Normes relatives aux animaux de laboratoire dans les programmes de santé

Bulletin de l'Organisation mondiale de la Santc, 60 (3): 325-330 (1982) Normes relatives aux animaux de laboratoire dans les programmes de sante* J. R. HELD Les animaux de laboratoire sont essentiels au succes de nombreuxprogrammes de sante'. Une grande vari6tg de modeles animaux est utilisee dans le monde entier en vue de perfectionner la lutte contre les diverses maladies, de meme que dans la recherche fondamentale n&cessaire pour ameliorer les soins de sante. Les programmes biomedicaux exigent des animaux sp&cialement se'lectionnes et eleves dans des conditions controMes, notamment en ce qui concerne certainsfacteurs tels que l'environnement physique, la nutrition, l'ePtat microbiologique et le patrimoine gdndtique. Le besoin d'un approvisionnement re'gulier en animaux approprie's a conduit a la cre'ation d'un domaine d'e6tude, a savoir les sciences de l'animal de laboratoire, et d'une sp6cialiteM dans le cadre de la medecine veterinaire, qui est la me'decine des animaux de laboratoire. L'importance de ces animaux est reconnue par l'Organisation mondiale de la Sante' qui, en coope'ration avec d'autres organisa- tions, fournit la formation, l'information technique et des consultations en cette matiere. Les animaux de laboratoire sont essentiels a la bonne execution de nombreux programmes de sante. Ils sont utilises pour la production de substances biologiques, dans les epreuves sur les medicaments, dans les methodes diagnostiques et pour la recherche. II convient d'accorder une attention particuliere A la selection et A l'utilisation de ces animaux ainsi qu'aux soins qu'il faut leur prodiguer afin de garantir que les r6sultats obtenus sont fiables et reproductibles. Le besoin d'un approvisionnement regulier en animaux appropri6s A des fins sp6ci- fiques et la necessite d'assurer l'environnement voulu pour leur entretien et leur observa- tion a conduit A la creation d'un domaine d'etude qu'on appelle les sciences de I'animal de laboratoire et d'une specialite dans le cadre de la medecine veterinaire, qui est la medecine des animaux de laboratoire. L'importance de ces animaux est reconnue par l'Organisation mondiale de la Sante qui, en cooperation avec le Conseil international des Sciences de l'Animal de Laboratoire (CISAL),a assure aux Etats Membres de l'OMS une formation, des renseignements techniques et des consultations. L'OMS a recemment designe quatre centres collaborateurs OMS pour des animaux de laboratoire definis,b afin de completer les activites effectuees avec le CISAL et fournir des animaux caract6ris6s g6n6tiquement et microbiologiquement, susceptibles d'etre utilis6s comme reproducteurs dans les laboratoires du monde entier. Cela va promouvoir l'6change de nouveaux modMles animaux pour l'etude des maladies humaines et aidera considerablement A am6liorer l'utilisation des animaux de laboratoire. * L'article original en anglais a ete publie dans le Bulletin de l'Organisation mondiale de la Sante, 59 (4): 513- 518 (1981). Director, Division of Research Services, National Institutes of Health, Bethesda, MD 20205, Etats-Unis d'Amerique. I11 s'agit d'une organisation technique composee de representants de plus de 50 nations. Jusqu'a 1979, elle etait connue sous le nom de Comite international sur les Animaux de Laboratoire. b Ces quatre centres sont: le Medical Research Council Laboratory Animals Centre, Carshalton, Angleterre; l'Institut national de la Sante, Tokyo, Japon; les National Institutes of Health, Bethesda, MD, Etats-Unis d'Amerique; et le Laboratoire des Modeles biologiques experimentaux, Academie des Sciences medicales de l'URSS, Moscou, URSS. 4180 -325- 326 J. R. HELD HISTORIQUE La decouverte que, dans le cas de la tuberculose et du charbon par exemple, la maladie etait provoquee par les memes agents chez l'homme et chez les bovins a donne une vigueur nouvelle aux liens anciens entre la medecine humaine et veterinaire. Ce fait, joint 'a l'identification des microorganismes comme agents etiologiques des maladies infectieuses, et l'acceptation ulterieure de la theorie microbienne