Les héros méconnus de la recherche biomédicale : pourquoi les souris sont essentielles à la science

La prochaine fois que vous prendrez un médicament, ayez une pensée pour les souris de laboratoire qui ont aidé à le commercialiser – comme d’innombrables autres remèdes.

L’utilisation de souris dans la recherche biomédicale est répandue depuis plus d’un siècle, devenant si fondamentale pour les enquêtes que l’industrie a mis au point de véritables catalogues de modèles de souris à partir desquels les scientifiques peuvent commander.

« Nous avons environ 13 000 souris différentes que nous pouvons envoyer aux chercheurs. Et c’est un catalogue, vous allez en ligne et vous pouvez tout lire sur chacune de ces souris », a déclaré le Dr Nadia Rosenthal, directrice scientifique et professeure au Jackson Laboratory for Mammalian Genetics, qui abrite l’un des plus grands catalogues de souris de la planète. .

Certaines personnes peuvent trouver l’idée de « souris click-and-collect » ahurissante, mais pour Rosenthal, ce qui est stupéfiant, c’est la quantité de progrès scientifiques qu’elle a vus dans sa vie grâce à eux.

« Quatre-vingt-dix pour cent de ce que nous savons sur la biologie, soit 80 %, est lié au travail avec les animaux », a déclaré le Dr Marc Dhenain, directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS).

« Je pense que les gens qui regardent l’expérimentation animale à distance ont du mal à réaliser le niveau de complexité qui peut être atteint dans la compréhension des mécanismes biologiques fins grâce aux modifications génétiques chez la souris », a-t-il déclaré à Euronews Next.

Pourquoi les scientifiques ont-ils besoin de souris GM ?

Les souris et les humains partagent plus de 85 % de leurs gènes. Certaines espèces de souris développent même des maladies humaines ; le diabète de type 1 et le cancer en sont quelques exemples. Et quand ils ne le font pas, leur génome peut être génétiquement modifié.

Pour étudier les maladies humaines et la biologie, les scientifiques travaillent avec des modèles de souris « humanisées », c’est-à-dire des souris génétiquement modifiées pour porter des gènes ou des cellules humaines.

Par exemple, pendant la pandémie de coronavirus, les chercheurs ont conçu une race de souris capables d’exprimer la version humaine d’une protéine appelée ACE2 afin que les rongeurs puissent être infectés par le SRAS-CoV-2.

« On peut jouer, on peut modifier le génome à volonté chez la souris, étudier les fonctions des gènes, tester des hypothèses », explique le Dr Xavier Montagutelli, co-directeur du cours Génétique de la souris à l’Institut Pasteur depuis 1995.

Puis ils évaluent : que se passe-t-il si on surexprime un gène donné ? Que se passe-t-il s’il produit plus de protéines ?

Les souris génétiquement modifiées sont le sujet de laboratoire idéal car elles permettent aux scientifiques de se concentrer sur un seul changement génétique – ou plusieurs dans certains cas – et de voir comment cela affecte la santé ou le comportement des souris, sans se soucier des autres variables qui pourraient influencer les résultats.

« Les souches consanguines chez les souris, qui sont des populations génétiquement homogènes, fournissent beaucoup de puissance pour les tests à des fins expérimentales. Beaucoup plus puissant que si vous faisiez cette étude directement chez l’homme », a déclaré Montagutelli.

C57BL/6J : le modèle de souris préféré

Dans les catalogues de souris, les chercheurs peuvent apprendre tout ce qui a été fait pour caractériser des races spécifiques, du niveau moléculaire et génétique, jusqu’au niveau physiologique. « Nous appelons cela le phénotypage », a expliqué Rosenthal.

Les scientifiques sélectionnent et commandent ensuite leurs souris en fonction de la mutation pertinente pour leur recherche – par exemple, un gène ou une altération de l’ADN provoquant une maladie chez l’homme qu’ils essaient de comprendre.

Il y a une espèce de souris que les scientifiques apprécient particulièrement : C57BL/6J, la première souche de souris avoir eu son génome entièrement séquencé.

« C’est devenu presque comme une souris domestique pour les chercheurs », a déclaré Rosenthal.

C57BL/6J est entièrement consanguin, ce qui permet aux chercheurs d’obtenir efficacement la même souris à chaque fois qu’ils expérimentent. « Si vous commandez une souris au laboratoire de Jackson aujourd’hui, ce sera génétiquement la même chose qu’une souris en 1985 », a-t-elle expliqué.

Mais pourquoi des souris, et pas d’autres espèces génétiquement plus proches de l’homme ?

« Il y a tellement de gènes différents qui peuvent être modifiés chez les souris qu’il ne sera jamais possible de les modifier chez les primates », a expliqué Dhenain, spécialiste du vieillissement cérébral et de la maladie d’Alzheimer.

