Animaux de laboratoire : en verra-t-on la fin ?

Cet article est extrait du numéro spécial n°226 de Sciences et Avenir « Aux frontières de la science »,daté de juillet-septembre 2026. 

1830 : le tournant britannique qui fait entrer la souffrance animale dans le débat scientifique

Dès l’Antiquité, des médecins, dont Claude Galien, découvrent les fondements de l’anatomie et de la physiologie. Pour cela, ils pratiquent la vivisection – la dissection des animaux vivants –, sans considération pour la douleur qui, selon les connaissances de l’époque, est l’apanage de l’être humain. La physiologie moderne émerge au xviiie siècle avec le chimiste Antoine Lavoisier, et l’utilisation des animaux comme modèles pour comprendre l’être humain se développe.

En 1830, pour la première fois, la limite éthique de ces expérimentations est discutée au Royaume-Uni. Un physiologiste de renom, Marshall Hall, questionne le bien-être de ces animaux cobayes et établit des recommandations destinées à améliorer leurs conditions de vie. « Il préconise de limiter le nombre d’animaux et de prêter attention à leur douleur. C’est tout à fait avant-gardiste, explique Ivan Balansard. À partir de ce moment, le Royaume-Uni n’a cessé d’améliorer les conditions d’expérimentation, jusqu’à aboutir en 1876 à une loi sur la cruauté envers les animaux. » Il faudra attendre la fin du XXe siècle pour que ces questionnements trouvent écho en France.

« la première limite des modèles non animaux, c’est qu’ils ne rendent pas encore compte de toutes les interactions à l’échelle d’un organisme » Ivan Balansard, vétérinaire, chercheur au CNRS. Crédit : Ivan Balansard

Les vertébrés et les céphalopodes reconnus comme des êtres sensibles

Deux textes de loi ont marqué cette évolution. D’abord la directive européenne de 1986 – transposée en droit français en 1987 –, qui vise notamment à limiter les souffrances inutiles et durcit la règle des 3 R établie dans les années 1950 (lire l’encadré ci-après). Elle sera révisée en 2010 – et appliquée en France sur la base d’un décret de 2013 –, avec l’ajout de mesures de protection renforcées concernant en particulier les vertébrés et les céphalopodes, reconnus comme des êtres sensibles. Voilà pourquoi aujourd’hui, chaque projet doit disposer d’une autorisation préalable, après avoir été examiné par un comité d’éthique agréé.

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Chaque année, le ministère de la Recherche publie des statistiques sur l’utilisation de ces animaux à des fins scientifiques. En 2024, 2.041 157 vertébrés et céphalopodes ont ainsi été employés. Avec une hégémonie (78 %) du modèle murin – souris et rats –, car leur génome est proche du nôtre. « Les animaux sont majoritairement utilisés dans trois grands domaines de recherche : la neurologie, l’immunologie et l’oncologie, dans lesquels ils sont essentiels », rapporte Athanassia Sotiropoulos, chercheuse à l’Inserm et directrice d’un groupement de scientifiques, le FC3R, qui vise à améliorer les conditions de l’expérimentation animale en France. En effet, la complexité des systèmes nerveux et immunitaire les rend difficilement modélisables et les mécanismes cancéreux restent mal compris.

3 R pour éviter la souffrance

Remplacer, réduire, raffiner. Que signifient ces trois recommandations ? La règle est progressive : si le remplacement n’est pas possible, alors on essaie de réduire, puis de raffiner. Pour remplacer, il faut répondre à la question : quel est le meilleur modèle pour l’expérimentation ? Est-il forcément animal ? Aujourd’hui, il est possible de modéliser certaines fonctions du corps humain. « Toutefois, si le meilleur modèle est animal, il faut utiliser le moins d’individus possibles. Mais attention! Ce n’est pas une réduction pure et simple.L’objectif, c’est d’en utiliser le bon nombre pour obtenir une réponse scientifique fiable », insiste la biologiste Athanassia Sotiropoulos. Enfin, le raffinement doit prendre en considération le bien-être animal. « Avant, cette règle préconisait surtout d’éviter la douleur. Mais elle s’est élargie : il faut faire en sorte que les animaux puissent exprimer leur comportement naturel », ajoute-t-elle.Aujourd’hui, les chercheurs doivent prendre en compte les conditions de vie de l’animal en dehors même de l’expérimentation. « Quand on regarde l’évolution des modalités d’hébergement – matériaux d’enrichissement, tunnels, etc. –, on peut se poser la question de la fiabilité des résultats des études d’il y a vingt ans, qui ne prenaient pas en compte les besoins physiologiques des animaux… », conclut le chercheur Ivan Balansard.

Les angles morts d’un modèle longtemps considéré comme incontournable

Les animaux ont été des contributeurs essentiels au progrès de la médecine, et c’est justement ce type d’expérimentation, largement majoritaire, qui pose question : lorsque l’individu utilisé n’est pas l’espèce cible des traitements étudiés. Une limite éthique, mais aussi métabolique et physiologique. « Le modèle est imparfait par essence puisqu’il n’est pas le sujet. Il a donc ses propres limites, même s’il y a une homogénéité au sein du monde animal dans certains systèmes, notamment respiratoire et cardiovasculaire », explique la biologiste. Le système immunitaire et la vision de la souris, par exemple, sont très différents de ceux de l’humain.

