Les rats de laboratoire jouent un rôle de plus en plus important dans la recherche biomédicale

Grâce à des technologies comme le système CRISPR, il est désormais possible de réaliser sur des rats de laboratoire des modifications génétiques qui n’étaient auparavant possibles que sur des souris

Les humains ont toujours eu un impact important sur les animaux qui les entourent. Les loups sont devenus des chiens, les aurochs des bovins. De nombreux animaux sauvages, comme les pigeons et les oies, portent dans leurs gènes des traces du génome humain. Certaines espèces parviennent à rester sauvages, malgré leur cohabitation avec les humains. Nous acceptons facilement à nos côtés la présence des chats domestiqués. Mais, pas celle des rats. Depuis des milliers d’années, les rats vivent parmi nous et sont un maillon immuable de la biosphère humaine. Ils sont détestés, considérés à juste titre comme des nuisibles et des vecteurs de maladies dangereuses. Et nous les avons aussi domestiqués.

Si certains d’entre eux sont devenus des animaux de compagnie, la plupart des rats élevés en captivité servent d’organismes modèles à l’expérimentation scientifique. L’histoire du rat de laboratoire ne date pas d’aujourd’hui : la première utilisation documentée remonte au début du XIXe siècle, mais c’est avec le rat Wistar en 1902 qu’apparaissent la conception et l’élevage de rats pour l’expérimentation. (Charles River a débuté il y a 75 ans comme laboratoire d’élevage et a d’abord fourni des rats Sprague Dawley, avant de devenir rapidement le premier producteur d’animaux pour la recherche.)

Le rat présente de nombreux avantages : il se reproduit rapidement, sa taille facilite le prélèvement d’échantillons et la dissection, et ses systèmes biologiques sont en général proches des nôtres. Il peut donc être utilisé dans un large spectre d’études, des produits pharmaceutiques au comportement. Le rat était l’animal le plus recherché pour les études scientifiques et de nombreuses entreprises, dont Charles River, sont nées de la nécessité d’en fournir rapidement.

La souris transgénique est venue concurrencer le rat de laboratoire

D’autres animaux ont bien sûr été utilisés, mais la suprématie du rat n’a été remise en question que dans les années 80 avec la découverte des cellules souches embryonnaires. La possibilité de modifier les cellules souches et de créer assez facilement des souris vivantes avec les modifications choisies a changé la donne. La souris a alors détrôné le rat. Les rongeurs sont toutefois restés les animaux les plus utilisés, certaines études estimant qu’ils représentent plus de 99 % des animaux de laboratoire.

Cette évolution a eu des effets révolutionnaires, car elle a rendu possible la reproduction de troubles médicaux difficiles à cerner sur un modèle animal. Le nombre de souris génétiquement modifiées a rapidement progressé, avec des modifications précises de leur ADN pour faciliter les études. Souris obèses, diabétiques, atteintes de maladies cardiaques, ou avec des oreilles humaines leur poussant dans le dos... La diversité des profils dépasse l’imagination.

Pourtant, de nombreuses expériences basées sur des souris génétiquement modifiées ont soulevé des questions sur l’intérêt qu’offre leur utilisation. En effet, certains comportements et processus physiologiques complexes, faciles à étudier chez le rat sont plus difficiles, voire impossibles, à expérimenter chez la souris. Dans l’étude des troubles cardiovasculaires, du développement neurologique ou dus à la consommation de substances psychotropes, les rats offrent des avantages par rapport aux souris.

Les techniques d’édition génomique contribuent au retour en force du rat de laboratoire

Fort heureusement, les technologies d’édition génomique ont également progressé. La mise au point de la technologie CRISPR dans les années 2010 permet de réaliser sur des rats des modifications génétiques autrefois réservées aux souris. Avec ce rattrapage technologique, le rat a retrouvé son rôle de modèle de premier plan, et le nombre (et la proportion relative) d’expériences utilisant des rats ne cesse d’augmenter. « La nouvelle technologie CRISPR/cas9 nous permet d’apporter de très petites modifications », explique Jean Cozzi, responsable de l’innovation, spécialiste des organismes génétiquement modifiés au siège européen de Charles River. « Des modifications sur seulement quelques segments d’ADN permettent de modifier quelques acides aminés dans la protéine. De nombreuses maladies humaines sont causées par ce type de mutations ponctuelles, qui sont très faciles à réaliser car elles n’impliquent que de petits remplacements, ce que le système CRISPR fait très bien. »

« La maladie d’Alzheimer pourrait être liée à une mutation de ce type, bien que cette question soit encore à l’étude. « Plusieurs gènes sont impliqués... plusieurs mutations ponctuelles ont été trouvées chez l’homme », explique Jean Cozzi. Il est possible de reproduire la maladie chez le rat en remplaçant des gènes du rat par des mutations humaines . Dans ce cas, l’intelligence innée du rat est un atout, car elle permet de réaliser des tests et de suivre la maladie dans la dégradation de comportements complexes. »

« De plus en plus de chercheurs portent un regard nouveau sur le rat », indique Jean Cozzi. « [Many organizations] y ont désormais recours, notamment dans la recherche en neurosciences. Dans certains domaines, le rat est nettement plus utile que la souris. » De meilleurs modèles sont ainsi disponibles pour faire avancer la recherche sur la maladie d’Alzheimer, la mucoviscidose, la maladie de Tay-Sachs, etc. Les choses évoluent, lentement mais sûrement. Nul besoin de s’inquiéter, les rats seront toujours à nos côtés.

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