Avez-vous déjà entendu parler du poisson-zèbre dans la recherche biomédicale ? Savez-vous pourquoi la souris est le modèle le plus utilisé ? Et comment un organe-sur-puce pourrait révolutionner la médecine ?
La science avance grâce à une grande diversité de modèles expérimentaux, qu’ils soient animaux ou technologiques. Chacun a ses spécificités, ses atouts et ses limites, mais tous partagent un même objectif : mieux comprendre le vivant pour améliorer la santé humaine et animale.
Pourquoi utilise-t-on ces modèles ?
Le corps humain est incroyablement complexe, et l’étudier directement n’est pas toujours possible. Grâce aux modèles de recherche, les scientifiques peuvent :
- Tester de nouveaux traitements
- Comprendre des maladies complexes
- Étudier le fonctionnement des organes
- Développer des alternatives à l’expérimentation animale
Animaux et alternatives : des approches complémentaires
Les modèles animaux, comme le rat, le lapin ou le cochon, permettent d’observer un organisme entier, avec des interactions entre organes, un système immunitaire fonctionnel et des comportements.
Les modèles alternatifs, comme les organoïdes ou les organes-sur-puce, reproduisent certains aspects d’un organe humain et offrent des solutions innovantes pour limiter le recours aux animaux.
Apprendre en s’amusant !
Le Gircor vous propose un premier set de 10 Lab’deX, des cartes pratiques qui vous prĂ©sentent les principaux modèles utilisĂ©s en recherche. Leur but ? Éveiller votre curiositĂ© et vous aider Ă comprendre pourquoi et Ă quelles fins sont utilisĂ©s.
D’autres sets de cartes suivront…
Comment lire les Lab’deX ?
Lapin
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- Les lapins sont souvent employés pour produire des anticorps polyclonaux utilisés en recherche biomédicale (kits de diagnostic, etc.). Leur système immunitaire réagit de manière robuste et produit une grande quantité d’anticorps de haute affinité, qui sont ensuite purifiés pour diverses applications.
- Historiquement, les lapins ont été utilisés dans différents tests comme celui de Draize pour évaluer l’irritation oculaire ou cutanée. Les réglementations évoluent aujourd’hui pour réduire ces pratiques, mais certains protocoles exigent encore la validation sur des modèles animaux.
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Rat
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- Effet Whitten : les phéromones présentes dans l’urine du mâle déclenchent une cascade hormonale chez les femelles, synchronisant leurs cycles œstraux. Intérêt en recherche : cela permet de contrôler ou de prévoir précisément les périodes de fertilité dans un élevage de laboratoire, optimisant ainsi la planification expérimentale. On étudie également cet effet pour mieux comprendre comment les signaux chimiques influencent le comportement et la physiologie.
- Le rat possède 4 doigts sur ses pattes antérieures et 5 sur ses pattes postérieures.
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Souris
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- Les souris “germ-free” (sans microbes) ou associées à un microbiote contrôlé constituent un outil clé pour étudier le rôle du microbiote intestinal dans de nombreuses maladies (obésité, diabète, troubles neurodéveloppementaux).
- La « mode » et la dĂ©mocratisation des modèles souris dans les laboratoires du monde entier ont commencĂ© au dĂ©but du XXe siècle, sous l’impulsion de Abbie Lathrop.
- Les souris, tout comme les rats, peuvent voir leurs cycles menstruels synchronisĂ©s grâce Ă l’effet Whitten.
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Poisson-zèbre
Source
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- Les œufs éclosent en quelques jours et le poisson atteint sa maturité en quelques mois, ce qui rend la recherche rapide et relativement peu coûteuse.
- Le poisson-zèbre Danio rerio est la quatrième espèce la plus utilisée en recherche.
- Il est possible de créer des modèles génétiquement modifiés.
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Cochon
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- En raison de leur physiologie métabolique proche de celle des humains, certains cochons sont sélectionnés pour étudier l’insulino-résistance, l’obésité et tester des interventions nutritionnelles ou médicamenteuses.
- Les cochons sont utilisés dans la formation des chirurgiens pour leur permettre d’acquérir les gestes techniques nécessaires à la réalisation d’interventions sûres et efficaces sur des patients humains.
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OrganoĂŻde
Source
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- La culture d’organoĂŻdes nĂ©cessite encore aujourd’hui de nombreux produits d’origine animale, tel que le sĂ©rum de veau fĹ“tal, le matrigel (souris), la trypsine (porc) ou bien les anticorps polyclonaux (origines diverses).
- Il est possible de créer des organoïdes à partir de cellules souches pluripotentes induites.
- L’une des grosses limites actuelles des organoĂŻdes est la reproductibilitĂ©. Il est très difficile de produire des organoĂŻdes « homogènes », rendant les conclusions des Ă©tudes moins sĂ»rs.
- Ces modèles sont Ă l’heure actuelle dĂ©pourvus (ou peu pourvus) en vascularisation.
- Les organoĂŻdes sont semblables Ă des organes au stade embryonnaire.
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Rat-taupe nu
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- De par leur mode de vie cavernicole, les rats-taupes nus ont une vue et une ouĂŻe très faibles. Ils basent pourtant majoritairement leurs interactions sur les sons. Le paradoxe s’explique par le fait que, vu que leurs oreilles n’amplifient pas les sons, les cris qu’ils produisent ne sont jamais assez puissants pour abĂ®mer les cellules cillĂ©es de l’oreille, ce qui leur Ă©vite de devenir complètement sourds.
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Hamster doré
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- Les hamsters dorés sont aussi utilisés pour mieux comprendre les mécanismes de stockage des graisses et les fluctuations métaboliques saisonnières (hibernation, semi-hibernation), ce qui est intéressant pour la recherche sur l’obésité.
- Leur rythme circadien (cycle jour/nuit) est assez stable et facile à manipuler en laboratoire, offrant un modèle pour étudier les perturbations du sommeil, le décalage horaire, ou les effets d’un cycle lumière-obscurité modifié sur l’organisme.
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Le hamster doré est un bon modèle de recherche grâce à ses défenses immunitaires particulières et à sa poche buccale, dépourvue de drainage lymphatique. Cela permet d’observer de près la progression des tumeurs et la réponse de l’organisme face aux infections.
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Seiche
- La seiche peut apprendre par observation et résoudre des problèmes pour chasser ou échapper à des prédateurs.
- Elle change de couleur et de texture en une fraction de seconde grâce à des cellules pigmentaires (chromatophores), pour se confondre avec l’environnement ou communiquer avec ses congénères.
- La seiche possède un cerveau relativement grand, réparti en plusieurs lobes spécialisés, ainsi que des ganglions nerveux localisés dans ses tentacules. Les neuroscientifiques s’y intéressent pour comprendre comment un cerveau “différent” du nôtre traite l’information visuelle, la mémoire et la prise de décision.
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Organe-sur-puce
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- Grâce à la microfluidique, on peut régler avec une grande précision la circulation de liquides (sang artificiel, nutriments, oxygène, etc.) et la force des mouvements auxquels les cellules sont soumises. On peut aussi régler la concentration de certaines molécules et le pH. Ainsi, les organes-sur-puce imitent de très près les conditions que les cellules rencontrent dans le corps humain.