La souris: la meilleure amie du scientifique

Ils font une apparition dans au moins la moitié des articles sur Nouvelles médicales aujourd'hui. Ils sont responsables de plusieurs des plus grandes percées médicales, faisant progresser notre compréhension du cancer du sein, des lésions cérébrales, de la leucémie infantile, de la fibrose kystique, du paludisme, de la sclérose en plaques, de la tuberculose et de nombreuses autres maladies.

La contribution de la souris à la science ne peut certainement pas être sous-estimée. Mais que réserve l’avenir à cet aliment de base du laboratoire?

Certaines sources affirment que la recherche scientifique sur les animaux est pratiquée depuis au moins 500 ans avant JC. La reine Victoria - monarque de l’Empire britannique au cours de la majeure partie du 19ème siècle - est connue pour être la première militante anti-vivisection de célébrités, et des peintures de cette période démontrent des recherches scientifiques menées sur des chiens.

Cependant, ce n'est qu'au début du 20ème siècle que la science a porté son attention sur l'humble souris.

«La souris de fantaisie» entre dans le laboratoire

En 1902, une période de popularité retrouvée pour la «souris fantaisie» - des souris spécialement élevées en tant qu’animaux domestiques -, le généticien William Ernest Castle introduisit la souris sophistiquée à son laboratoire de l’Université Harvard de Cambridge.

Les généticiens travaillant sous Castle ont été les premiers scientifiques à se rendre compte de la manière dont des lignées de souris consanguines et génétiquement homogènes pourraient avoir un impact énorme sur l’étude de la génétique. Ils ont commencé à élever des souris à cette fin, et bon nombre des types de souris modernes utilisés dans les laboratoires d'aujourd'hui - des noms tels que B6, B10, C3H, CBA et BALB / c - remontent aux lignées obtenues par ces scientifiques.

L'équipe de Castle s'est intéressée principalement à l'utilisation des souris pour démontrer une base génétique pour le cancer, mais un avantage important des souris génétiquement homogènes était qu'elles permettaient à des groupes indépendants de scientifiques de réaliser des expériences sur le même matériel génétique pour la première fois.

Maintenant, une équipe de scientifiques dans une partie du monde peut comparer directement leurs résultats avec ceux d’une autre équipe, sans que leurs résultats soient perturbés par la variation naturelle des animaux.

La California Biomedical Research Association affirme que presque toutes les percées médicales réalisées au cours des 100 dernières années ont été le résultat direct de recherches impliquant des animaux. Cependant, pendant la majeure partie du 20ème siècle, ce n'était pas la souris qui était le sujet animal privilégié de la science médicale, mais la mouche des fruits, puis, plus tard, dans les années 1970, les vers ronds.

L'abandon de ces espèces dans l'expérimentation scientifique sur la souris était motivé par le désir des humains de mieux se comprendre. Dans l'ascendance génétique commune qui relie toute la vie animale sur notre planète, les mouches des fruits et les ascaris ont divergé de la ligne menant aux mammifères il y a environ 570 millions d'années.

La divergence dans la lignée des mammifères entre les souris et les humains était cependant relativement récente il y a seulement 60 à 100 millions d'années.

Pourquoi des souris?

Les souris et les humains partagent environ 97,5% de leur ADN actif. La souris a été le premier mammifère non humain à avoir son génome séquencé, ce qui a révélé qu'il n'y a que 21 gènes dans l'ADN humain qui ne possèdent pas d'équivalent direct dans l'ADN de souris et seulement 14 gènes uniques chez la souris. .

Des recherches effectuées au début des années 90 ont même suggéré qu'une réplique approximative du génome humain puisse être construite en décomposant le génome de la souris en 130-170 pièces et en les rassemblant dans un ordre différent.

Un article de 2013 dans La conversation sur le rôle de la souris au 21ème siècle La science définissait trois objectifs principaux:

• Pour faciliter la compréhension des parties fonctionnelles du génome
• Agir comme modèle pour l'étude des maladies humaines
• Aider au développement de thérapies génomiques pour les maladies humaines.

