Le Dr Hartung, directeur du Johns Hopkins Center for Alternatives to Animal Testing, est un célèbre toxicologue qui plaide en faveur de méthodes non animales en tant qu’amélioration scientifique par rapport à l’expérimentation animale. Dans une interview récente, le Dr Hartung a donné une vision globale des méthodes alternatives à l'expérimentation animale.
Qu'est-ce qui motive la fin de l'expérimentation animale pour la recherche sur les médicaments ?
Il s’agit principalement de raisons éthiques, scientifiques ou de sécurité, mais aussi de raisons économiques. Les humains ne sont pas des rats de 70 kilos. De nombreuses décisions erronées sont basées sur ce raisonnement erroné. En outre, 95 % des médicaments et des thérapies qui se sont révélés sûrs et efficaces chez l'animal échouent lors des essais sur l'homme. Nous avons appris à nos dépens, par exemple pour les médicaments contre la maladie d'Alzheimer, que les modèles animaux sont très souvent trompeurs. Nous pouvons guérir des tonnes d'animaux, mais pas les patients. Donc, si nous avons quelque chose de plus pertinent pour les humains, qui les incite à dépenser leur argent pour de meilleurs médicaments, alors c'est ce qu'ils veulent.
Avons-nous besoin de technologies qui se rapprochent davantage de l'homme que le modèle animal ?
C'est exactement ça, et c'était la théorie jusqu'à récemment, lorsque les technologies des cellules souches nous ont vraiment permis de produire des modèles pertinents pour l'homme. Prenons l'exemple des organoïdes. Un organoïde est une structure aux propriétés semblables à celles d'un organe qui se développe à partir de cellules souches humaines. Ces modèles n'existent que depuis 2006, lorsque Yamanaka a mis au point une technologie permettant de prendre des cellules de la peau et de les reprogrammer pour qu'elles ressemblent à des cellules souches embryonnaires. Nous ne disposons donc de cellules souches humaines qui ne posent pas de problèmes éthiques que depuis peu. Les organoïdes peuvent être utilisés pour fabriquer de petits organes. Dans notre cas, par exemple, nous fabriquons des organoïdes cérébraux. Ils ressemblent à un ballon de basket, rond avec une surface rugueuse, mais ils sont aussi petit que la pointe d'une aiguille. Ces organoïdes cérébraux sont similaires à l'architecture du cerveau humain et sont donc utilisés pour mener des expériences dans le domaine de la recherche sur le cerveau. Nous sommes capables de fabriquer des milliers de ces minuscules boules qui forment ensuite des circuits, de sorte que les cellules communiquent entre elles comme le font les cellules du cerveau humain.
Les organoïdes sont-ils similaires aux organes sur puce ?
Les organes sur puce sont des petits systèmes, comme une puce informatique, que les chercheurs peuvent perfuser, ce qui signifie qu'un fluide, comme le sang, peut circuler dans l'organe. Ce liquide est pompé à travers les systèmes, ce qui les rend plus grands. Ils reçoivent également de l'oxygène, du sucre et tout ce dont ils ont besoin. Ces systèmes sont très développés permettant même de créer des combinaisons de différents organes. On parle alors de systèmes d'organes humains ou de systèmes multi-organes. Par exemple, il est possible de relier différentes puces entre elles, comme on peut relier le cerveau aux poumons ou au cœur.
À quel stade de la recherche médicamenteuse ces organoïdes, ou organes sur puce, peuvent-ils être le plus efficace ? Dans quel domaine sont-ils plus performants que les animaux ?
Je pense qu'ils seront immédiatement plus performants parce qu'ils sont humains. La moitié des médicaments commercialisés aujourd'hui sont en fait des protéines humaines ou des anticorps contre des protéines humaines. Il est donc pratiquement inutile de les tester sur des animaux. Cela vaut aussi dans le domaine de la sécurité. Nous voulons savoir si le médicament est sûr et efficace avant de l'utiliser chez l'homme.
Ces alternatives sont-elles moins coûteuses que les animaux ?
