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Si l’expérimentation animale est intimement liée aux progrès médicaux, de nombreux scientifiques qui l’utilisent, assurent aussi, comme Roger Le Grand, « rêver d’un futur sans elle et où les données seront modélisées ». Dans cet esprit, ces dernières années, ont été développées un grand nombre de méthodes in silico qui font intervenir les mathématiques et l’informatique afin de simuler et modéliser des phénomènes biologiques et des réactions chimiques ou biochimiques. On parle notamment de bioinformatique et de chemoinformatique. « Cependant, toutes ne sont pas encore assez évoluées pour remplacer systématiquement l’expérimentation animale car, intuitivement, on comprend qu’il est infiniment plus complexe de modéliser une maladie ou un organe, qu’une toxicité particulière associée à des sous-structures chimiques, relativise Bruno Villoutreix, directeur de l’unité Molécules thérapeutiques in silico (MTI). En revanche, la prédiction de certains effets secondaires est possible pour des petites molécules chimiques candidates médicaments en utilisant des approches ADME-Tox in silico. » Celles-ci visent à établir le devenir d’un produit dans l’organisme, c’est-à-dire son Absorption, sa Distribution, son Métabolisme, son Élimination et sa Toxicité.
Partage d'information
En la matière, des méthodes alternatives ont vu le jour, notamment sous l’impulsion du règlement européen REACH (pour Registration, Evaluation, Authorisation and restriction of CHemicals) entré en vigueur en 2007. Schématiquement, ce programme vise à établir, d’ici 2018, les risques potentiels sur la santé humaine et l’environnement de 30 000 substances chimiquesfabriquées, importées et mises sur le marché européen. Or, pour éviter la multiplication des évaluations sur les animaux, l’accent a été mis sur le développement d’analyses in silico et in vitro et le partage d’informations. « Par exemple, on peut corréler la structure chimique de certains xénobiotiques [des composés étrangers à l’organisme, ndlr.] avec un indicateur final de leur toxicité, et des approches sont aujourd’hui validées pour l’irritation de la peau et des yeux », indique Bruno Villoutreix.
Apport des cellules souches
En matière d’in silico, il est aussi possible de travailler en amont, dès la conception de candidats médicaments, comme le fait l’équipe de Bruno Villoutreix. « Après avoir généré une chimiothèque [une sorte de bibliothèque de composés chimiques, ndlr.], nous faisons un criblage informatique afin d’identifier les produits d’intérêt, relate le chercheur. Il s’agit ensuite de vérifier le profil de ces composés, notamment du point de vue de la prédiction ADME-Tox, et de proposer des améliorations avant de passer sur modèle animal. » Dans les grandes lignes, cette approche a pour objectif de « dessiner » in silico des composés à la fois efficaces et le moins toxiques possible en amont des études in vitro, puis in vivo.
Enfin, grâce notamment à l’essor des études sur les cellules souches, se sont développées des approches in vitro, qui utilisent des cellules ou des tissus vivants isolés, sains ou malades, et qui contribuent grandement à faire diminuer le recours aux animaux notamment dans la phase d’identification de pistes thérapeutiques. En la matière, à l’aide de cellules souches embryonnaires humaines porteuses de la maladie de Steinert, Cécile Martinat et Marc Peschanski de l’Institut des cellules souches pour le traitement et l'étude des maladies monogéniques d’Évry, ont identifié en 2011 un composé susceptible d’agir sur cette pathologie qui se manifeste par un affaiblissement des muscles. Cette molécule, la metformine, étant déjà utilisée pour traiter le diabète, un essai chez des malades atteints de Steinert a pu débuter très rapidement, dès 2014.
Aujourd’hui, si les méthodes alternatives in vitro et in silico ne peuvent pas remplacer la totalité des études menées sur les animaux, elles y contribuent pour partie. Leur objectif : continuer à faire leurs preuves pour gagner en fiabilité scientifique.
Françoise Dupuy Maury
Science&Santé, le magazine de l'Inserm