Quelles sont les alternatives aux tests des animaux en laboratoire ?

Bonjour,

L’utilisation des animaux pour la recherche, l'enseignement et les tests de toxicité des produits ne date pas d'aujourd'hui. Elle remonterait à l'Antiquité. En effet au IVème siècle avant J.C., des philosophes tels qu’Anaxagore de Clazomènes, pratiquaient déjà des dissections anatomiques sur les animaux, ce dernier fût le premier à découvrir par exemple que les poissons respirent par des branchies. Des philosophes et polymathes tels qu’Aristote, des médecins comme Hippocrate ou Galien de Pergame ont pratiqué la dissection de cadavres aussi bien que d’animaux vivants, en particulier sur le porc et le singe, d'après le site Structure du Bien-Être Animal (SBEA) de l’Unité de Thérapeutique Expérimentale (UTE) de l’Institut de Recherche en Santé de l’Université de Nantes (IRS-UN).

Cette utilisation est cependant contestée car elle engendre un conflit moral entre sa nécessité pour la santé humaine et le respect dû aux animaux. Selon Schweitzer, L. et Bachelard, N. (2023). Méthodes alternatives à l’expérimentation animale : un besoin de financement et de diffusion. Biologie Aujourd'hui, 217(3), 183-191, la législation européenne promeut le développement des méthodes alternatives à l’expérimentation. Le développement de ces méthodes est soutenu par l’opinion publique française et européenne, qui s’oppose globalement à l’expérimentation animale lorsque d’autres méthodes existent. 

Mais que signifie « méthodes alternatives » en expérimentation animale ?

La terminologie « méthodes alternatives » a été introduite en 1978 par David Smyth dans Alternatives to animal experiments. Elle regroupe les procédures permettant de satisfaire un ou plusieurs principes de la règle des « 3R » (Remplacer - Réduire - Raffiner) élaborée en 1959 par Russell et Burch dans The Principles of Human Experimental Technique. Cette règle constitue le fondement de la démarche éthique liée à l’expérimentation animale en Europe et en Amérique du Nord. Elle recommande de :

• Remplacer les méthodes utilisant l’animal par des méthodes in vitro (étude sur cellules humaines ou animales) ou in silico (modélisation mathématique avec l’aide de l’informatique).
• Réduire le nombre d’animaux utilisés en expérimentation.
• Raffiner les protocoles de façon à minimiser la douleur et la détresse imposées aux animaux, tout en préservant l’obtention d’un niveau élevé d’informations.

• les méthodes de remplacement : in vitro (modèles cellulaires) ; in silico (modèles biomathématiques utilisant des bases de données issues d’expérimentation in vivo ou in vitro); chimie analytique ; regroupement de substances et méthodes de références croisées…

 

• les méthodes de réduction : optimisation des protocoles in vivo ; ex vivo ; méthodes statistiques (par lesquelles on obtient plus d’informations à partir d’un seul protocole) ; contrôle de la variabilité de la réponse (par les paramètres environnementaux et le statut sanitaire et génétique des animaux) ; omics (techniques d’analyse explorant au niveau moléculaire la synthèse des protéines) ; modèles animaux transgéniques…

 

• les méthodes de raffinement : diminution de la douleur (examen clinique); imagerie du petit animal in vivo (IRM, ultrasons, bioluminescence, scintigraphie, tomographie) ; télémétrie (enregistrement de paramètres physiologiques en continu); utilisation d’espèces réputées moins sensibles, sachant que ces méthodes sont aussi des méthodes de réduction…

 

À ce jour, seule la réglementation sur les cosmétiques interdit le recours à l’expérimentation animale. Les méthodes alternatives sont le plus souvent recommandées dans des approches intégratives combinant l’ensemble des outils alternatifs disponibles afin de n’utiliser l’animal qu’en dernier recours, lorsque les autres méthodes n’ont pas permis d’apporter les informations suffisantes. On parle alors de stratégies de tests intégrés (ITS), qu’il est possible d’élaborer lorsque la connaissance sur les mécanismes d’action est suffisante.

