La recherche non animale

Depuis Claude Bernard, précurseur de l’expérimentation animale au XIXe siècle, nos connaissances scientifiques ont grandement évolué et de nombreux progrès technologiques ont vu le jour.

En 2023, nous disposons de connaissances et d’avancées technologiques à la pointe de la recherche et de l’innovation qui permettent de faire mieux et autrement qu’avec l’expérimentation animale ; pour une recherche plus éthique, plus fiable pour la santé humaine, plus protectrice pour l’environnement et sans souffrance animale.

Une semaine pour sensibiliser et informer sur la recherche non animale

Du 9 au 15 octobre 2023, Pro Anima organise sur ces réseaux une semaine de sensibilisation à la recherche non animale afin d’en présenter les avancées et les enjeux sociétaux qui s’y rattachent et qui nous concernent toutes et tous.

Dans cet article, vous prendrez connaissance des trois grands domaines de la recherche non animale que sont les méthodes dites in vitro, in silico et in omic.

Les méthodes in vitro

In vitro signifie dans le verre. Ici, les réactions se font en dehors de l’organisme, contrairement à la recherche in vivo (dans le vivant). Le but des méthodes in vitro est de se concentrer principalement sur la réaction.

Les méthodes in vitro sont de plus en plus utilisées non seulement lors des étapes de screening, mais aussi au cours du développement du médicament. Leur facilité de mise en œuvre, leur isolement de tout contexte physiologique qui permet d’étudier un mécanisme d’action toxique, et surtout la possibilité d’utiliser des cellules humaines qui permettent de s’affranchir des différences inter-espèces, en font un outil incontournable.

(Claude / Goldfain-Blanc / Guillouzo, Med Sci, 2009)

L’exemple le plus connu sont les cellules souches. De par leur propriété de s’auto-renouveler et de se différencier en d’autres types cellulaires, elles peuvent donner naissance à quasiment tous les différents types de cellules de l’organisme ; elles sont alors dites pluripotentes et sont appelées iPSC pour cellules souches pluripotentes induites (induced pluripotent stem cells). Grâce à leurs propriétés, ces cellules peuvent servir à régénérer ou recréer des tissus détruits : c’est la thérapie cellulaire, mais elles peuvent également être utilisées dans la fabrication notamment des organoïdes.

Les organoïdes ou organes sur puces ont pour but de mimer l’architecture et le fonctionnement des organes. Ces dispositifs sont composés de cellules humaines, cultivées au sein d’un microenvironnement, dans des valves ponctuées de canaux dont la connexion est rendue possible par la technologie de la microfluidique. Il est possible avec cette technologie d’étudier la propagation d’un pathogène ou la diffusion d’un médicament dans un organe ou l’ensemble des organes cultivés. Permettant le développement plus rapide de traitements, ils constituent un modèle d’avenir pour la santé de l’humain.

Les méthodes in omic

Les méthodes dites in omic sont des outils prédictifs qui étudient la composition protéique des cellules et leur activité via l’apparition d’événements physiologiques, pharmacologiques ou toxicologiques. Ayant des fonctions diverses dans la cellule, les protéines comportent beaucoup d’informations sur son état. La survenue d’un événement physiologique, pharmacologique ou toxicologique va venir modifier cette composition protéique et donc la fonction de la cellule.

Les méthodes in omic représentent quatre grands niveaux d’analyse :

La génomique analyse le génome (l’ensemble du matériel génétique d’un individu ou d’une espèce) en cherchant les gènes altérés ou les activités anormales des protéines au sein d’un organisme entier ou d’un organe. Dans le cas des cancers, la génomique peut donner des indications précieuses sur la cancérisation d’une cellule saine.

La transcriptogénomique (ou toxicogénomique) étudie les modifications de l’expression des gènes, de sa transcription en protéine ARNm, en réponse à l’exposition d’une substance chimique. Pour rappel, un gène est un morceau d’ADN qui stocke toutes les informations nécessaires au bon fonctionnement des organes et de l’organisme et qui est transcrit ensuite en ARNm (ARN messager).

La protéomique consiste à analyser l’ensemble des protéines d’un organisme, d’un fluide biologique, d’un tissu, d’une cellule ou même d’un compartiment cellulaire (aussi appelé protéome).

La métabolomique mesure l’ensemble des métabolites (petites molécules) au sein d’un organe, un tissu, un cellule ou d’un organite, qu’ils soient issus de l’organisme ou de l’environnement extérieur.

Les méthodes in omic participent à assurer la sécurité du patient lors des études cliniques ou de la mise sur le marché de médicament en apportant une meilleure prédictibilité et détection des effets indésirables pouvant être observés chez l’humain.

Les méthodes in silico

Le mot silico est un dérivé du mot silicium, un composant de base des ordinateurs. Les méthodes dites in silico permettent de prédire des propriétés physico-chimiques et écotoxicologiques d’une substance à partir de modèles biomathématiques. Ces simulations apportent un modèle additionnel aux autres méthodes et constituent un nouveau type de preuves scientifiques.

La bio-impression 3D utilise un modèle numérique afin d’assembler et d’organiser des constituants de tissus biologiques pour produire artificiellement des greffons ou des modèles physiologiques ayant les mêmes propriétés que les tissus naturels. Elles sont créées couche par couche. En 4D, on va chercher à faire évoluer dans le temps le tissu imprimé.

bio imprimante / substitut bioimprimé — laboratoire Poietis

Les simulations de mécanismes neurologiques sont des modélisations informatiques appliquées au cerveau humain. Elles doivent composer avec la très grande complexité des interconnexions neuronales. Des IRM effectuées sur le cerveau d’un patient permettent désormais de développer une modélisation neurologique. Cette technique ouvre de nombreuses perspectives pour soigner des pathologies telles que l’épilepsie.

L’intelligence organoïde est un nouveau champ de recherche dans l’informatique biologique. Définie en 2023, elle vise à développer une nouvelle forme d’ordinateurs, ou « bio-ordinateurs », reposant notamment sur les performances des neurones. Les chercheurs espèrent aboutir sur des avancées thérapeutiques en comprenant mieux le fonctionnement neurologique.

Crédit : Depositphoto — iStock — Comité Pro Anima — Laboratoire Poietis
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