des maladies, a constitue la base de l'utilisation des animaux d'experience pour l'etude des affections bacteriennes humaines. En 1889, l'importance potentielle de la souris comme systeme modele pour la recherche experimentale a ete admise, lorsqu'il a ete etabli que des tumeurs malignes pouvaient etre transplantees avec succes dans cette espece. Par la suite, la science de la genetique a fourni un moyen de normaliser ces animaux par des croisements consanguins intensifs, et les progres de la microbiologie ont conduit a l'elaboration des techniques axeniques, qui nous permettent maintenant de mettre au point et d'entretenir des modeles presentant des deficits immunologiques profonds. Ainsi, les etudes sur les animaux ont constitue un element important dans le progres des sciences biomedicales. En meme temps, ce progres a exerce des effets benefiques directs sur la sante animale et on peut prevoir que cette interaction continuera dans l'avenir. MODELES ANIMAUX POUR LES MALADIES HUMAINES La recherche biomedicale actuelle repose sur les maladies spontanees comme sur les maladies produites au laboratoire chez des especes animales appropriees. Dans certains cas, les divers caracteres d'une maladie ne peuvent pas etre tous reproduits dans un unique animal et plusieurs systemes modeles sont necessaires pour etudier de maniere exhaustive tous les aspects de l'affection.' Une multitude de modeles animaux sont utilises en vue d'ameliorer la lutte contre des maladies telles que le paludisme, la schistosomiase, la tuberculose, la 1epre et l'hepatite. Certains paludismes des oiseaux, des rongeurs et des primates representent des modeles importants pour les etudes sur la pathogenie, la transmission et la chimiotherapie de cette affection chez l'homme. Les primates, et en particulier les singes rhesus (Macaca mulatta), sont essentiels pour diverses etudes immunologiques susceptibles de conduire en definitive a la mise au point d'un vaccin antipaludique. Un progres d'importance particu- liere a ete realise dans les annees 1960, lorsqu'on a demontre que certaines especes de pri- mates du Nouveau Monde pouvaient etre infectees par des parasites du paludisme humain. Les singes Aotus trivirgatus constituent maintenant un materiel tres precieux pour eprouver la pharmacoresistance des souches de plasmodiums humains. Les souris, les rats Mastomys, les hamsters, les gerbilles et les primates servent tous 'a des etudes sur la pathogenie et l'immunologie de la schistosomiase, etudes qui jouent un role important dans les tentatives visant a lutter contre cette maladie. Les cobayes, qui ont ete traditionnellement utilises dans les recherches sur la tubercu- lose, sont employes pour l'exploration des mecanismes de la protection par la vaccination BCG, exploration susceptible de conduire a la mise au point de meilleurs agents immuni- sants. Les singes rhesus representent le principal modele pour les epreuves sur les agents chimiotherapiques antituberculeux. Depuis de nombreuses annees, on a cherche active- ment un modele animal sensible a l'infection par Mycobacterium leprae. Un succes limite ' Proceedings of a Symposium on Animal Models for Biomedical Research, Boston, 1968. Washington, DC, National Academy of Sciences, 1969. ANIMAUX DE LABORATOIRE a t obtenu par des inoculations dans le coussinet plantaire de la souris, mais tout recem- ment on a decouvert que certaines especes de tatous peuvent etre infectees au laboratoire et le sont parfois dans la nature. Cela a considerablement elargi la portee des recherches sur la lepre. Les primates se sont reveles particulierement importants dans de nombreuses etudes sur l'hepatite virale. On sait depuis longtemps que deux virus au moins sont responsables de cette maladie chez l'homme, mais les premieres tentatives en vue d'isoler ces agents se sont soldees par un echec. Au debut des annees 1960, cependant, on a pu attribuer des cas d'hepatite humaine A un contact avec des chimpanzes (Pan troglodytes), des gorilles (Gorilla gorilla), des singes Lagothrix spp. et Macaca nigra. Par la suite, lorsqu'on s'est efforce d'eprouver la sensibilite d'une grande