L'ouvrage The Principles of Human Experimental Technique a été mis en ligne chapitre par chapitre par le Johns Hopkins Center for Alternatives to Animal Testing dans Origines des 3R. Il existe aussi une version modernisée et abrégée de Michael Balls intitulée « Les trois R et le critère d'humanité », publiée en 2009, que vous pouvez télécharger gratuitement sur le site de Norecopa, plateforme nationale de consensus de la Norvège pour la promotion des  « 3 R » en lien avec les expériences sur les animaux.

En France, entre 2011 et 2013 l'Ineris (Institut national de l'environnement industriel et des risques, établissement public à caractère industriel et commercial, placé sous la tutelle du ministère chargé de l'écologie, du développement durable et de l’énergie), a coordonné un projet de recherche « PICASO Alternatives » sur la « Place des méthodes alternatives en expérimentation animale dans le domaine santé-environnement : prise en compte des attentes sociétales » :

Le Programme REPERE du Ministère en charge de l’Écologie, qui finance le projet, explore les voies de la participation de la société civile organisée au pilotage de la recherche et de l’expertise. PICASO Alternatives a été piloté en partenariat avec Écologie Sans Frontière (ESF), l’Association Nationale de Défense des Consommateurs et Usagers (CLCV) et la Coordination Nationale Médicale Santé Environnement (CNMSE), sous l’égide d’un tiers-veilleur sociologue. La partie sociétale du présent dossier de référence consiste en une synthèse issue de ce projet de recherche. En effet, la question des méthodes alternatives en expérimentation animale n’est pas uniquement scientifique et technique. C’est tout l’intérêt d’une collaboration sciences-société telle qu’elle a été définie dès l’origine et mise en œuvre dans le projet PICASO Alternatives.

 

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L’INERIS développe ou évalue des méthodes alternatives en vue de la mise en œuvre de stratégies de tests intégrés permettant de remplacer, réduire ou raffiner, selon les principes exprimés par la règle des « 3R », le recours à l’expérimentation animale, principalement dans le domaine de l’évaluation de la sécurité des produits chimiques.

 

[...]

 

Les méthodes alternatives en expérimentation animale reposent principalement sur des méthodes de remplacement in vitro (modèles cellulaires) ou in silico (modèles mathématiques). Il existe aussi des méthodes de réduction, en particulier l’optimisation des protocoles in vivo et les méthodes statistiques, et des méthodes de raffinement comme l’imagerie du petit animal in vivo. Les méthodes alternatives sont le plus souvent recommandées dans des approches intégratives combinant l’ensemble des outils disponibles afin de n’utiliser l’animal qu’en dernier recours. Les défis de la feuille de route 2013-2020 de la recherche à l’INERIS sur l’amélioration des méthodologies d’évaluation de la toxicité et de l’écotoxicité des substances chimiques reposent en partie sur le questionnement autour des méthodes alternatives dans le domaine de la toxicologie et de l’écotoxicologie prédictives. Aussi l’Institut poursuivra ses travaux sur les approches in vitro et in silico, principalement autour des mécanismes d’action des perturbateurs endocriniens, mais aussi des passages transmembranaires et de la régulation hormonale.

 

Source : Les méthodes alternatives en expérimentation animale, Ineris

Cependant à la date de l'enquête PICASO Alternatives, il ressortait qu'une majorité des répondants consid[érait] qu'il [était] encore trop tôt pour se passer totalement de l'expérimentation animale.