Il y a aussi quelques « considérations pratiques », a déclaré Montagutelli. Parce que les souris sont petites, portent plusieurs embryons et gestent en environ trois semaines – alors que les primates portent généralement un embryon pendant plusieurs mois – elles peuvent facilement être reproduites en grand nombre pour des expériences en laboratoire.

Les scientifiques veulent aussi réduire au maximum l’utilisation des primates dans la recherche « pour des raisons morales évidentes », et doivent suivre la réglementation, qui indique généralement que l’expérimentation avec des primates doit être évitée par tous les moyens possibles, à l’exception des maladies infectieuses humaines très menaçantes et mortelles.

À partir de ces règles de base, les scientifiques utilisent le modèle le plus approprié à leurs objectifs de recherche : « Cela peut être des mouches, cela peut être un poisson zèbre, cela peut être des vers », a déclaré Montagutelli, mais il se trouve très souvent que ce sont des souris.

« Les souris sont utilisées depuis environ 120 ans et de nombreuses connaissances ont été accumulées sur leur génétique, leur physiologie et leur biochimie », a-t-il ajouté.

Quel est l’avenir des souris de laboratoire ?

La perspective de manipuler le génome de la souris avec une précision croissante a suscité l’attente d’une multitude de découvertes révolutionnaires.

L’interrogation des mécanismes biologiques dans une variété de contextes génétiques « s’est déjà avérée très, très utile », a déclaré Montagutelli. « La régulation fine du fonctionnement des gènes – que nous sommes encore loin de comprendre pleinement – est également passionnante ».

Le nombre de souches de souris aujourd’hui est « aussi diversifié sur le plan génétique que les populations humaines de différents pays dans différentes parties du monde », a-t-il ajouté.

Rosenthal a déclaré que les gens dans le domaine commençaient à réaliser à quel point il était important de rendre les souris de laboratoire « aussi diverses que les humains que nous essayons de traiter ».

« Si les souris sont toutes identiques, elles obtiendront les mêmes résultats, mais ce ne sont peut-être pas les résultats qui sont pertinents pour un patient », a-t-elle expliqué.

Mais certains scientifiques affirment que de nouvelles approches cellulaires pourraient éliminer le besoin d’abattage d’animaux et de souris de laboratoire génétiquement modifiées.

Le Dr Stephen G. Gray, un bioingénieur ayant une formation dans la création d’aliments à base de cellules et de thérapies à base de cellules, pense que de nombreuses technologies émergentes, notamment la biologie synthétique, éclipseront probablement les souris et d’autres types d’expérimentation animale dans un proche avenir.

« Si la biofabrication de tissus humains (le processus de création de tissus humains en laboratoire), par exemple, atteint le bon niveau de prix et devient plus évolutive, cela aura un impact considérable sur la réduction des tests sur les animaux », a-t-il déclaré à Euronews Next.

Les organoïdes – de minuscules cultures de tissus tridimensionnelles auto-organisées dérivées de cellules souches – pourraient également « nous aider à obtenir des informations précieuses sur de nombreuses choses différentes », a-t-il déclaré, « au moins pour la découverte de médicaments, le développement de médicaments et la culture cellulaire ». ; Je sais qu’il y a des limites pour les dispositifs médicaux ».

Rosenthal partage le point de vue de Gray selon lequel les cellules humaines pourraient débloquer une mine d’informations précieuses, « contrairement à ces souris qui sont si éloignées de tout ce qui est réaliste en termes de communauté humaine ou de population ».

Mais le problème, a-t-elle ajouté, est que lorsque vous avez autant de variations dans les cellules provenant de personnes génétiquement diverses, « il n’y a aucun moyen de tester une hypothèse, alors que lorsque vous avez un modèle animal, vous pouvez standardiser les choses et les tester ». .

Dhenain souligne également que les souris de laboratoire « n’ont pas une vie misérable ».

Il y a un contrôle fort pour s’assurer que les animaux impliqués dans les expériences ne souffrent pas, a-t-il dit, « y compris des protocoles pour prévenir la souffrance, des analgésiques à l’arrêt des expériences qui induisent de la souffrance avant l’apparition de la douleur ».

« Nous passons beaucoup de temps à réfléchir à la façon de faire en sorte qu’une souris se sente en sécurité et heureuse, car sinon, ce ne sont pas de bons modèles. Je veux dire, il est évident que vous ne voulez pas d’une souris malade, en détresse ou stressée », a déclaré Rosenthal.

Les humains domestiquent les animaux depuis très longtemps, et les souris ne sont que l’un des animaux qui ont été sélectionnés, dans ce cas non pas pour la nourriture, mais pour la recherche, disent les scientifiques, qui avouent avoir développé systématiquement des sentiments pour leurs souris de laboratoire. .

« Je suis un fan absolu de souris », a déclaré Rosenthal. « Je les adore. Je pense que ce sont des animaux incroyables, et ils sont tellement plus compliqués et nuancés qu’on ne le pense ».