Les humains ne sont pas semblables aux animaux. Comment les résultats des expériences sur les animaux peuvent-ils néanmoins être transférés aux humains ?

Les animaux et les humains sont apparentés du point de vue de l'évolution, c'est pourquoi de nombreuses structures et processus biologiques sont comparables. Cependant, il existe également des différences importantes entre les espèces biologiques, c'est pourquoi le choix du modèle animal approprié est crucial pour chaque question de recherche. Les chercheurs peuvent s'appuyer sur une variété de méthodes et d'approches différentes pour adapter spécifiquement les modèles animaux à la biologie humaine.

Les humains sont apparentés, du point de vue de l'évolution, à tous les animaux de ce monde. Cela signifie que les humains et les animaux ont des ancêtres communs et partagent donc également diverses similitudes biologiques. Bien entendu, le degré de parenté n'est pas aussi prononcé chez tous les animaux et à tous les égards. Chez les grands singes comme les chimpanzés ou les gorilles, il est en moyenne plus important que chez les invertébrés comme les vers ou les mouches. Mais chez tous les animaux, on trouve des structures biologiques et des processus physiologiques qui sont également présents chez l'homme. Par exemple, le processus de « mort cellulaire programmée », qui joue un rôle essentiel dans le développement du cancer, a été découvert chez des nématodes millimétriques - en 2002, il a même été récompensé par un prix Nobel [1].

Néanmoins, la même expérience peut aboutir à des résultats différents selon les espèces animales, car certains processus métaboliques se déroulent différemment. Les effets différents de différents antibiotiques sur les petites espèces animales telles que les souris, les rats, les cochons d’Inde, les lapins ou les hamsters en sont un exemple. Par exemple, la « pénicilline » est toxique en quantités relativement faibles pour les cochons d’Inde et les hamsters, mais pas pour les souris et les rats [2]. Le bon choix de l'organisme modèle est donc essentiel et dépend de différents critères. Un bon modèle animal pour la recherche médicale doit être aussi semblable que possible à l'homme, tant du point de vue des fonctions biologiques étudiées que du point de vue génétique [3]. Cependant, le choix du modèle animal est également influencé par les connaissances de base disponibles sur l'espèce animale, les possibilités méthodologiques disponibles, les questions de coût et d'efficacité de l'élevage ou les considérations éthiques.

Ainsi, les animaux relativement faciles à conserver, tels que les rongeurs, les poissons zèbres ou les mouches à fruits, sont utilisés plus fréquemment que des organismes plus exotiques ou difficiles à conserver, tels que les lézards, les pigeons ou les sauterelles [4]. Les souris sont de loin les animaux de laboratoire les plus utilisés en Suisse, et ce pour plusieurs raisons [5] : elles sont similaires à l'homme à de nombreux égards, tant sur le plan génétique que physiologique ; il existe déjà un grand nombre de modèles de maladies utilisant des souris ; elles peuvent être détenues de manière peu encombrante et peu coûteuse ; leur temps de génération est relativement court ; et elles sont légalement classées comme étant inférieures aux primates sur le plan de l'évolution, par exemple [6]. Cela signifie que de nombreuses connaissances peuvent être transposées à l'homme (« similitude génétique et physiologique ») ; que pour de nombreuses maladies, il existe des souris spécifiques sur lesquels ces maladies peuvent être étudiées (« modèles de maladies ») ; que les coûts de la recherche sont moins élevés que ceux de la recherche sur l'être humain (« rentable en termes d'espace et de coûts ») ; que les maladies héréditaires et les questions du développement biologique peuvent être étudiées en peu de temps sur plusieurs générations (« temps de génération court ») ; et que les obstacles juridiques à la recherche sont moins élevés que pour les primates, par exemple (« position évolutive »). En outre, les modèles de souris sont constamment adaptés aux nouvelles découvertes. Par exemple, le « Consortium international sur le phénotypage de la souris » s'est fixé pour objectif de cataloguer la fonction de chaque gène et de créer une nouvelle lignée de souris par gène [7]. A l'avenir, il devrait donc être possible d'étudier la fonction de chaque gène avec une sélection de souris spécifique.

Avant d'utiliser une espèce animale pour modéliser une maladie humaine ou un processus biologique chez l'homme, des expériences standardisées sont souvent réalisées sur différents animaux de laboratoire afin d'identifier un modèle animal transférable. Un modèle animal peut être créé de plusieurs façons. Lorsque des maladies humaines se manifestent naturellement chez les animaux, ceux-ci peuvent être utilisés directement comme modèles. Les lignées de souris particulièrement sensibles au diabète en sont un exemple [8]. Dans d'autres cas, les animaux sont génétiquement modifiés pour développer des maladies similaires à celles de l'homme, ou ils sont infectés par des agents pathogènes à l'origine d'une maladie particulière qui se manifeste également chez l'homme. Les animaux immunisés contre certaines maladies humaines sont particulièrement intéressants, car ils peuvent fournir des informations importantes sur les approches thérapeutiques possibles [9]. Par exemple, les souris ne peuvent pas être infectées naturellement par l'agent responsable de la COVID-19 (SARS-CoV-2) car elles sont dépourvues d'une protéine de surface cellulaire spécifique [10]. Cependant, elles peuvent être génétiquement modifiés pour accroître leur ressemblance avec les humains. Des modèles de souris ont donc également été créés pour la COVID-19 en utilisant la protéine de surface humaine pour permettre l'infection et mieux simuler la progression de la maladie [11].

Vous trouverez de plus amples informations sur la transférabilité des expériences sur animaux sur le portail thématique « Les expériences sur les animaux expliquées » de l'Académie suisse des sciences naturelles [12].

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