En décembre 2023, l'Ineris publie Méthodes alternatives à l’expérimentation animale : État des lieux et enjeux pour l’Ineris :

Dans sa communication du 25 juillet 2023, la Commission européenne répond à l’initiative citoyenne enregistrée le 30 juin 2021 visant à garantir et renforcer l’interdiction de l’expérimentation animale pour les cosmétiques, réformer le règlement de l’Union sur les produits chimiques et moderniser la science. La Commission propose des mesures supplémentaires pour réduire encore l’expérimentation animale et rappelle la réglementation européenne existante. Elle s’engage à proposer un nouvel ensemble de mesures législatives et non législatives pour réduire le recours à l’animal dans d’autres secteurs que la cosmétique, en particulier dans le cadre des produits chimiques, et à soutenir la recherche pour la mise au point de solutions alternatives.

 

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En 2018, plus des deux tiers des animaux sont utilisés en recherche, fondamentale (46 %) ou appliquée (28 %), tandis que 18 % le sont dans le cadre de la conformité à des exigences réglementaires. 5 % des animaux servent à la production dite « de routine » (anticorps monoclonaux et produits sanguins) et 3 % à des usages divers (enseignement, enquêtes médicolégales, conservation des espèces et protection du milieu naturel...). En recherche fondamentale, les travaux sur le système nerveux, le système immunitaire, l’oncologie, l’éthologie et la biologie animale totalisent plus de la moitié des utilisations. En matière de recherche appliquée ou pré-clinique, les besoins se répartissent entre le cancer humain, les troubles neurologiques et mentaux chez l’homme, les troubles infectieux chez l’homme et les maladies et troubles des animaux.

Les utilisations visant à satisfaire aux exigences d’une législation sectorielle sont liées aux médicaments à usage humain (64 %), aux médicaments vétérinaires (16 %) et aux produits chimiques industriels (8 % en 2018 contre 11 % en 2017). Aucune utilisation n’est faite en cosmétologie, la réglementation européenne ayant totalement interdit le recours aux tests sur animaux en 2009.

 

[...]

 

État des lieux des méthodes alternatives

 

Les « méthodes alternatives », expression créée en 1978 par le physiologiste britannique David Smyth, regroupent les techniques permettant de satisfaire un ou plusieurs principes des « 3R ». Ces méthodes sont aux fondements des nouvelles approches méthodologiques (NAM) de toxicologie dites « prédictives ». A noter que la plupart de ces NAM continue d’utiliser, au moins pour partie, le modèle animal, mais visent à restreindre le recours aux expérimentations in vivo (sur organismes vivants).

 

Les alternatives de remplacement désignent les méthodes qui évitent ou remplacent l’utilisation des animaux dans un domaine où elle était jusqu’alors jugée nécessaire. Ces alternatives comprennent à la fois les remplacements complets/absolus, c’est-à-dire le remplacement des animaux par des systèmes in vitro (cultures cellulaires) ou in silico (modèles biomathématiques prédictifs utilisant des bases de données issues d’expérimentation in vivo ou in vitro), et les remplacements relatifs (c’est-à-dire le remplacement d’animaux dont la sensibilité est considérée comme élevée (les vertébrés), par un animal dont le potentiel de perception de la douleur est, selon les données scientifiques actuelles, significativement moins élevé (certains invertébrés).

 

Les alternatives de réduction désignent toutes les stratégies dont le résultat se traduit soit par une diminution du nombre d’animaux utilisés tout en garantissant que les données obtenues soient suffisantes pour répondre aux questions posées dans l’étude, soit par une optimisation de l’utilisation des animaux qui permet d’acquérir plus d’informations utiles à partir d’un même nombre d’animaux, sans pour autant augmenter la contrainte pour les animaux utilisés.

 

Les alternatives de raffinement (parfois appelé optimisation) désignent les modifications apportées à l’élevage ou aux procédures expérimentales afin de réduire la douleur et la détresse, et d’améliorer le bien-être des animaux utilisés pendant toute leur durée de vie tout en obtenant un niveau élevé d’informations pertinentes à partir de la même procédure. Elles couvrent aussi l’amélioration des méthodes existantes avec la détermination de paramètres de toxicité complémentaires qui permettent d’obtenir plus d’informations pour un même protocole expérimental initial et un même nombre d’animaux.

