Définition et exemples des 3R

Réduire l’expérimentation animale et diminuer les contraintes pour les animaux – tels sont les objectifs de la stratégie des 3R. Elle remonte à William Moy Stratton Russell et Rex Leonard, deux scientifiques qui ont cherché, dans les années 1950, des moyens d’atteindre ces buts. Dans un livre intitulé « Principles of Humane Experimental Technique », ils ont instauré les trois principes qui doivent être à la base d’une recherche responsable avec des animaux. La mise en œuvre de ces principes permet de réduire le nombre d’expériences sur des animaux et d’éviter, ou au moins de diminuer, les souffrances des animaux de laboratoire.

Aujourd’hui, les 3R sont un élément important de la législation suisse et internationale relative à l’utilisation d’animaux dans un but expérimental. Les 3R désignent une stratégie qui vise non seulement à diminuer leur nombre et à réduire l’expérimentation animale dans son ensemble, mais aussi à amoindrir les souffrances et les contraintes qu’elle leur fait subir. Cette stratégie améliore en même temps la qualité scientifique et la pertinence de cette expérimentation.

Reduce (réduire) : Réduire le nombre d’animaux utilisés dans l’expérience

La pertinence statistique doit toutefois être garantie par un nombre suffisant d’animaux. Reduce signifie, par exemple, se servir de techniques d’imagerie permettant d’examiner les animaux sans intervention invasive et d’obtenir ainsi, avec un seul animal, de nombreuses données échelonnées dans le temps. De telles techniques sont notamment :

• l’imagerie par résonance magnétique (IRM)
• la tomographie par émission de positons (TEP)
• la tomodensitométrie (TDM).

Grâce à ces techniques, il est possible de visualiser des modifications pathologiques d’un organe et d’étudier ainsi l’effet des substances testées ou des interventions. Les animaux peuvent faire l’objet d’investigations répétées, au lieu d’être tués après chaque examen. L’amélioration des méthodes statistiques et des techniques d’examen contribue également à diminuer le nombre d’animaux sacrifiés dans des expériences.

Refine (affiner) : Réduire les contraintes pour les animaux en diminuant les douleurs et le stress et améliorer ainsi la pertinence des expériences

Des exemples :

• Rendre les conditions expérimentales moins pénibles pour les animaux de laboratoire, p.ex. grâce à de nouvelles méthodes causant moins de stress. A cette fin, des procédures permettent d’accoutumer les animaux progressivement aux conditions expérimentales ou de leur administrer des médicaments sans les stresser, en mélangeant ces derniers aux aliments au lieu de les injecter au moyen d’une seringue ; les porcs, par exemple, mangent de leur propre gré, et donc sans stress, des médicaments contenus dans du yogourt à la mangue. Les animaux peuvent être éduqués en vue des mesures prévues (p.ex. entraînement au clicker, une méthode d'éducation).
• Améliorer les conditions de détention, les enrichir (jouets, tunnel pour les rongeurs).
• Parfaire les méthodes, p.ex. introduire de nouvelles techniques de prises de sang, qui causent moins de stress aux animaux.

Replace (substituer) : Remplacer les études sur animaux par d’autres méthodes

Elles recourent, par exemple :

• à des cultures de cellules, de tissus et d'organes:

Examen d’une activité biologique dans des cultures cellulaires au lieu d’animaux vivants : Toutes les questions ne peuvent pas être élucidées de cette manière, parce qu’un organe biologique est complexe et que de nombreux effets et interactions ne peuvent être étudiés que dans un système entier.

• à des organismes à une étape de leur développement où ils n’éprouvent, selon l’état des connaissances scientifiques, ni douleur, ni mal, ni stress (p.ex. œufs de poules à un stade précoce de l’incubation, œufs de poissons)
• à des micro-organismes ou à des animaux « inférieurs » (des invertébrés tels que le ver nématode Caenorhabditis elegans ou que des insectes comme la mouche des fruits, Drosophila melanogaster)
• à des tissus ou cellules humains, p.ex. du sang humain:

Test pyrogène : Les pyrogènes sont des substances qui provoquent de la fièvre chez l’homme. Des résidus bactériens, appelés endotoxines, ont cette propriété, de même que des substances d’origine non organique, comme la poussière de caoutchouc. Les nouveaux médicaments doivent être testés quant à un éventuel effet pyrogène. Autrefois, on injectait la substance à des lapins et mesurait ensuite leur température. Les méthodes de substitution actuelles sont basées sur des cellules du sang humain.

• à des simulations sur ordinateur : Elles nécessitent cependant des données qui sont recueillies au moyen d’expériences sur des animaux. En effet, ces simulations doivent reposer sur des informations qui permettent d’obtenir des résultats fiables se rapportant à l’animal vivant. La programmation n’est donc pas possible sans effectuer au préalable de telles expériences.
• à des puces multi-organes : Des produits, destinés à simuler l’action conjuguée de deux ou plusieurs organes du corps, sont d’ores et déjà disponibles. Ces puces essaient de simuler des processus qui se déroulent dans le corps, mais ne peuvent pas encore reproduire dans toute leur complexité, de façon satisfaisante, les fonctions et interactions des cellules, organes, hormones et enzymes.
• à des cellules souches pluripotentes inductibles.

La formation à l’expérimentation animale fait, elle aussi, de plus en plus appel à des méthodes de substitution. En Suisse, cette formation est prescrite par la loi pour quiconque effectue des expériences sur des animaux. Elle utilise des rongeurs (souris et rats) et des lapins pour l’entraînement à diverses applications. Depuis quelques années, la prise de sang sur un lapin est exercée d’abord sur une oreille artificielle, et seulement ensuite sur l’animal vivant. Cela diminue le stress pour ces animaux.

Les méthodes de substitution ont des limites

Mais tant dans la recherche fondamentale que lors du développement de médicaments, il n’est pas possible aujourd’hui de renoncer complètement à l’expérimentation animale. Les études en cultures de cellules, de tissus et d’organes ne permettent pas de simuler les phénomènes complexes qui se déroulent à l’intérieur du corps – par exemple ceux de maladies neurovégétatives comme le Parkinson et l’Alzheimer ou d’affections psychiques telles que la schizophrénie et la dépression. Un exemple complexe dans le domaine des maladies immunologiques est la sclérose en plaques, lors de laquelle les cellules du système nerveux central (cerveau et moelle épinière) sont attaquées par le système immunitaire : des foyers inflammatoires locaux apparaissent alors, accompagnés de perturbations de diverses fonctions corporelles, telles que la vue et l’équilibre.

Fait à relever, les méthodes de substitution intervenant lors du développement de nouveaux médicaments doivent être reconnues par l’autorité compétente – Swissmedic en Suisse – comme directives officielles de contrôle. Pour cela, des études internationales de validation doivent établir que les méthodes complémentaires et de substitution ont la pertinence requise pour remplacer des méthodes existantes légalement prescrites qui recourent à l’expérimentation animale.