Pour aller plus loin
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Réduction et gestion responsable des élevages de souris de laboratoire
Depuis plus de 50 ans, la souris est devenue un modèle animal majeur pour la recherche biomédicale, en raison notamment de la possibilité de manipuler finement son génome. Le génome de référence de la souris est aujourd’hui annoté avec 50 763 gènes, dont 22 198 gènes codants (NCBI GRCm39), et de nombreux outils génétiques permettent d’en modifier ou d’en contrôler l’expression de manière ciblée. Il est ainsi possible d’introduire des systèmes de traçage cellulaire, d’induire l’ablation sélective de populations cellulaires, ou encore d’activer ou d’inactiver un gène de manière tissu-spécifique ou conditionnelle, par exemple à l’aide d’un inducteur administré à l’animal.
L’utilisation de souris génétiquement altérées à des fins scientifiques, nécessite souvent la production et le maintien de colonies complexes, avec des enjeux importants en matière de planification, de traçabilité et de maitrise du nombre d’animaux générés. Chaque lignée en élevage doit être considérée comme un projet transversal à long terme, impliquant une coordination entre les équipes de recherche, les animaliers, le vétérinaire référent et la SBEA, avec pour objectif central de limiter la production d’animaux sans utilité scientifique directe.
En France, comme dans de nombreux pays, la souris est le modèle animal le plus fréquemment utilisé à des fins scientifiques : elle représente 72,4 % des utilisations déclarées en 2024. La maintenance de colonies de souris génétiquement altérées constitue également une composante majeure dans les statistiques nationales, avec 588 473 utilisations déclarées en 2024.
Cependant ce chiffre ne correspond pas à l’ensemble des souris produites ou maintenues en élevage. Il reflète uniquement les animaux entrant dans le périmètre des déclarations annuelles, notamment en raison d’un phénotype dommageable ou d’une procédure déclarable comme certains génotypages invasifs. Il ne rend donc qu’imparfaitement compte de l’ensemble des animaux mobilisés par la gestion des colonies : reproducteurs, animaux dont le génotype est déduit du schéma de croisement, animaux disponibles en nombre insuffisant ou au mauvais moment pour constituer une cohorte expérimentale, ou encore animaux élevés ou mis à mort en dehors d’une procédure expérimentale, comme pour le prélèvement d’organes et tissus.
La gestion des colonies murines représente ainsi un levier majeur de Réduction, à la fois dans le périmètre réglementaire des utilisations déclarées et, plus largement, dans la production d’animaux nécessaires au maintien des lignées. Optimiser les schémas de croisement, anticiper les besoins expérimentaux, limiter les surplus, suivre les lignées dans le temps et recourir à la cryoconservation lorsque cela est pertinent permettent de réduire le nombre d’animaux produits sans utilité scientifique directe.
La « Responsabilité » dans la gestion des souris génétiquement altérées
Travailler sur des souris génétiquement altérées représente un défi croissant dû à la complexification des génotypes, au nombre toujours plus important de lignées, aux exigences réglementaires, éthiques, scientifiques et économiques. La gestion des colonies est une activité planifiée et structurée, visant simultanément à garantir la disponibilité des animaux utiles pour la recherche et à réduire au minimum le nombre d’animaux produits et mis à mort sans nécessité. Cette approche s’inscrit dans le cadre des 3R (Remplacement, Réduction, Raffinement) et dans une logique de responsabilité partagée de l’ensemble des acteurs impliqués dans la conception, la production, le suivi et l’utilisation des lignées murines (Mesbah K et Ayadi a, 2026).
Il existe aujourd’hui de multiples méthodes pour obtenir de animaux génétiquement altérés : transgénèse additive, recombinaison homologue (knockout et knockin), édition du génome à l’aide de ciseaux moléculaires type CRISPR-Cas9, mutagénèse aléatoire physique (rayonnement ionisants) ou chimique (agents mutagènes type ENU) ou naturelles spontanées conférant un phénotype remarquable ou parfois silencieux.
La combinaison de plusieurs mutations au sein d’une même lignée peut rendre l’élevage très complexe. Les lois mendéliennes et l’hétérozygotie de départ, les contraintes liées au sexe, au fond génétique ou à la viabilité de certains génotypes peuvent fortement réduire la proportion d’animaux au génotype expérimental recherché. Ces croisements ont donc un coût important, non seulement en nombre d’animaux produits sans utilité directe pour l’expérimentateur, mais aussi en temps d’obtention, en charge de travail et en occupation des capacités d’hébergement. Dans les situations complexes, la génération d’une cohorte expérimentale peut nécessiter au minimum 6 mois, et souvent bien plus d’un an.
Pour répondre à cette difficulté, l’un des leviers les plus importants est l’optimisation des schémas d’accouplement. L’objectif est de concevoir les croisements de manière à produire la plus forte proportion possible d’animaux utiles et lorsque c’est pertinent, leurs témoins.
Dans le cas de lignées portant plusieurs modifications génétiques, il peut être préférable de fixer certaines mutations à l’état homozygote lorsque cela est compatible avec la viabilité, la fertilité et le phénotype des animaux. Cette stratégie permet de réduire le nombre de génotypes générés à chaque génération et d’augmenter la proportion d’animaux directement utilisables. À l’inverse, des croisements hétérozygote × hétérozygote peuvent produire une forte proportion d’animaux qui ne correspondent pas au génotype recherché. Ils doivent donc être réservés aux situations où ils sont réellement nécessaires.
Lorsque le plan expérimental le permet, des croisements plus ciblés peuvent être privilégiés, par exemple hétérozygote × homozygote si les animaux hétérozygotes peuvent constituer un groupe contrôle pertinent, ou encore le maintien parallèle de lignées homozygotes mutantes et de lignées sauvages, dimensionnées selon les besoins expérimentaux, à condition que le fond génétique soit maîtrisé et comparable. Cette rationalisation des accouplements permet de limiter la production d’animaux surnuméraires, de réduire les délais d’obtention des cohortes et de diminuer le nombre total de souris produites.