variete de primates, les chimpanzes se sont montres sensibles tant a l'hepatite A qu'A l'hepatite B, de meme qu'aux agents plus recem- ment decrits et designes comme «non A non B>>. Ces singes sont particulierement precieux pour l'etude de cette maladie, mais ils constituent une espece menacee d'extinction et sont difficiles A obtenir et a entretenir correctement. C'est pourquoi les chimpanzes utilises dans ces etudes sont generalement pris dans des colonies qui ont ete etablies specialement A des fins d'elevage. L'hepatite n'etant pas mortelle chez ces animaux, les sujets eprouves peuvent etre renvoyes dans la colonie une fois que l'infection est terminee. Un autre progres important dans l'etude de l'hepatite a ete la decouverte que certaines especes de tamarin peuvent egalement etre infectees par le virus de l'hepatite A. Ces animaux ne sont pas seulement utilises pour des etudes sur cette maladie, mais leurs tissus infectes sont recoltes et constituent une source fiable d'antigene a des fins diagnostiques et immunologiques. Les primates sont particulierement precieux pour les programmes de sante en raison de leur relation etroite avec l'homme et ils sont irremplacables pour certaines etudes. Ils ont joue un role capital dans la mise au point d'un vaccin antipoliomyelitique et ont fourni des renseignements importants sur beaucoup d'autres maladies telles que le paludisme, la fievre jaune, la rougeole, les maladies intestinales, le tuberculose, les troubles mentaux et l'oncogenese virale. Les progres futurs dans les sciences biomedicales dependront d'un approvisionnement constant en ces animaux. Cependant, nombre de ces especes sont maintenant difficiles A obtenir parce que leurs populations naturelles sont menacees du fait de la destruction de leurs habitats par le developpement agricole, l'exploitation fores- tiere ou l'urbanisation croissante. Pour conserver ces especes, certains pays dont elles sont originaires ont institue des mesures pour limiter ou interdire leur exportation. Ces dispositions ont ete partiellement compensees par la creation de colonies d'elevage dans plusieurs pays qui ont besoin de primates. Par exemple, aux Etats-Unis d'Amerique, environ 6000 singes rhesus, de meme qu'un petit nombre d'autres especes, sont eleves en vue de programmes de recherche dans ce pays. En outre, l'Organisation panamericaine de la Sante (OPS), qui sert aussi de Bureau regional OMS pour les Ameriques, aide a creer des programmes d'elevage et de conservation dans les pays d'origine des primates, ce qui aura des avantages tant pour la communaute des chercheurs biomedicaux que pour ces pays eux-memes. Se fondant sur le succes de ces projets de l'OPS, 1'OMS explore la possibilite de creer des programmes de conservation et de gestion similaires en Afrique et en Asie. NORMALISATION DES ANIMAUX DE LABORATOIRE II est important de tenir compte du fait que l'animal utilise dans un programme de recherche est une variable experimentale et que, comme telle, il doit etre caracterise aussi 327 328 J. R. HELD completement que possible.d On sait maintenant qu'une multitude de facteurs externes peuvent influer sur l'etat d'animaux par ailleurs en bonne sante et bien caracterises. Par exemple, des facteurs environnementaux tels que le type de cage, la densite de la popu- lation, les methodes d'elevage, de manipulation, ainsi que la socialisation, doivent etre soigneusement controles si l'on veut obtenir des resultats reproductibles. En outre, les effets A long terme d'un elevage selectif sont susceptibles de modifier une souche particu- liere ou un patrimoine genique et influer ainsi sur les resultats de l'experience. De plus, les effets de la tension due au transport des animaux doivent etre pris en compte. Bien que ces effets soient subtils, n'influant que sur des parametres tels que la leucocytose totale ou l'activite de I'ACTH, il ne faut pas les ignorer. Environnement physique II convient egalement de tenir compte des caracteres fondamentaux de 1'environnement general de l'animal, et notamment de facteurs tels que la circulation des vehicules, les limites de temperature, la taille et le