 

Afin de mieux structurer et intégrer les données in vivo, in vitro, in silico, in chemico (chimie analytique) etc., différents outils et méthodes ont été développés et ont évolué afin d’être replacés dans un cadre conceptuel : le mode d’action (MoA), les chemins (ou parcours) de l’effet adverse (i.e. nocif) (AOP), les stratégies de tests intégrées (ITS) et les approches intégrées en matière d’essai et d’évaluation (IATA). Le mode d’action et les chemins de l’effet adverse sont des concepts élaborés afin d’améliorer la compréhension de la toxicité des substances chimiques. Les stratégies de test intégrées et les approches intégrées en matière d’essai et d’évaluation sont quant à elles des méthodes destinées à être mises en œuvre en pratique afin de guider l’évaluateur sur la stratégie à appliquer pour évaluer une substance chimique. Les IATA sont une évolution méthodologique du concept des ITS, qui permet de mieux cadrer leur application grâce à l’établissement de méthodologies détaillées et de renforcer leur pertinence grâce notamment à l’intégration du concept d’AOP et des nouvelles évolutions concernant les méthodes in silico. Par ailleurs, la force probante des données est clairement discutée dans les méthodologies et un poids important lui est attribué par rapport aux ITS où la démarche consiste principalement à suivre une stratégie itérative d’essais in vitro jusqu’aux essais in vivo. Dans les IATA, l’ensemble des données est intégré dans un AOP et la force probante des données permet soit de conclure, soit d’identifier les lacunes et les essais supplémentaires nécessaires (Figure 1.).

 

[...]

 

Le développement des méthodes alternatives

 

Dès les années 1990, l’Ineris s’est impliqué dans le développement des nouvelles approches méthodologiques de la toxicologie prédictive, au travers de plusieurs axes et projets de recherche, dont une partie s’est appuyée sur les travaux portant sur la compréhension des mécanismes d’action des perturbateurs endocriniens (PE). Seules quelques illustrations sont listées ci-après, des informations complémentaires sur les différentes études évoquées peuvent être retrouvées, outre dans les publications et communications scientifiques ad hoc, sur le site ineris.fr.

 

/ En termes de méthodes de remplacement et/ou réduction in vitro :

 

- l’Institut a conçu un test pour évaluer le potentiel PE des substances chimiques, le test EASZY. Ce bioessai, fondé sur un modèle embryonnaire (stade de développement non couvert par la directive 2010/63/UE) de vertébré aquatique, utilise un poisson-zèbre (Danio rerio) transgénique, permettant, par imagerie en fluorescence de l’embryon, de détecter et quantifier l’expression et la perturbation d’un gène s’exprimant dans le cerveau en présence de PE. Le test EASZY est à l’origine d’une nouvelle ligne directrice de l’OCDE (ligne 250) pour caractériser les PE, publiée en juin 2021. Son utilisation ne se limite pas à la mise en évidence des propriétés PE des substances seules puisqu’il a permis d’investiguer des réponses endocrines dans le contexte de mélanges de substances simples ou complexes (matrices environnementales comme les eaux de surface ou les eaux usées).

 

- l’Ineris a développé en collaboration avec l’Inserm des tests biologiques à partir de lignées cellulaires humaines ou de poisson, visant à la détection rapide du caractère PE de substances. A noter, ces tests in vitro présentent un potentiel d’utilisation plus large que la seule caractérisation des dangers (identification de contaminants dans l’environnement, surveillance de la qualité des milieux...).

 

- Des modèles cellulaires à l’interface air-liquide sont également développés et/ou appliqués pour évaluer la toxicité de substances inhalées (barrières pulmonaires, biopuce pulmonaire-hépatique…).

