Chapitre 2 : Les animaux de laboratoire

De très nombreux modèles murins présentent des anomalies de l'immunité. Exposezquatre origines possibles (1/2 page maximum)

• Origine spontanée (mutants naturels) : certaines lignées présentent des mutations naturelles affectant directement l’immunité, comme les souris Nude, Scid, NOD, NSG, xid, w, etc. Elles développent des anomalies de cellules T, B ou NK selon le gène atteint.

• Transgenèse additive au hasard : l’insertion aléatoire d’un transgène peut altérer l'expression d’un gène impliqué dans l’immunité, provoquant des déficits lymphocytaires, des anomalies de cytokines ou des troubles auto-immuns.

• Transgenèse ciblée (KO, KI) : par recombinaison homologue, on inactive ou remplace un gène clé du système immunitaire, induisant des phénotypes immunitaires contrôlés et reproductibles (troubles de lymphocytes, CMH, Ig, cytokines, etc.).

• Méthodes d’induction : certains traitements provoquent volontairement une immunodéficience, comme l’irradiation, la thymectomie, les glucocorticoïdes, les immunosuppresseurs, les carences nutritionnelles ou encore des agents infectieux. Ces techniques induisent un déficit brutal et souvent sévère.

Que vous inspire cette écriture NOD.CB17-Prkdcscid/SzJ.7 ?

• En majuscule : les différentes lignées CONSANGUINES. Ici NOD = Non Obese Diabetic.

• Quand on fait des croisements on a d’abord la lignée d’origine, puis un « . » puis la lignée de croisement pour les lignées congéniques. Ici croisées avec la lignée CB17.

• Les gènes mutés sont en italique, ici Prkdc

• Les allèles mutés sont en ^exposant et s’ils sont dominants en ^{EXPOSANT MAJUSCULE}

• Le laboratoire distribuant la lignée est indiqué après un / . Ici SzJ = Jackson Laboratory et on ajoute un chiffre si le labo a produit plusieurs lignées.

Souris NMRI

• Souris non consanguine

• De type albinos

• Excellente croissance et bonne capacité d’apprentissage

• Environ 40-45 g à l’âge adulte

• Durée de vie moyenne de 23,7 mois

• Surtout utilisée en pharmacologie notamment en psychopharmacologie (tests comportementaux).

• Pathologie spontanée = glomérulonéphrite apparaissant à 6 mois et touchant 30% des animaux à 18 mois.

• Très prolifique (13-14 petits/portées)

• Faible taux de stérilité

Souris C57BL6

• Souris consanguine

• Pelage et yeux noirs, parfois marqués par des zones de dé pigmentation de la queue dues à un léchage intensif.

• Très active, peu émotive, tempérament vigoureux.

• Longue durée de vie (3 ans)

• Poids moyen de 25g chez le mâle et 20 g chez la femelle

• La plus utilisée en recherche, servant de fond génétique de référence, notamment en immunologie, génétique, cancérologie (tumeurs transplantables), infectiologie, alcoolisme, ophtalmologie et gérontologie.

• Très sensible à l’arthérosclérose et présente divers défauts oculaires.

• La reproduction est médiocre : faible prolificité (4-6 petits sevrés par portée), mortalité post-natale élevée et mauvais comportement maternel, avec parfois du cannibalisme.

• Des alopécies en plaques peuvent apparaître dès 5 semaines.

• Les pathologies spontanées incluent les néoplasmes hépatiques, des hémangiosarcomes et des lymphoïdes (jusqu’à 46% des femelles vers 28 mois).

Souris Balb/c

• Souris consanguine

• Albinos (pelage et yeux clair)

• Peu active

• Faible capacité d’apprentissage

• Poids adulte de 20-23g

• Bonne prolificité, avec en moyenne 5 à 6 petits sevrés par portée et un comportement maternel généralement bien développé.

• Agressive, en particulier chez les mâles âgés, avec un mordillement de la queue caractéristique.

• Délétion progressive des lymphocytes T avec l’âge, ce qui influence ses réponses immunes

• Pathologies spontanées cardiovasculaires, notamment thromboses, hypertension et lésions myocardiques.

• Utilisé en immunologie, en cancérologie, infectiologie, pharmacologie et modèle cardiovasculaire.

• Sensible à l’insuline.