Autre limite liée à un biais long-temps ignoré : la quasi-totalité des expérimentations se faisaient sur des mâles, des modèles plus simples à étudier que les femelles dont les cycles hormonaux doivent être pris en compte. Enfin, une étude publiée dans Plos Biology révélait en juin 2024 un chiffre surprenant : 95 % des traitements testés et approuvés chez l’animal n’atteignent jamais le stade de la mise sur le marché, car ils se révèlent toxiques ou inefficaces chez l’humain. « Mais attention, ce pourcentage n’est pas entièrement à attribuer à un défaut de prédictivité du modèle animal. De nombreux facteurs peuvent mener à une interruption des essais », nuance la biologiste.

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Des organes sur puce capables de mimer une fonction physiologique

« Nous sommes dans une phase de transition importante », insiste Ivan Balansard. Une évolution d’autant plus tangible que les méthodes alternatives, encore récentes, telles que les organoïdes – cellules souches auto-organisées –, se développent à vitesse grand V. À défaut de pouvoir remplacer complètement les modèles animaux, leur prédictivité, c’est-à-dire leur fidélité pour représenter certains organes du corps humain, s’affine. « Ces méthodes sont loin d’être des modèles de second choix. Leur valeur ne tient pas seulement au fait qu’elles remplacent des animaux : elles présentent leur propre intérêt et pallient aussi parfois les limites des modèles animaux », analyse Ivan Balansard.

Les progrès techniques des méthodes non animales incitent les chercheurs à considérer ces modèles comme de vraies plus-values dans les études scientifiques. Les organes sur puce, capables de mimer une fonction physiologique, et les célèbres organoïdes font partie des outils les plus prometteurs en médecine personnalisée et en pharmacologie pour tester l’efficacité et la toxicité de molécules. Il y a deux ans, des biologistes du CEA repoussaient l’une des principales limites de ce dernier modèle : l’absence de vascularisation, qui conduisait rapidement à la nécrose des tissus. Ce verrou débloqué, leur durée de culture devrait rapidement s’allonger. La peau artificielle a, de son côté, révolutionné les tests d’irritation cutanée. Les scientifiques peuvent désormais s’affranchir des essais animaux. Ou presque… Un champ de recherche lui résiste : celui des tumeurs cutanées, car le mélanome fait intervenir le système immunitaire. « La première limite des modèles non animaux, c’est qu’ils ne peuvent pas encore rendre compte de toutes les interactions à l’échelle d’un organisme », déplore Ivan Balansard.

Les organoïdes sont des structures biologiques en 3D cultivées à partir de cellules souches. Ils constituent de bons modèles pour analyser les mécanismes physiologiques et leurs dérèglements pathologiques. Ils permettent également de tester l’efficacité et la toxicité de molécules thérapeutiques. Ici, des organoïdes de cerveau, autrement dit de petites « boules » de neurones, dans une boîte de Petri. Crédit : Patricia Küfuss/Laif-Rea

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Après les organoïdes, les assembloïdes : vers des modèles biologiques toujours plus complets

Des chercheurs travaillent à l’élaboration d’assembloïdes, des combinaisons d’organoïdes qui permettraient de modéliser les interactions entre plusieurs organes. « L’objectif serait de réussir à créer l’assembloïde d’un organisme entier », avance le chercheur. Et le défi ne s’arrête pas là. Il faut encore réussir à standardiser ce modèle pour démocratiser son utilisation, ce qui n’est toujours pas le cas pour de nombreux organoïdes « simples »…

Les chercheurs ne se leurrent pas : « Si le but ultime est une recherche sans animaux, l’expérimentation animale reste une étape nécessaire dans de nombreux domaines. Notre devoir est de limiter son utilisation grâce à des méthodes alternatives, conclut Athanassia Sotiropoulos. Mais pour que l’expérimentation animale ait des bénéfices, il faut que les résultats de nos études soient robustes. Or une étude sur deux ne serait pas reproductible. »

Consolider les résultats tout en mobilisant le moins d’animaux possible, c’est l’objectif de plusieurs outils innovants, comme le partage des données vérifiées mais non publiées, sur une plateforme appelée Short Notes. « Il arrive qu’on ne continue pas dans une direction alors que les résultats des expérimentations sont valides. Les partager permettrait d’éviter de répéter ces manipulations sur d’autres animaux », éclaire la chercheuse. Autre proposition européenne inédite : la création de groupes témoins virtuels, à partir des milliers de données déjà collectées et redondantes.

Pour aller plus loin :

Ivan Balansard,  Expérimentation animale : en finir … ou pas, EDP Sciences, 2026

 « Comment se passer de l’expérimentation animale? » (5 épisodes sur France Culture, 2025)