Les auteurs de cet article disent que le principal avantage de la souris en tant que sujet est que, alors que la santé humaine est déterminée par une combinaison de nos gènes et de l’environnement - même des jumeaux identiques développeront des antécédents médicaux différents être beaucoup plus précisément défini chez les souris de laboratoire.

Les souris de laboratoire ne vivent également que 2 ou 3 ans, ce qui permet aux chercheurs d'étudier les effets des traitements ou des manipulations génétiques sur toute une durée de vie ou même sur plusieurs générations, ce qui n'est pas possible chez l'homme.

Comment peut-on améliorer les essais sur la souris pour mieux sauver des vies humaines?

Récemment, les souris ont fait la une des journaux alors que leur valeur dans les essais médicaux a été récemment débattue.

Nouvelles médicales aujourd'hui ont rapporté une étude qui a appliqué les méthodes de laboratoire du 21ème siècle à un essai clinique de phase 2 tristement célèbre en 1993, où cinq sujets humains sont décédés à la suite de la prise du médicament fialuridine.

La fialuridine avait déjà passé des tests de toxicologie préclinique chez la souris, le rat, le chien et les primates - où aucun effet toxique sur le foie n’avait été signalé - et avait été approuvé pour analyse chez l’homme. Cependant, le mécanisme du transporteur nucléosidique fonctionne différemment chez l'homme et chez les autres animaux. Par conséquent, cinq personnes participant à l'essai clinique sont décédées d'une insuffisance hépatique et deux autres ont survécu, mais ont nécessité une transplantation hépatique d'urgence.

Les chercheurs à l'origine de cette nouvelle étude souhaitaient voir si des "souris chimériques" auraient pu détecter l'hépatoxicité de la fialuridine, si elles avaient été utilisées dans les tests toxicologiques originaux du médicament. Les souris chimères sont des souris qui ont des cellules humaines. Dans ce cas, les souris avaient 90% de leurs cellules hépatiques remplacées par des cellules hépatiques humaines.

Les chercheurs ont constaté que les souris chimériques présentaient les mêmes symptômes que les participants humains lors de l'essai de 1993. Si ces souris avaient été utilisées dans les tests précliniques de la fialuridine, les décès humains de l'essai clinique auraient été évités.

Parler à Nouvelles médicales aujourd'huiL'auteur de l'étude, le Dr Gary Peltz, a exhorté la Food and Drug Administration (FDA) à mieux intégrer ce type de progrès dans l'évaluation des médicaments afin d'améliorer la sécurité.

"Ce papier représente un point d'inflexion pour le champ de souris chimérique", nous a-t-il dit. "Il s'agit de la première démonstration claire que des études réalisées sur des souris chimères pourraient améliorer l'innocuité des médicaments, ce qui aurait permis d'éviter une tragédie provoquée par une toxicité médicamenteuse propre à l'homme."

Des formes de gènes de maladies humaines peuvent également être insérées dans le génome de la souris pour reproduire des aspects spécifiques de la maladie d'Alzheimer, de l'obésité, du diabète, des anomalies sanguines, des maladies rénales, des cancers, Des organisations telles que l'Australian Phenomics Network rassemblent actuellement une collection de souris représentant l'ensemble des variations génétiques responsables des maladies chez l'homme.

De plus, un vaste projet international coordonné tente actuellement de perturber chacun des gènes du génome de la souris, de documenter les effets de chaque perturbation et d'en évaluer les conséquences pour l'homme.

Dr. Michael Dobbie, du Réseau Phénomique Australien, explique les avantages de ce projet:

"Cette ère de médecine personnalisée, offrant des diagnostics précis et des interventions thérapeutiques, ne peut devenir réalité que si nous avons des systèmes de modèles haute résolution, tels que des souris, qui ont été modifiés pour reproduire précisément la maladie sur une base individuelle. Le rêve alléchant d'un «avatar» médicalement pertinent est désormais à portée de main et la puissante boîte à outils génétique offerte par la souris est la voie la plus directe vers cet objectif. "

Bien que de grands projets de recherche tels que celui-ci indiquent un long avenir pour la souris dans la recherche médicale, d'autres nouvelles études ont trouvé des défaillances dans le modèle de la souris.