 

/ En termes de méthodes de raffinement et/ou réduction in vivo : l’institut s’applique au travers de ses projets de recherche à raffiner des méthodes réglementaires telles que les tests OCDE 229 et 230 (essais d’expositions de poissons à court terme avec ou sans mesure de reproduction). Dans ce but, des lignées de poissons zèbres transgéniques cyp19a1aeGFP(-casper) ont été utilisées dans ces tests afin d’apporter des informations supplémentaires (cinétique temporelle des effets des substances sur l’expression de l’aromatase gonadique par imagerie in vivo des animaux) par rapport aux tests OCDE classiques, sans augmenter le nombre d’animaux. L’usage de méthodes non invasives d’imagerie in vivo pour acquérir les données participe ici au raffinement.

 

/ En termes de modèles de remplacement in silico : l’Institut travaille principalement sur deux types de modèles, les modèles statistiques (Q) SAR (Relations (Quantitatives) entre Structure chimique et Activité biologique)) et les modèles toxicocinétiques PBPK (Physiologically-Based PharmacoKinetic). Les modèles QSAR s’appuient sur la caractérisation du lien existant entre une variation de la structure chimique et l’impact que cette modification structurelle a sur un effet biologique d’intérêt. L’Institut a ainsi contribué à la qualification de trois modèles QSAR prédisant le potentiel mutagène et carcinogène de substances chimiques (« système Benigni-Bossa ») et mis à disposition dans l’application logicielle QSAR Tool Box de l’OCDE. L’Ineris développe aussi des modèles QSAR pour aider à la paramétrisation des processus toxicocinétiques, tels que l’accumulation dans les tissus adipeux ou le métabolisme hépatique. L’approche QSAR est complétée par des travaux sur les modèles mathématiques QSPR (Quantitative structure-property relationship), qui prédisent les propriétés physico-chimiques d’une molécule à partir de sa structure. L’Ineris est à l’origine du premier modèle QSPR (explosibilité de composés nitrés) disponible dans la QSAR Tool Box. Les modèles PBPK prédisent, sur la base de données biologiques et physiologiques, le devenir d’une substance dans l’organisme : absorption dans le sang, distribution dans les organes, transformations biochimiques (métabolisation), excrétion. Récemment, l’Institut a développé un modèle PBPK pour les populations sensibles que sont la femme enceinte et son fœtus en calibrant le passage transplacentaire de substances chimiques sur la base de données in vitro ou in silico.

 

/ Les stratégies de tests intégrées : l’évaluation de la performance de ce type de stratégies a fait l’objet de travaux de la part de l’Ineris, à la fois sur les incertitudes attachées aux modèles prédictifs et sur les coûts financiers et éthiques associés. L’élaboration de stratégies de tests intégrées, en particulier pour l’évaluation des perturbateurs endocriniens, dans l’objectif d’être reconnues par les autorités compétentes, est l’une des priorités du Contrat d’objectifs et de performance 2021- 2025 de l’Institut. Les inflexions vers les méthodes alternatives ont conduit à l’émergence d’approches mécanistiques des effets néfastes améliorant ainsi leurs connaissances.

 

/ Comme abordé plus haut, les synergies existantes entre les méthodes alternatives en expérimentation animale peuvent être conceptuellement intégrées au sein du concept d’AOP qui permet une représentation schématique de la cascade d’évènements déclenchés par l’interaction d’une substance avec une ou plusieurs cibles moléculaires et pouvant mener à un effet néfaste au niveau de l’organisme ou de la population. L’AOP est en train de s’affirmer comme concept unificateur permettant d’intégrer l’ensemble des informations toxicologiques (in vivo, in vitro et in silico) recueillies à plusieurs niveaux d’organisation biologique (subcellulaire, cellulaire, tissulaire…). Lorsque l’enchainement qualitatif des différents évènements est établi, une approche quantitative peut être envisagée. Des travaux sont par exemple en cours pour le développement d’AOP sur la neurotoxicité de substances chimiques chez l’humain ou sur les effets neuroendocriniens et reproductifs chez le poisson zèbre.

