Publié le 14 octobre 2024

La ferme expérimentale de l’IVI – expérimentation animale et alternatives

À l’IVI, les chèvres tout comme les moutons, les bovins, les porcs et les poules donnent leur sang pour la culture de cellules animales et l’étude des cellules immunitaires en laboratoire. Les chèvres, moutons et bovins ont accès au pâturage. De ce point de vue, l’IVI n’est pas différente d’une exploitation agricole.

La fonction primaire de l’IVI est de diagnostiquer et d’étudier les épizooties virales qui touchent les animaux de rente. Pour cela, l’IVI élève ou détient entre autres des bovins, des porcs, des moutons, des chèvres et des poules. Mais certains de ces virus touchent également l’être humain et provoquent des zoonoses. Celles-ci sont alors étudiées dans leur hôte animal naturel ou dans des modèles animaux, tels que les souris.

Les expériences sur les cellules immunitaires de l’hôte naturel ainsi que sur les animaux sont essentielles pour étudier ces maladies infectieuses. Les modèles in vitro ne permettent actuellement pas d’évaluer les mécanismes et la sévérité d’une maladie liée à une souche virale, ainsi que la réponse immunitaire et l’effet protecteur de vaccins potentiels. Dans ces cas, une expérience animale est donc nécessaire.

En Suisse, toute expérience animale est soumise à une procédure stricte d’autorisation conformément à la loi fédérale sur la protection des animaux. Avant tout, afin de respecter le premier « R » du principe des 3R (Replace, Reduce, Refine), une étude sur les animaux n’est admise que s’il n’existe aucune méthode de remplacement pour répondre aux questions qui se posent. Une fois la nécessité absolue d’une expérience animale établie, une commission cantonale indépendante évalue minutieusement la demande d’autorisation. Cette demande doit justifier les objectifs et le nombre minimal d’animaux (Reduce), et montrer que les méthodes utilisées respectent au maximum le bien-être animal (Refine). L’autorisation n’est délivrée le cas échéant qu’au terme de cette évaluation. Une pesée des intérêts permet donc de déterminer si une expérience sur des animaux peut être autorisée et pratiquée.

Si des lignées cellulaires permanentes animales ou humaines voire une approche entièrement synthétique permettent de répondre à une question, il faut impérativement les utiliser en priorité, car elles permettent de réduire au strict minimum l’expérimentation animale. Cependant, il est souvent nécessaire de recourir à des cellules primaires. Pour cela, des prises de sang sont effectuées régulièrement sur les animaux de l’IVI, procédé soumis également à une autorisation d’expérimentation animale, dont le degré de gravité est 0. Les cellules primaires ainsi obtenues permettent notamment :

• d’identifier les espèces à risque (host range)
• de déterminer les cellules/organes cibles chez l’animal et l’humain dans le cas de zoonoses
• d’étudier les mécanismes fondamentaux de l’infection virale
• de tester des molécules thérapeutiques potentielles (drug screening)
• de développer des cultures de tissus frais ou des co-cultures de différentes cellules en trois dimensions avec des propriétés ressemblant à celles d’organes (organoïdes). Utilisés aujourd’hui dans le cadre de la lutte contre le coronavirus, ces modèles sont très prometteurs pour étudier les propriétés de virus zoonotiques tels que les virus de la grippe aviaire ou porcine, de la fièvre du Nil occidental, de l’encéphalite japonaise, de la fièvre Zika ou de la variole du singe.

L’IVI fait partie de l’initiative STAAR (Swiss Transparency Agreement on Animal Research) qui a pour objectif d’améliorer la communication et la transparence concernant l’utilisation d’animaux dans la recherche. Elle regroupe des organisations tant publiques que privées qui font de la recherche utilisant des animaux, y sont impliquées ou la financent. Les institutions qui élèvent ou fournissent des animaux sont également concernées.

• Pourquoi est-ce important?

  L’expérimentation animale reste indispensable pour:

  • étudier l’interaction entre l’agent pathogène et son hôte naturel
  • comprendre la réponse immunitaire à l’infection
  • développer des vaccins.

  L’IVI s’engage dans l’approche des 3R (Replace, Reduce, Refine) qui vise à remplacer, réduire et raffiner les expériences.

• Que fait l’IVI?