Le plus surprenant est peut-être la révélation récente selon laquelle les résultats des essais sur souris peuvent être confondus par le sexe des chercheurs. Une étude menée par des chercheurs de l’Université McGill à Montréal a confirmé que certaines données anecdotiques suggéraient que les souris et les rats de laboratoire sont stressés en présence de chercheurs de sexe masculin, mais pas de femmes, ce qui pourrait fausser les résultats.

Un autre argument a récemment été pris en compte lors d'essais sur le genre et la souris, cette fois concernant la préférence de la science pour utiliser principalement des souris mâles dans des expériences de laboratoire. Traditionnellement, le cycle oestral des souris femelles a été perçu comme une source de confusion difficile à contrôler pour les résultats de la recherche. Ainsi, environ cinq fois plus de souris mâles sont utilisées dans des expériences de souris femelles.

Cependant, cette hypothèse a maintenant été contestée avec succès par les scientifiques et les groupes féministes, qui soulignent que les femmes - plutôt que simplement une variante des hommes - peuvent métaboliser des médicaments à des taux différents de ceux des hommes, provoquant potentiellement des réactions médicamenteuses très différentes. ne peut pas être prédite si les tests précliniques sont limités aux souris mâles.

Ce mois-ci, les Instituts nationaux de la santé (NIH) ont annoncé que ce préjugé sexiste dans les essais sur les souris devait prendre fin et que de nouvelles politiques régissant la sélection des sexes dans la recherche seraient dévoilées en octobre.

Est-ce que l'expérimentation animale va bientôt devenir une chose du passé?

Les rapports de failles dans le modèle de la souris ajoutent aux critiques de certains scientifiques et groupes de défense des droits des animaux selon lesquelles les tests sur les animaux - en plus de présenter des problèmes éthiques sur le traitement des animaux - ne sont pas fiables.

L'année dernière, Science populaire a publié un article affirmant que 90% des médicaments ayant réussi les tests sur les animaux échouent par la suite lors d'essais sur des humains (la ressource n'est plus disponible sur www.popsci.com) en conséquence directe des différences génétiques entre les espèces. L'article cite également une tendance émergente à utiliser des cellules humaines dans le cadre de tests toxicologiques, plutôt que sur des animaux, signe que des études spécifiques à l'homme pourraient bientôt remplacer les modèles animaux.

"Il y a plusieurs raisons pour lesquelles l'affirmation simpliste selon laquelle 90% des médicaments testés sur des animaux échouent dans des essais humains ne résiste pas à l'examen", a déclaré le professeur Ruth Arkell de l'Australian National University, qui a déjà écrit nous. "Une nouvelle appréciation est que notre connaissance limitée des maladies humaines a, par le passé, amené les patients à se regrouper pour des essais cliniques de manière inappropriée."

Le professeur Arkell explique que dans les tests de dépistage du cancer, par exemple, les cancers connus pour être de classes différentes ont été regroupés, ce qui signifie que les souris artificielles répondraient positivement aux traitements ciblant certains mécanismes envisagés par les scientifiques. être bénéfique chez l'homme. Le problème étant un problème de classification scientifique plutôt qu'un problème avec le modèle de souris en soi.

En 2012, les NIH ont annoncé leur intention d'éliminer progressivement les expériences sur les chimpanzés. Les États-Unis sont l'un des deux seuls pays au monde (l'autre étant le Gabon) qui expérimentent encore sur les chimpanzés - un animal avec lequel les humains partagent un peu moins de 99% de notre ADN. Cela a amené certains à s’éloigner plus souvent des expérimentations animales, au fur et à mesure que de nouvelles innovations technologiques se profilent pour permettre une plus grande précision clinique, sans aucun dilemme éthique.

Les alternatives proposées aux tests sur les animaux ont récemment généré une spéculation intense.Ceux-ci incluent le potentiel de tests sur des organes humains cultivés dans un laboratoire à partir de cellules souches, comme la peau artificielle dévoilée le mois dernier par une équipe du King's College London au Royaume-Uni.

"L'utilisation des animaux pour les tests est très coûteuse et, dans de nombreux cas, ne donne pas de résultats pertinents pouvant être extrapolés en toute sécurité sur les humains", a déclaré le Dr Dusko Ilic, co-responsable du projet sur les peaux artificielles. Nouvelles médicales aujourd'hui.