Le cobaye DunkinHartley

• Cobaye non consanguin

• Gentil et docile, au comportement grégaire qui crie fort et salit beaucoup son environnement.

• Il nécessite un milieu enrichi car il est facilement stressé, avec risque d’isolement ou d’anorexie chez les dominés.

• Il ne synthétise pas de la vitamine C qui doit absolument être apportée par l’alimentation.

• Il est utilisé comme modèle de choix pour l’arthrose car il développe une arthrose spontanée évolutive avec l’âge.

• Absence de queue, ce qui rend les prises de sang difficiles, réalisées au niveau de l’oreille.

Le Wistar

• Rat non consanguin

• Pelage albinos (blanc et yeux rouges)

• Très utilisé en toxicologie et physiologie

• Croissance moyenne (mâle = 359g, femelle 230g à 10 semaines)

• Docile, facile à manipuler

• Largement utilisé comme modèle généraliste en recherche

• Longue durée de vie de 3 ans

• Mortalité faible avec 1 ans

• Il constitue une référence historique des études pré cliniques = bonne connaissance de la stéréotaxie cérébrale.

• Pathologies spontanées tumorales : thyroïdes et surrénales, hyperplasie et adénomes hypophysaires.

OFA-Sprague-Dawley

• Rat non consanguinity Albinos

• Très utilisé en toxicologie, pharmacologie et comme modèle généraliste en recherche.

• Une croissance élevée, supérieure au Wistar (mâle = 380g, femelle = 240 g à 10 semaines)

• Très prolifique (11,2 petits sevrés/portée)

• Pathologie spontanée principale est la glomérulonéphrose progressive, apparaissant dès 6 mois, ainsi que des tumeurs mammaires fréquentes chez les femelles et tumeurs de la thyroïde.

• Animal docile, largement employé dans les études chroniques grâce à sa bonne longévité (2 ans)

Nude

Les souris Nude (nu/nu) portent une mutation spontanée affectant Foxn1, entraînant une absence de thymus. Elles n’ont donc pas de lymphocytes T fonctionnels, mais les lymphocytes B et NK sont présents, bien que partiellement déficients. Elles sont dépilées (absence de poils) et ont une peau fine, d’où leur nom. Elles sont très utilisées pour les greffes de tumeurs, les xénogreffes et les études d’immunodéficience, car elles n’émettent pas de rejet immunitaire classique.

Scid

Les souris SCID portent une mutation du gène Prkdc (Protein kinase dépendante de l’ADN) dans le chromosome 16, entraînant un défaut de recombinaison V(D)J : elles ne produisent ni lymphocytes T ni lymphocytes B fonctionnels, mais conservent des cellules NK intactes. Elles présentent une immunodéficience sévère, avec une forte sensibilité aux infections. Leur phénotype peut être partiellement « leaky » (quelques LT/LB réapparaissent spontanément avec l’âge).

Elles sont très utilisées en greffes, xénogreffes, études immunitaires, et dans les modèles de biologie tumorale.

NOD

Les souris NOD (Non Obese Diabetic) présentent une dysrégulation majeure de l’immunité, avec des lymphocytes T présents mais anormalement régulés, une activité NK très faible, et une forte tendance aux maladies auto-immunes, en particulier le diabète de type 1 (modèle spontané).

Elles développent des infiltrats lymphocytaires dans plusieurs organes et sont très sensibles au contexte environnemental : un hébergement contrôlé réduit l’incidence de la maladie.

Ce sont des modèles essentiels pour l’étude de l’auto-immunité, de la tolérance, et des mécanismes de destruction des îlots pancréatiques.

NODPrkdcscid

La souris NOD-Prkdcscid est issue du fond NOD, déjà caractérisé par une forte dysrégulation immunitaire et une activité NK très faible, auquel s’ajoute la mutation scid abolissant complètement la production de lymphocytes T et B. Elle présente ainsi une immunodéficience extrêmement sévère et une grande sensibilité aux infections. Ce modèle est très utilisé pour les greffes, xénogreffes et l’étude de cellules humaines.

Rag1

La souris Rag1-/- présente une absence totale de lymphocytes T et B à cause d’un défaut de recombinaison des gènes des récepteurs antigéniques, tandis que les cellules NK restent intactes. Elle montre donc une immunodéficience profonde sans phénomène de “leakiness”, avec des organes lymphoïdes réduits et immatures. Ce modèle est largement utilisé pour les greffes, l’étude de l’immunité adaptative et des mécanismes de développement lymphocytaire.