plan des locaux, ainsi que lFassainissement.e Un defaut dans la conception des installations peut compromettre les resultats d'un pro- gramme concernant des animaux, par ailleurs gere de maniere efficace. I1 convient donc de faire attention A tous les facteurs de l'environnement. II a ete montre, par exemple, que le bruit regnant dans l'animalerie, y compris les ultrasons provenant du materiel meca- nique et de frequences inaudibles pour l'homme, peut causer un stress chez les animaux sensibles. Nutrition Une autre variable importante dans les soins aux animaux est la nutrition. I1 est possible d'elaborer des regimes satisfaisant aux besoins nutritionnels des diverses especes en tenant compte du stade particulier du cycle biologique de l'animal. L'utilisation de regimes composes specifiquement permet aux chercheurs d'evaluer l'etat nutritionnel complet d'une colonie animale et leur donne la possibilite de modifier les constituants pour satis- faire aux normes particulieres de chaque projet de recherche. En general, il convient d'utiliser des regimes types de composition connue. Le regime doit etre note pour chaque experience et analyse quant aux contaminants chimiques susceptibles d'influer sur les resultats. Comme il existe un nombre enorme de contami- nants possibles, les chercheurs doivent evaluer comment chacun d'eux serait capable de modifier l'experience et pratiquer des epreuves pour rechercher les principaux d'entre eux. On disposera de renseignements de plus en plus nombreux sur l'importance des divers contaminants et sur le moyen de les eliminer. Microbiologie L'etat microbiologique des animaux peut egalement determiner l'issue d'une expe- rience. Les epreuves devenant plus sensibles et plus complexes, il est souhaitable d'utiliser des animaux de laboratoire aussi «propres>> que possible et de definir completement les agents microbiens presents. I1 peut etre necessaire de creer des laboratoires diagnostiques ve'trinaires en vue d'aider les chercheurs A exercer une surveillance microbiologique, particulierement lorsque les projets doivent utiliser des animaux indemnes de maladie. En d The UFA W handbook on the care and management of laboratory animals, 5th ed., New York, Churchill Livingstone, 1976. eCommittee on care and use of laboratory animals of Institute of Laboratory Animal Resources. Guidefor the care and use of laboratory animals. Bethesda, National Institutes of Health, 1978. ANIMAUX DE LABORATOIRE outre, ces animaux doivent etre entretenus dans un environnement exempt d'agents pathogenes indesirables ou d'agents susceptibles de gener l'experience. Patrimoine genetique Le patrimoine genetique des animaux de laboratoire peut avoir une influence critique sur les resultats d'une experierce. Par exemple, aux Etats-Unis, le Bureau of Biologics, Food and Drug Administration (FDA), eprouvant du vaccin antirabique, a decouvert que la sensibilite des epreuves changeait radicalement si les souris provenaient d'un producteur different, bien que les animaux aient ete de la meme race. Il importe de se rappeler que la source d'un modele animal et I'animal lui-meme peuvent influer directe- ment sur les resultats des epreuves. Les National Institutes of Health (NIH) des Etats-Unis d'Amerique entretiennent plus de 150 souches ou races definies de rongeurs. Ces animaux sont mis a la disposition des institutions biomedicales dans le monde entier pour servir de reproducteurs et creer des elevages. Toute institution qui fournit des animaux de recherche a d'autres organisations doit se preoccuper particulierement de l'integrite genetique de ces animaux. Aux NIH, un programme a cree en vue d'empecher la contamination gen'tique d'une souche, soit du fait d'une erreur humaine, soit du fait d'une mutation spontanee. Au cours des dernieres annees, des geneticiens y ont elabore des profils genetiques individuels pour chaque souche de souris ou de rats produite. Chaque souche a des caracteristiques propres qui peuvent etre decelees par l'analyse chromosomique sur la base de marqueurs biochimiques, immunologiques et morphologiques. Il est donc possible de comparer le profil de chaque