normes physiologiques, mise en évidence par un capteur placé sous l’animal entraînera l’arrêt de l’expérimentation. Du gel ophtalmique sera utilisé, pour éviter la sécheresse oculaire. Pour le gavage, une canule à bout rond en plastique à usage unique sera utilisée afin de limiter les risques de blessure pour l’animal. Le volume administré, à température ambiante prendra en considération la corpulence de l’animal. En l’absence de détresse respiratoire et de reflux, l’animal sera remis à sa cage et surveillé régulièrement pendant 1 heure. Pour le test de dépression, nécessitant une privation de nourriture ponctuelle, la prostration de l’animal représentera un point limite. Au niveau de l’hébergement, les animaux seront élevés en cage collective, sur une litière en peuplier, caractérisée par un fort pouvoir absorbant et une granulométrie adaptée. L’hébergement sera enrichi d’un nid végétal, du coton et un tunnel en carton.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le rat Wistar est plus gros que des modèles souris, ce qui est un atout pour les examens non-invasif par IRM. La taille de son cerveau facilitera aussi les chirurgies. Cette espèce est utilisée depuis plusieurs années dans le modèle d’hypoxie-ischémie, ainsi de nombreux groupes témoins dans la littérature permettent de faire des comparaisons et limitent le nombre de témoins. Les animaux recevront une injection cérébrale à la naissance (P0) afin de diminuer l’expression des différents transporteurs. Pour certains, une hypoxie-ischémie sera réalisée à 7 jours de vie. Ils seront ensuite suivis par IRM à 7, 30 et 45 jours de vie et par des tests de comportement, de 8 à 55 jours de vie, afin de pouvoir comprendre les différences du métabolisme énergétique cérébrale du nouveau-né mâle et femelle et évaluer les effets protecteurs des substitutions thérapeutiques à court et à long terme. Les tests de reflexes seront réalisés à 8, 10 et 12 jours de vie. Un test permettant de mettre en évidence les défaillances neurologiques sera réalisé à 24 jours de vie. L’anxiété sera évaluée à 28 jours de vie. Un test de mémoire sera réalisé à 45 jours de vie et l’état dépressif des animaux sera évalué à 55 jours de vie.