Peta (People for the Ethical Treatment of Animals) France, association à but non lucratif dédiée à établir et protéger les droits de tous les animaux, est une organisation internationale à but non lucratif fondée en 1980. Elle milite contre l’exploitation et la cruauté animale. Elle délivre la certification Cruelty-Free qui garantit l’absence de tests sur animaux à tous les stades de fabrication (matières premières et produits finis) que ce soit par la marque ou un tiers. The Good Goods indique qu'elle fait la différence entre le « Droits des animaux » et la « protection animale »  :

La certification PETA place les droits des animaux au même niveau que ceux des humains. Elle proscrit l’utilisation des animaux pour les domaines de l’alimentation, de l’habillement, des expériences scientifiques ou du loisirs. La protection animale est moins contraignante pour les marques, car elle concerne le bien être animal mais accepte que ces intérêts soient sacrifiés si cela est réalisé sans cruauté et si l’humain peut en retirer un réel avantage.

 

Source : PETA, qu’est-ce que c’est ?, The Good Goods

Dans son article Les alternatives aux expériences sur les animaux, l'association précise en quoi l'expérimentation animale est inutile car inapplicable aux humains, revient sur les méthodes de ces alternatives et publie des recherches sur leur supériorité par rapport aux tests pratiqués sur les animaux :

Les expériences sur les animaux sont cruelles et coûtent cher, et elles mènent à des résultats faussés qui sont généralement inapplicables aux humains. C’est en partant de ce constat que les scientifiques les plus avant-gardistes du monde travaillent pour développer et utiliser des méthodes pour l’étude des maladies et les tests de produits qui remplacent le recours aux animaux et qui sont aptes à en prédire les effets sur la santé humaine.

Ces méthodes modernes englobent des expériences abouties impliquant des cellules et tissus humains (connues sous le nom de méthode in vitro), des techniques avancées de modélisation par ordinateur (méthode d’étude in silico) et des études à l’aide de sujets humains volontaires. Ces diverses méthodes non-animales ne sont pas parasitées par les différences entre espèces qui rend les expériences réalisées sur les animaux difficiles ou impossibles à transposer aux humains, et elles sont généralement plus rapides et moins coûteuses à mettre en œuvre.

 

[...]

 

Les expériences in vitro

 

• L’institut Wyss d’Harvard a créé des « organs-on-chips » (organes sur une puce) qui contiennent une culture de cellules humaines, une technique avancée permettant d’observer la structure et le fonctionnement des organes et du système d’organes humains. Ces puces peuvent être utilisées pour prédire les réactions humaines dans la recherche sur les maladies, les essais de médicaments et les tests de toxicité. Elles ont démontré qu’elles étaient capables de simuler la physiologie humaine, les maladies et les réactions aux médicaments de façon plus précise que des expériences animales cruelles. De grandes entreprises, telles que HµRel Corporation, proposent déjà des puces électroniques que les chercheurs peuvent utiliser pour remplacer les animaux.

 

• Différentes expériences reposant sur les cellules et modèles de tissus humains peuvent être effectuées afin d’évaluer l’innocuité des médicaments, des produits chimiques, des cosmétiques et des produits de consommation. L’entreprise CeeTox (rachetée par Cyprotex) a développé une méthode permettant d’évaluer la tendance d’un produit à provoquer une allergie cutanée chez l’humain. Elle a recours à des tissus biologiques EpiDerm™ de MatTek’s, un modèle de peau en trois dimensions fabriqué à partir de cellules de peau humaine qui simule les principaux éléments d’une peau humaine normale. Il évite l’utilisation de cobayes ou de souris auxquels on aurait injecté ou appliqué sur leur peau rasée une substance afin d’observer les réactions allergiques. L’EpiDerm™ de MatTek évite également l’utilisation de lapins lors d’expériences douloureuses et prolongées auparavant réalisées pour évaluer le pouvoir corrosif ou irritant des produits chimiques sur la peau humaine.

