One Voice : Comment mettre fin aux tests de toxicité sur animaux ?

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Comment mettre fin aux tests
de toxicité sur animaux ?

Un rapport du Docteur
Gill Langley MA Phd (CANTAB), MIBiol, Cbiol

Automne 2001

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VII - TEST : EFFET TÉRATOGÈNE
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Animal	habituellement rats ou lapins -
Nombre	au moins 80 rates prégnantes ou 48 lapines gestantes. -
Objectif	voir si la substance testée, une fois ingérée, provoque des malformations chez l'embryon. -
Test	On administre à la femelle gestante, pendant la période de formation des organes de l'embryon, une dose graduée, diluée ou non. Trois niveaux de dosage sont définis, le niveau le plus élevé étant suffisant pour provoquer des symptômes mineurs chez la mère (par exemple la perte de poids). L'administration se fait en général par voie orale, et les embryons sont tués puis examinés pour détecter des variations anatomiques notables ou discrètes. -
Symptômes	Les femelles sont nourries de force quotidiennement, tout au long de la gestation, par tube stomacal. Symptômes observables : prise de poids réduite, perte d'appétit, pertes nasales, érection des poils, chute des poils, diarrhées, déshydratation et parfois la mort. On ignore si les fœtus qui subissent des lésions du fait d'une substance chimique souffrent ou non. -

Critique

- Ces tests sont conçus pour identifier des effets notables. De ce fait, les effets plus discrets et autres légers indices des dégâts pouvant être provoqués par une substance risquent fort de passer inaperçus.

- Mener des études sur l'exposition à long terme, pour évaluer le risque que représenteraient diverses durées d'exposition chez l'être humain, coûte cher, en argent et en animaux.
- L'utilisation de lignées d'animaux endogames compromet la pertinence de la transposition aux situations humaines (54 & 55).

- Les durées de vie des diverses espèces utilisées sont différentes de celle de l'être humain. Par ailleurs, quel peut être le critère de comparaison le plus approprié pour transposer les doses, est-ce le poids total, le rapport entre le temps d'exposition et la durée de vie, ou bien un panachage des deux ?

- Il est difficile de prédire l'estimation des dosages appropriés. Dans le cas de la Thalidomide (56), le seuil de sensibilité, dans le dosage, varie selon les espèces.

- De nombreuses substances se révèlent tératogènes chez les animaux mais pas chez les humains (pour autant qu'on puisse en juger). L'aspirine provoque des malformations embryonnaires chez le rat, la souris, le cochon d'Inde, le chien, le chat et le singe, alors que cela ne semble pas être le cas chez l'humain même avec de fortes doses prolongées (56).

- La structure et la fonction du placenta présentent d'importantes différences d'une espèce de mammifère à une autre. Le temps de pénétration des substances à travers le placenta est variable, et chez certaines espèces il n'y a pas de pénétration du tout. Là encore, on peut observer des différences en ce qui concerne les protéines porteuses et donc la transmission des substances testées à l'embryon en cours de développement.
Les effets protecteurs de diverses substances chimiques naturelles ou de synthèse jouent aussi un rôle dans la facilité avec laquelle les éléments tératogènes peuvent affecter le développement fœtal et embryonnaire. Ainsi, par exemple, l'organisme peut réagir de différentes manières à l'acide rétinoïque, et la toxicité de celui-ci peut être notable ou non, selon le cas (57).

Stratégie alternative

Les tests portant sur les propriétés tératogènes ont pour objectif d'identifier les substances chimiques qui provoquent des malformations et autres dégâts chez les embryons durant la grossesse. Les méthodes de test généralement utilisées constituent un gaspillage de ressources humaines et financières.
Deux méthodes de test substitutives (le test sur cellules de queue d'embryon et le test de micro-masse) sont actuellement au stade de la validation finale par l'ECVAM, et des résultats positifs sont imminents.

Stratégie de tests par étapes pour les propriétés tératogènes

Des logiciels tels que DEREK et TOPKAT permettent de contrôler les structures moléculaires des substances chimiques pour déceler d'éventuelles propriétés tératogènes. L'agence américaine pour la protection de l'environnement a récemment utilisé TOPKAT pour rechercher dans des produits chimiques destinés à désinfecter l'eau des effets sur le développement de l'embryon (45). Il est alors possible de diriger les substances chimiques structurellement suspectes vers les tests de l'étape 2.

Le test sur cellules de queue d'embryon (EST), le test de micro-masse et le test sur l'embryon entier de rat après implantation permettent tous trois de déceler les effets tératogènes (voir Encadré 4).

On applique alors la modélisation sur ordinateur de l'absorption, du métabolisme, de la diffusion et de l'élimination de la substance, au niveau de l'embryon, pour obtenir des données sur les dosages susceptibles d'affecter l'embryon.

On peut ainsi identifier les substances chimiques tératogènes pour les mettre sous contrôle.

Perspectives

Action à mener en priorité

Cette stratégie devrait dès à présent être adoptée, dans la mesure où les études de validation finale du test sur les cellules de queue d'embryon et du test de micromasse sont achevées. En même temps, toute normalisation éventuellement nécessaire des protocoles devrait être finalisée et traduite en termes de législation.

La Commission européenne devrait favoriser le développement des techniques de modélisation sur ordinateur pour l'étape 2.

Délai suggéré : 2 ans maximum.

Encadré 4 - Tests concernant les propriétés tératogènes

Dans les tests concernant les propriétés tératogènes, on utilise au minimum 80 rates prégnantes ou 48 lapines prégnantes, et ces tests reviennent cher en termes d'argent et en termes de temps.
Entre 1999 et 2001, l'ECVAM a validé trois méthodes substitutives de tests. Deux de ces méthodes sont basées sur l'utilisation d'embryons de rats ou de tissus embryonnaires cultivés, et la troisième consiste à utiliser des cellules de queue d'embryon :
- le test sur cellules de queue d'embryon (EST)
- le test sur embryon entier de rat après implantation
- le test de micro-masse
La méthode EST est la méthode substitutive la plus récente. Les cellules de queue d'embryon survivent indéfiniment en culture, et peuvent engendrer des cellules spécialisées telles que les cellules du cœur, que l'on peut voir battre dans l'éprouvette.
Les substances chimiques susceptibles d'effets tératogènes empêchent ou limitent le développement des cellules de la queue de l'embryon en cellules spécialisées du cœur dans les cultures en éprouvette (58). Dans le test de micro-masse, contrairement au test sur embryon entier de rat après implantation, on utilise des cultures de cellules de limbe provenant d'embryons de rat.
Jusqu'à présent, l'étude de validation de l'ECVAM (58) a permis de découvrir que chacun de ces trois tests permet de classer les substances chimiques selon qu'elles sont ou non tératogènes avec une fiabilité de 79 à 84 pour cent, ce qui constitue un excellent résultat provisoire.
Ces trois méthodes substitutives sont très prometteuses pour la distinction entre substances tératogènes et non tératogènes, mais seule la méthode EST requiert l'utilisation de lignées de cellules sans nécessiter la fourniture d'embryons d'animaux. Cela signifie que la méthode EST pourrait être adaptée à des systèmes de contrôle automatiques sophistiqués.
Il semble hautement probable que l'étude menée par l'ECVAM débouche avant fin 2001 sur une alternative valable. Toute standardisation éventuellement requise des protocoles, ainsi que l'aval des instances officielles concernées, pourraient alors être obtenus en l'espace de deux ans.