"Notre modèle peut être généré à partir de cellules souches pluripotentes induites en nombre illimité et toutes les unités sont génétiquement identiques, ce qui peut rendre la comparaison plus facile et moins sujette à des erreurs", explique le Dr Ilic. maladie, qui permet de tester de nouveaux médicaments sur des cellules spécifiques de la maladie dans l'épiderme résultant.

Un autre développement très médiatisé se présente sous la forme des "biopuces" lancées par le Wyss Institute for Biolog Inspired Engineering de Harvard. Ces dispositifs imitent les fonctions des organes humains, tels que les poumons, le c?ur, les reins et l'intestin. Chaque "puce" est une combinaison de cellules humaines vivantes et de technologie microfluidique.

La société pharmaceutique AstraZeneca s'est associée à Wyss pour utiliser les puces dans des essais de médicaments et les NIH, la FDA et l'Agence des projets de recherche avancée de l'US Defence ont investi 150 millions de dollars pour accélérer le développement des puces.

Nouvelles médicales aujourd'hui a parlé à Michael Renard d'Organovo Inc., une entreprise pionnière dans l'utilisation de la «bioprinting». Organovo développe une gamme de modèles de maladies des tissus humains pour le dépistage des drogues et la recherche médicale.

On dit que leurs bandes de tissu de foie bioprintées - conçues pour reproduire l'architecture cellulaire des tissus naturels - conservent des fonctions semblables à celles d'un organe pendant 40 jours, une avancée que certains ont décrite comme une étape importante dans les tests de toxicologie.

Bien que Renard ait souligné que l'intention de la bio-impression d'Organovo n'était pas de remplacer les tests sur les animaux, il avait ceci à dire sur les avantages pour la recherche du tissu spécifique à l'homme offert par l'entreprise:

«Les modèles fonctionnels de tissus humains ont la promesse d’ajouter des informations humaines spécifiques sur un candidat-médicament, générant des données à partir d’un micro-environnement humain contrôlé à un niveau de complexité mimant in vivo la composition et le comportement des tissus humains.

L'intention de tout nouveau modèle introduit dans le processus de découverte de médicaments est d'améliorer la valeur prédictive et la science translationnelle entre ce qui est observé en laboratoire et ce qui est observé dans les essais sur l'homme et le traitement chez l'homme. "

Reste à savoir si ces nouvelles technologies diminueront les besoins scientifiques des modèles animaux. Le test de médicaments chez la souris et d’autres animaux permet aux scientifiques d’observer comment un médicament interagit avec un système circulatoire complet, y compris l’effet qu’il peut avoir sur différents organes lorsqu’il est pompé autour d’un corps vivant. pour rivaliser avec.

Certes, les nouvelles lignées de souris de laboratoire étant produites à un rythme toujours croissant, il semble que, pour le meilleur ou pour le pire, la souris restera un élément incontournable des laboratoires pendant un certain temps.

Les cigarettes électroniques «ne réduisent pas l'utilisation de cigarettes conventionnelles»

Le débat entourant les avantages pour la santé et les risques liés à la cigarette électronique a été fortement discuté au cours des derniers mois. Medical News Today a récemment publié une étude réalisée par des chercheurs de l'University College London au Royaume-Uni, qui suggère que les appareils réduisent l'utilisation de cigarettes conventionnelles. Mais un nouvel article publié dans la revue Annals of Allergy, Asthma and Immunology affirme qu'il n'y a "pas assez de preuves" pour suggérer que c'est le cas.

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Le pamplemousse mélangé aux médicaments sur ordonnance peut être mortel

Selon une nouvelle étude publiée dans le Journal de l’Association médicale canadienne (JAMC), de nombreux médicaments prescrits ont des effets secondaires graves lorsqu'ils sont mélangés au pamplemousse et le nombre de ces médicaments augmente rapidement. Toutefois, les médecins ignorent souvent les effets secondaires. . Paradoxalement, dans une autre étude publiée plus tôt cette année, des chercheurs ont déclaré que le jus de pamplemousse pouvait réellement aider les médicaments anticancéreux à mieux fonctionner.

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