 

 

• Les chercheurs de l’EURL ECVAM ont développé cinq tests différents qui utilisent des cellules de sang humain pour déceler des substances dans les médicaments qui, lorsqu’ingérés, provoquent une réaction de fièvre potentiellement dangereuse. Ces méthodes non-animales évitent l’utilisation cruelle de lapins lors de ces tests douloureux.

 

 

La modélisation informatique (in silico)

 

• Des chercheurs ont développé un large éventail de modélisation informatique de pointe qui simule la biologie humaine et la progression des maladies. Les études montrent que ces modèles peuvent prédire précisément comment le médicament réagira dans le corps humain et peuvent mettre un terme à l’utilisation d’animaux dans le cadre de recherches exploratoires et d’un grand nombre de tests de médicaments réalisés couramment.

 

• Les « relations quantitatives structure à activité » (QSAR en anglais) désignent des techniques informatisées qui peuvent remplacer les expériences sur les animaux en produisant des prédictions fiables sur la dangerosité d’une substance, en se basant sur les similarités avec des substances existantes et sur notre connaissance de la biologie humaine. Les grandes entreprises et les gouvernements utilisent de plus en plus les outils de la QSAR pour éviter les tests de médicaments sur les animaux, PETA États-Unis les promeuvent activement et financent leur utilisation à l’échelle internationale.

 

 

La recherche à l’aide d’humains volontaires

 

• Une méthode appelée « micro–dosage» peut fournir des informations vitales sur la sécurité d’un médicament expérimental et sur la manière dont il est métabolisé chez l’humain avant des essais sur des humains à plus grande échelle. Une seule dose extrêmement faible est administrée aux sujets volontaires et des techniques de pointe sont utilisées afin de surveiller la façon dont réagissent les médicaments dans le corps. Le microdosage peut aider à éliminer les composés médicamenteux qui ne fonctionnent pas chez l’humain, afin d’éviter de passer inutilement aux essais sur les animaux exigés par le gouvernement.

 

• Des techniques avancées d’enregistrement et d’imagerie cérébraux – tels que l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) – sur des humains volontaires peuvent être utilisées à la place d’expérimentations archaïques lors desquelles les cerveaux de rats, de chats et de singes sont endommagés. Ces techniques modernes permettent au cerveau humain d’être étudié, sans danger, jusqu’à l’échelle du neurone, et les chercheurs peuvent temporairement et de manière réversible provoquer des troubles cérébraux en utilisant la stimulation magnétique transcrânienne.

 

• Au lieu de provoquer des maladies humaines chez les animaux dans des environnements artificiels, des études épidémiologiques – l’étude de maladies naturellement présentes au sein de la population – peuvent fournir des informations vitales et recueillies auprès la population humaine sur les facteurs de risques et les causes des maladies. Ce type d’étude nous a renseigné sur le lien de causalité qui existe entre le tabac et le cancer, le mécanisme de transmission du virus du SIDA et d’autres maladies infectieuses, et l’identification de facteurs de risques cardiovasculaires. Les études épidémiologiques ont permis de mettre en place des mesures adaptés afin de prévenir ou de réduire l’apparition de ces maladies.

 

 

Les simulateurs de patient humain

 

• Il a été rapporté que des simulateurs de patients humains informatisés surprenants de vie qui respirent, saignent, convulsent, parlent et peuvent même « mourir » offrent un meilleur apprentissage aux étudiants en physiologie et en pharmacologie que les entraînements sommaires qui consistent à charcuter des animaux. La plupart des simulateurs de haute technologie reproduisent des maladies et des blessures, et peuvent produire des réponses biologiques en cohérence avec les interventions médicales et l’administration de médicaments.