  Expérimentation animale

  • La fonction primaire des animaux de rente de l’IVI est de fournir du sang pour les études des cellules immunitaires.
  • L’expérimentation animale réalisée avec les animaux de rente sert à comprendre
    - la sévérité d’une infection liée à une souche émergente (par exemple la peste porcine africaine)
    - la réponse immunitaire et
    - l’efficacité d’un vaccin (par exemple un vaccin contre la grippe aviaire).
  • Il n’existe actuellement aucune alternative in vitro pour répondre à ces questions.
  • Les souris dont les modèles sont génétiquement modifiés servent à étudier les zoonoses virales ou bactériennes et à comprendre les mécanismes de défense fondamentaux.

• Méthodes de substitution à l’expérimentation animale

  • Modèles de cultures pulmonaires pour comprendre les virus respiratoires tel que le coronavirus.
  • Modèles d’organoïdes cérébraux pour évaluer la neuropathologie causée par exemple par les flavivirus
  • Modèles de cultures de placenta pour déterminer les risques lors d’infections virales pendant la grossesse (virus Zika, virus de la variole du singe).

• Quels sont les résultats principaux?

  • Grâce à une longue caractérisation du système immunitaire des porcs et des ruminants, l’IVI est reconnu dans le monde entier pour son excellence dans la recherche en immunologie vétérinaire.
  • Ces systèmes de culture cellulaire spécifiques aux différentes espèces permettent l’étude approfondie des interactions entres les virus et les cellules hôtes.
  • Grâce à l’utilisation de cellules immunitaires des hôtes naturels des différents virus, les expériences sur des animaux sont réduites le plus possible.
  • La combinaison d’expériences in vitro et in vivo ont permis de comprendre les mécanismes de nombreuses maladies et d’implémenter des mesures de prévention adéquates.
  • Les expériences animales ont contribué au développement de vaccins, notamment contre la peste porcine classique et contre la grippe aviaire.
  • Les études sur des souris transgéniques portant le récepteur humain du SARS-CoV2 ont permis d’identifier des propriétés fondamentales de divers variants ainsi que le développement de traitements et de vaccins de nouvelle génération.

Aperçu de nos activités

La recherche in vitro récompensée pour le développement d’une méthode alternative à l’expérimentation animale

Ce prix de la recherche pour des méthodes alternatives de la Fondation Egon Naef pour la recherche in vitro a été attribué au Prof. Dr. Marco Alves de l’IVI et de l’Université de Berne. Le chercheur et son équipe ont développé un model in vitro du placenta humain, ouvrant la voie à une réduction significative à l’expérimentation animale.

Marco Alves a décidé d’utiliser l’intégralité du prix de CHF 10'000 pour le financement de projets de recherche in vitro.

Publications en lien avec le prix :
SARS-CoV-2 can infect and propagate in human placenta explants
Generation of precision-cut slice cultures of human placenta

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Nouveau modèle in vitro : une méthode alternative à l’expérimentation animale

Dans le cadre de sa recherche sur le placenta humain comme cible du SARS-CoV-2 (Fahmi et al, 2021), l’équipe de recherche de Prof. Dr. Marco Alves (Institut de Virologie et d’Immunologie IVI et Université de Berne) a développé un modèle in vitro du placenta humain. Ce modèle physiologique fourni la plateforme nécessaire pour ouvrir la voie à un remplacement significatif des approches in vivo lors de l’étude des mécanismes physiopathologiques des virus causant des infections durant la grossesse. Ce nouveau modèle contribue à promouvoir le principe des 3R, qui vise à remplacer, réduire et affiner les expériences sur les animaux, et plus particulièrement le principe du remplacement.

En publiant la méthode exacte dans la revue scientifique STAR Protocols (Fahmi et al., 2022) telle qu’elle a été développée, d’autres équipes de scientifiques pourront reproduire cette technique – ce qui contribuera à terme à diminuer l’utilisation d’animaux chaque fois que c’est possible.

Les expériences sur les animaux sont autorisées uniquement s’il n’existe aucune méthode alternative permettant d’apporter une réponse à la problématique posée. L’Institut de virologie et d’immunologie IVI s’engage pour le développement de méthodes alternatives.

Légende infographie

Méthode du nouveau modèle in vitro : du prélèvement placentaire à la culture du tissu ce qui permet d’étudier le placenta humain, par exemple, après une infection au SARS-CoV-2.

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Le placenta humain, une cible du SARS-CoV-2

Que se passe-t-il dans le placenta humain après une infection au SARS-CoV-2 ? Les équipes de recherche de l’IVI et du CHUV ont pu déterminer d’une part que les cellules du placenta humain pouvaient être infectées par le SARS-CoV-2, et d’autre part que le virus pouvait y proliférer et infecter les cellules placentaires avoisinantes.
Communiqué de presse:  Le placenta humain, une cible du SARS-CoV-2