NSG ou NOG

Les souris NSG/NOG sont des dérivés du fond NOD-scid (+défiscience de la chaine gamma du récepteur Il-2) dans lesquels l’activité des cellules NK est totalement abolie, ce qui en fait l’un des modèles les plus sévèrement immunodéficients. Elles n’ont ni lymphocytes T, ni B, ni NK, ni cytokines et présentent une immunité innée extrêmement réduite, nécessitant un hébergement très strict. Grâce à cette absence quasi totale de réponse immunitaire, elles sont utilisées pour les xénogreffes humaines, notamment en oncologie et en immunologie, où elles permettent l’implantation stable de cellules ou tissus humains.

Qu’est-ce que le phénomène de leakiness ?

Le leakiness est le phénomène observé chez certaines souris SCID où une activité lymphocytaire réapparaît spontanément avec l’âge, malgré la mutation Prkdcscid. Leur immunodéficience n’est donc pas totalement stable : quelques lymphocytes T ou B peuvent se redévelopper, produisant une réactivité immune partielle. Ce phénomène est variable selon le fond génétique, plus fréquent sur C57BL/6J et BALB/cBy, faible sur NOD/ShiLtSz, et aggravé en conditions non-SPF.

« Une souris adulte pèse en général 100 grammes »

❌ FAUX – Les documents indiquent qu’une souris mange 5 g/jour et boit 4–5 ml/jour, ce qui correspond à une souris ≈ 25 g, pas 100 g.

. « Un rat adulte pèse en général 300 grammes »

✔ VRAI – Dans les descriptions, un rat adulte pèse ≈ 300 g (femelle) – 500 g (mâle).

 « Une souris adulte pèse en général autour de 25 grammes »

✔ VRAI – Cohérent avec ses consommations quotidiennes (4–5 g de nourriture, 4–5 ml d’eau).

« Une souris adulte boit par jour 4–5 ml d’eau »

✔ VRAI – Mentionné explicitement.

« Une souris adulte mange par jour 4–5 grammes d’aliment »

✔ VRAI – Indiqué dans le document.

« Un rat adulte boit par jour 8–11 ml/100 g/24 h »

✔ VRAI – Mentionné tel quel dans le cours.

« Un rat adulte mange par jour 10–15 grammes d’aliment »

✔ VRAI – Indiqué dans la synthèse.

« Les souris Nude ont un thymus »

❌ FAUX – Les souris Nude n’ont pas de thymus, car la mutation touche le développement ectodermique.

« Les souris NOD développent spontanément du diabète et principalement les femelles (80% à 30 semaines chez elles) »

✔ VRAI – Exactement ce que dit le document.

« Le type d’hébergement influence le pourcentage de survenue du diabète chez les souris NOD »

✔ VRAI – L’incidence dépend de l’environnement (statut sanitaire, nourriture…).

« Les souris SCID présentent spontanément des lymphomes thymiques »

✔ VRAI – Elles développent spontanément des lymphomes thymiques, limitant leur durée de vie.

« Les souris NOD SCID développent spontanément du diabète »

❌ FAUX – Elles ne développent pas de diabète, car l’absence de lymphocytes T empêche l’insulinite.

« Les souris NOD présentent spontanément des lymphomes thymiques »

Le document ne mentionne pas de lymphome spontané chez les NOD, mais des troubles immunitaires et un diabète auto-immun.

« La gestation moyenne des souris–rats est de 21 jours »

✔ VRAI – Chez la souris : 21 jours ; chez le rat : 21–22 jours.

La puberté des rats et souris est en moyenne de 8–10 semaines »

❌ FAUX –
Souris = plus tôt (~4–5 semaines).
Rats = 27–34 jours (≈ 4–5 semaines).

« L’on doit toujours séparer le mâle de sa femelle lors de naissance de souriceaux ou ratons »

❌ FAUX –
Chez les rats, on laisse le mâle car ils sont calmes.
Chez les souris, cela dépend de la lignée (certaines tolèrent, d’autres mangent les petits). Rien n’impose une séparation systématique.

« Les souris C57 black peuvent présenter des zones de non-pigmentation cutanée ou "peau rose" et des pertes de poils spontanées »

✔ VRAI – Mention explicite dans la description de la C57BL/6.