animal avec le profil genetique de la souche et de deceler ainsi les variations. L'obtention d'animaux genetiquement definis a permis d'ameliorer de deux manieres les epreuves dose/reponse: a) l'utilisation d'animaux genetiquement identiques garantit une reponse uniforme 'a n'importe quel type d'administration d'epreuve; et b) il est possible de choisir un groupe d'animaux capables de donner une reponse maximale a un medicament particulier. Par exemple, les gen'ticiens des NIH travaillent en collaboration etroite avec les chercheurs du Bureau of Biologics de la FDA afin de mettre au point un systeme d'epreuve pour B.pertussis au moyen de souches de souris specifiquement produites en vue d'une sensibilite plus grande dans ces epreuves. CONSIDERATIONS HUMANITAIRES Enfin, des responsabilites ethiques et legales sont partagees par tous ceux qui fournis- sent et utilisent des animaux pour la recherche. Les questions du traitement humain des animaux ne sont pas nouvelles, mais elles ont eu un retentissement particulier ces dernieres annees et certains voudraient interdire l'utilisation des animaux a toute fin biomedicale. C'est un domaine oiu intervient une importante composante emotionnelle, mais il faut souligner que de nouvelles' restrictions a l'utilisation des animaux d'experience auront un serieux impact sur la recherche. Pour des raisons humanitaires aussi bien qu'eco- nomiques, la communaute biomedicale tente de trouver des solutions de rechange 'a l'experimentation sur les animaux. L'Organisation mondiale de la Sante appuie des recherches sur le remplacement des epreuves chez l'animal par d'autres procedures experimentales. L'elaboration de techniques de culture cellulaire est un pas important dans cette direction. Un symposium special, organise par le Centre collaborateur OMS pour la collecte et l'evaluation de donnees sur la virologie comparee, s'est tenu a Munich 329 330 J. R. HELD en 1976 et etait consacre 'a ce-sujet! Cependant, les solutions de rechange aux epreuves chez I'animal intact sont limitees et a l'heure actuelle on estime qu'elles peuvent seulement fournir des renseignements comple- mentaires ou supplementaires. La notion que tous les animaux d'experience, ou la plupart d'entre eux, souffrent terriblement est tres erronee. En fait, c'est l'interet du chercheur d'avoir des animaux bien soignes. Neanmoins, il faut que les questions des bonnes conditions de traitement et de conservation soient continuellement posees, et pas seule- ment parmi les scientifiques, mais qu'elles fassent egalement l'objet d'un dialogue avec les organisations concernees par ces problemes. II est probable qu'il y aura, dans un avenir proche, une nouvelle legislation et de nou- velles conventions internationales relatives 'a l'utilisation des animaux. Ce qui se passe dans un pays peut avoir des consequences sur d'autres, particulierement lorsque le commerce international est important comme 'a l'heure actuelle. Cela a ete bien mis en evidence dans le cas des regles de bonne pratique de laboratoire de la Food and Drug Administration qui ont eu un impact sur l'industrie pharmaceutique en dehors des Etats- Unis d'Amerique. On peut prevoir qu'une convention sur l'utilisation des animaux vivants a des fins experimentales sera sans doute adoptee par le Conseil de l'Europe, et son influence pourra egalement s'exercer sur des pays qui ne font pas partie de cet orga- nisme. La convention sur le commerce international des especes menacees d'extinction a de'ja reduit le nombre de certaines especes de primates dont peuvent disposer les programmes biomedicaux. Avec le perfectionnement croissant de la recherche biomedicale, la tache d'assurer un approvisionnement en animaux de laboratoire sains et bien definis est de plus en plus complexe. L'Organisation mondiale de la Sante et le Conseil international des Sciences de l'Animal de Laboratoire ont un role important a jouer pour aider les diverses organisa- tions dans le monde entier 'a ameliorer leurs programmes dans ce domaine. f International Symposium on Experimental Animals and in vitro Systems in Medical Microbiology, Munich, September 1976.