Organisation et coordination au service de la gestion des lignées
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Dans de nombreux établissements, la gestion est centrée sur l’espace disponible : les chercheurs transmettent directement leurs demandes aux zootechniciens, qui mettront en place les accouplements dans la limite des cages et des racks disponibles. Pour sortir de cette logique, de grandes institutions mettent en place une « équipe de coordinateurs d’élevage », distincte des chercheurs et des soigneurs. Cette équipe devient l’interface entre les utilisateurs d’animaux et les services d’animalerie : elle reçoit les demandes, discute des besoins réels (génotype exact, sexe, âge, nombre d’animaux nécessaires et suit le calendrier des expériences), fixe des objectifs de colonie et décide de l’ouverture ou de la fermeture de couples reproducteurs. |
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La technologie à la rescousse
Des outils informatiques de catégorisation et de prévision des colonies (par exemple un calculateur d’élevage de colonies et de cohortes) peuvent être utilisés. Les lignées sont classées selon différents niveaux de production, ce qui permet d’associer à chaque catégorie un nombre cible de cages et de couples reproducteurs. Sur cette base, une « équipe d’élevage » peut estimer de façon assez robuste le nombre de cages nécessaires à moyen terme pour l’ensemble des projets, anticiper les pics d’activité et conseiller les chercheurs sur l’ouverture ou la fermeture de colonies. Cette planification est appuyée par des systèmes informatiques de gestion des colonies, des bases de données détaillant les niveaux de production (maintenance, production faible, moyenne, élevée), (pour chaque animal son identifiant, son génotype, sa généalogie, son historique sanitaire et les prélèvements effectués).
Les logiciels de gestion de colonies jouent un rôle important dans la Réduction et le Raffinement. En fournissant des rapports automatisés, ils permettent d’objectiver les pratiques d’élevage : nombre de cage par lignée, performance des couples reproducteurs (taille et viabilité des portées, succès des accouplements), d’identifier rapidement les lignées peu productives, de repérer les animaux isolés ou âgés sans utilité expérimentale, ainsi que les excès récurrents d’animaux surnuméraires. Ces informations ne remplacent pas l’expertise des équipes, mais elles fournissent une base utile pour ajuster les schémas d’accouplement, réduire les surplus, comparer les pratiques entre équipes, décider de la fermeture ou de la cryoconservation de certaines lignées, et accompagner les équipes vers une gestion plus responsable.
Cryopréservation et reproduction assistée
Un autre pilier majeur de l’amélioration des pratiques est l’utilisation de technologies de cryopréservation des gamètes et embryons qui se pratiquent en routine chez la souris. Elles permettent de figer et préserver un génotype dans le temps, mais aussi d’assurer un backup de la ressource génétique en cas de contamination sanitaire des élevages ou de dérive génétique.
La cryopréservation du sperme, bien que moins couteuse, implique la perte de l’homozygotie, mais surtout le risque de perte du fond génétique, puisque les gamètes mâles seront utilisés pour féconder des ovocytes fraichement ovulés parfois des années plus tard. Seule la cryopréservation des embryons au stade 1 cellule à blastocyste permettent de conserver le fond génétique ou la complexité d’un jeu de mutations ou d’allèles modifiés.
La FIV peut se révèler plus efficace que les accouplements naturels pour produire des cohortes dans un temps réduit, et peut permettre d’ajuster le nombre d’animaux générés en fonction des besoins réels.
Le génotypage
Génotyper les animaux au plus tôt et rendre disponible les résultats rapidement à travers les logiciels de gestion animalière permet de sélectionner sans délai les animaux porteurs du génotype inutile et supprimer ou réaffecter leurs cages. Des approches de génotypage non-invasives permettent de réduire la douleur et le stress pour les animaux, tout en fournissant une quantité et une qualité d’ADN suffisantes.
Le génotypage de sperme et d’embryons, combiné à ces technologies, optimise encore les processus. En contrôlant la qualité génétique des stocks de sperme congelé et en évaluant le succès des stratégies d’édition génique directement sur des embryons en culture, on peut éviter de produire des animaux vivants. Dans la même logique, l’analyse du sperme de mâles chimères issus d’ingénierie sur des cellules souches permet de sélectionner ceux qui ont la meilleure probabilité de transmettre la mutation, réduisant ainsi le nombre d’accouplements nécessaires et le nombre de souriceaux sauvages.
La dimension éthique de l’élevage et l’importance de la formation
La formation des chercheurs et des personnels impliqués dans la gestion des colonies est un levier essentiel. Des formations dédiées, associées à des supports pédagogiques simples, à des outils d’aide au dimensionnement des élevages et à des politiques internes claires, peuvent contribuer à limiter les doublons de lignées, à encourager la cryoconservation lorsque le maintien vivant n’est plus justifié, et à garantir une traçabilité génétique rigoureuse.
En conclusion, le principe des 3R et la responsabilité partagée des acteurs ne constituent pas seulement une réponse aux exigences éthiques et réglementaires : ils contribuent à renforcer la performance scientifique. Une gestion rigoureuse des colonies, appuyée sur des schémas d’accouplements réfléchis, des technologies avancées, des méthodes de génotypage raffinées, des systèmes numériques robustes et une organisation claire des responsabilités, permettent d’améliorer la qualité des données, de réduire les délais et les coûts de projet, de diminuer le nombre d’animaux utilisés et d’augmenter le bien‑être animal, mais aussi le bien-être des personnels, au sens du « culture of care » de nos amis anglosaxons.