 

• Pour une formation médicale plus poussée, des systèmes comme TraumaMan – qui reproduit une respiration, les saignements d’un torse humain et se compose de couches de peau, de tissus, de côtes et d’organes internes réalistes – sont généralement utilisés pour enseigner les interventions chirurgicales d’urgence. Selon de nombreuses études, ces systèmes ont fait la démonstration qu’ils étaient capables de transmettre des gestes opératoires efficaces mieux que ne le font les cours qui imposent aux étudiants de tuer par balle ou de disséquer des cochons, des chèvres ou des chiens vivants.

Le GRAAL (Groupement de Réflexion et d’Action pour l’AnimaL), résume lui aussi ces nouvelles méthodes en donnant des cas concrets dans Les alternatives à l’expérimentation animale, 2025 :

Les modèles in vitro sont utilisés pour étudier l’effet d’une molécule, d’un médicament ou encore les effets de produits de consommation et de cosmétiques. Ces modèles permettent d’étudier en détail divers mécanismes biologiques de différents organes et tissus. Ils sont généralement développés à partir de cellules humaines . On peut citer par exemple :

 

• Les cultures cellulaires : cultivées sur une surface plane, ces cultures forment une monocouche (culture en 2D). Elles sont généralement utilisées pour tester la toxicité des molécules ou médicaments.

• Les organoïdes : petites structures en 3D développées à partir de cellules souches et qui reproduisent le fonctionnement et la structure d’un organe. Les organoïdes sont utilisés pour étudier le fonctionnement du foie, du poumon, du rein, du cerveau ou encore de l’estomac et de l’intestin. Ils sont souvent utilisés dans la médecine personnalisée puisqu’ils peuvent être fabriqués à partir des cellules d’un patient.

• Les organes sur puce : dispositifs qui utilisent des canaux microfluides pour simuler la circulation sanguine et l’échange de nutriment. Elles permettent d’imiter la structure de certains organes comme le foie, le cœur ou encore les poumons.

 

Les modèles informatiques (ou appelés aussi “in silico”) sont des représentations mathématiques et algorithmiques reproduisant un phénomène biologique. Il existe plusieurs types de modèle :

• L’Intelligence Artificielle et le machine learning permettent de prédire la toxicité et l’efficacité des molécules par exemple. Ces méthodes sont utilisées pour traiter des bases de données importantes et présenter des schémas et tendances qui ne seraient pas perceptibles avec l’œil humain.

• La modélisation moléculaire qui permet d’étudier l’interaction entre des molécules et des cibles biologiques. Cette méthode est souvent utilisée pour développer de nouveaux médicaments.

• La modélisation d’organes (comme le cœur ou le poumon) qui permet de prédire les effets de médicaments ou d’une intervention chirurgicale. Cette modélisation est utilisée en médecine personnalisée.

• L’épidémiologie numérique pour appréhender l’apparition de maladies, ou mettre en évidence des effets indésirables des médicaments.

 

Pour suivre l'évolution du programme de recherche des organes sur une puce : Programme de recherche Organes et organoïdes sur puces (PEPR MED-OOC).

Autres sources :

Alternatives aux essais sur animaux, Conseil de l'Europe

Alternatives à l’expérimentation animale, Efsa (Autorité européenne de sécurité des aliments)

Animaux utilisés à des fins scientifiques, Ministère de l'agriculture, de l'Agro-alimentaire et de la Souveraineté alimentaire

Recours aux animaux dans les programmes de recherche de l'Institut Pasteur, Institut Pasteur

Les méthodes alternatives à l’expérimentation animale, présent et futur = Alternative methods to animal testing, present and future / Francelyne Marano, Université Paris Cité, CNRS UMR 8251, Biologie fonctionnelle et adaptative, 2023

Expérimentation animale : quelles alternatives ?, Lise Barnéoud, novembre 2020, Le blob. Média qui propose une nouvelle vidéo à la une chaque jour, avec un fil d’actualité scientifique quotidien et des enquêtes mensuelles sur les grands enjeux contemporains, mêlant donc sujets de fond et actualité « chaude ».

Bonne journée