À long terme, absolument. Les organoïdes cérébraux, par exemple, coûtent moins d'un dollar chacun, alors qu'un rat coûte au moins 30 dollars, mais cela n'a pas vraiment d'importance. Ce qui compte, c'est que l'argent soit investi à bon escient. Avant la mise sur le marché, le développement d'un médicament coûte environ 2,4 milliards de dollars. L'expérimentation animale peut prendre beaucoup de temps. Par exemple, si les chercheurs veulent savoir si un produit est cancérigène, il leur faut cinq ans pour obtenir le résultat car ils doivent d'abord traiter les animaux pendant deux ans, puis il faut environ deux ans pour les découper en fines tranches afin de trouver une éventuelle tumeur. Si l'on ajoute l'organisation et les rapports, on arrive facilement à quatre ou cinq ans. Les systèmes alternatifs sont généralement réalisés en un mois. Les chercheurs n'ont pas à attendre que la tumeur se transforme en quelque chose qu'ils peuvent observer au microscope. Par exemple, avec nos technologies modernes, nous pouvons utiliser l'expression des gènes pour voir ce qui a changé dans les cellules et dire s'il s'agit d'un cancer.
Les chercheurs utilisent-ils l'intelligence artificielle pour tester l'innocuité et l'efficacité des médicaments ?
En ce qui concerne l'efficacité, il s'agit vraiment de générer des idées, de trouver des choses auxquelles nous n'aurions peut-être pas pensé, et c'est là que l'intelligence artificielle (IA) est utile à l'heure actuelle. Environ 40 % des médicaments en cours de développement sont conçus à l'aide de l'IA. Pour la sécurité, il est fascinant de voir que l'IA peut nous aider à rassembler toutes les informations existantes. L'IA compare une nouvelle substance chimique à des substances chimiques étroitement apparentées figurant dans la base de données et évalue ensuite la probabilité d'effets toxiques. En examinant les similitudes chimiques entre les substances (et donc les effets biologiques similaires), l'IA est incroyablement efficace pour prédire la sécurité de la nouvelle substance. Il s'agit actuellement d'un outil fantastique pour obtenir rapidement des informations fiables sur un produit chimique ou un médicament afin de prendre de meilleures décisions. Nous disposons aujourd'hui d'une base de données contenant des informations sur 900 000 produits chimiques et environ 100 millions de structures.
Si nous renonçons à l'expérimentation animale, ne sommes-nous pas en train de passer à côté d'une importante mesure de sécurité ?
Je pense qu'il est grand temps de changer. La science évolue incroyablement vite. En quelques années, nos connaissances en sciences de la vie doublent. En revanche, la plupart des expériences sur les animaux ont été introduites entre les années 1920 et 1970. Il faut donc des modèles innovants qui représentent mieux l'homme. C'est le cas des méthodes alternatives. Qu'il s'agisse d'organoïdes, d'organes sur puce ou d'IA, ces méthodes sont plus efficaces que la plupart des expériences sur les animaux.
Où en sommes-nous avec les alternatives à l'expérimentation animale ? Au stade de la preuve de concept ? Les entreprises pharmaceutiques utilisent-elles déjà ces techniques ?
Oui, les entreprises pharmaceutiques utilisent toutes les méthodes disponibles, ce qui leur donne des informations pertinentes et leur permet de progresser plus rapidement. Par exemple, l'industrie pharmaceutique dépense quatre fois plus en cultures cellulaires et en méthodes informatiques pour les tests de sécurité qu'en animaux. Seulement, pour l'étape finale de l'enregistrement de leurs médicaments, elles doivent également présenter les résultats des tests sur les animaux.
Quelle est votre vision à long terme ? Pensez-vous que nous supprimerons complètement les tests sur les animaux ?
Nous aurons toujours besoin de certaines expérimentations animales. Par exemple, nous devons développer des médicaments pour les animaux. Tout comme les médicaments à usage humain doivent être testés sur des humains, les médicaments à usage animal doivent être testés sur des animaux. Mais le ‘black box testing’, où les chercheurs introduisent quelque chose dans l'animal et attendent de voir si quelque chose se produit, puis passent deux ans à prétendre que c'est pertinent pour l'homme, n’est pas un processus sain.