Procédures légères
Prélèvement de tissus pour la caractérisation d’animaux génétiquement altérés utilisé dans pathophysiologie de l’épilepsie, de la migraine et de l’autisme
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
Gardées vivantes après l'unique procédure, les souris de ce projet voient leur sort dépendre du résultat du génotypage et de leur sexe : utilisation dans un autre projet autorisé, maintien de la lignée, ou mise à mort avec ou sans prélèvement. 2 500 souris vont être utilisées dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance léger. Sur chacune, entre 13 et 28 jours de vie, deux millimètres de l'extrémité de la queue sont coupés sur animal vigile sous contention, geste que le porteur situe à un âge où la zone est peu ossifiée et peu vascularisée, avec un risque de saignement et, rarement, de rejet par la mère. Le bénéfice avancé se limite à la gestion de l'élevage, en sélectionnant les animaux porteurs du gène recherché, et le chiffre de 2 500 individus est annoncé sans être ventilé entre les lignées concernées.
Objectifs
Les animaux génétiquement modifiés constituent des modèles puissants pour étudier la fonction des gènes et comprendre leur rôle dans le cadre de projets scientifiques au bénéfice de la santé humaine et animale ou de l’environnement. Dans le cadre des projets scientifiques utilisant des animaux des modèles animaux génétiquement modifiés sont développés et élevés. Dans ce but, il est important d’avoir un élevage adapté et des animaux dont les caractéristiques génétiques sont bien déterminées pour constituer les lots expérimentaux et maintenir une production régulière et adaptée aux besoins. Pour ce faire, il est nécessaire de caractériser les animaux génétiquement modifiés afin de sélectionner les animaux d’intérêt pour les projets et pour le maintien des lignées. Il n’est cependant pas toujours possible de réaliser des prélèvements de tissus selon des méthodes non invasive. L’objectif de ce projet est de présenter la méthode de prélèvement utilisée pour le génotypage des lignées utilisées.
Bénéfices attendus
Ce projet permets de selectionner les animaux ayant un gène d'intéret afin d'optimiser la gestion de l'élevage.
Procédures
Prélèvement de 2mm de l’extrémité de la queue (durée maximale 5 secondes) réalisé une seule fois sur chaque animal vigile sous contention.
Impact sur les animaux
Les nuisances engendrées sont le stress léger inhérent à la préhension et à la contention des animaux, la douleur légère lors du prélèvement sur la queue. Un saignement peut aussi apparaître et dans de très rares cas un rejet par la mère.
Devenir
Tous les animaux sont gardés en vie à l'issue de cette unique procédure. Leur devenir dépendra du résultat du génotypage et/ou de leur sexe parmi les cas suivants : a) Utilisé dans une procédure expérimentale d’un projet autorisé, b) Utilisé pour le maintien de la lignée, c) Mis à mort avec ou sans prélèvements post mortem.
Remplacement
A ce jour, les techniques de prélèvements de tissus non invasives que nous avons testées n'ont pas données des résultats exploitables. Ce projet est nécessaire pour la production et la mise à disposition d’animaux modèles génétiquement modifiés pour les différents projets de l'équipe.
Réduction
L’enjeux et l’objectif majeur de la réduction consiste ici à optimiser les élevages pour limiter la production du nombre d’animaux au stricte nécessaire à leur utilisation dans les projets scientifiques ou pour le maintien des lignées. Dans cette perspective plusieurs stratégies sont mises en œuvre : - seules les lignées en cours d’utilisation dans des projets sont maintenues, les autres sont conservées congelées, - les lignées génétiquement modifiées sont maintenues sur des fonds génétiques homogènes de référence, - les schémas d’accouplement sont adaptés pour limiter au maximum la génération d’animaux au génotype non pertinent ou la nécessité d’avoir à génotyper et donc d’avoir à effectuer des prélèvements sur les animaux (utilisation de parents homozygotes, si phénotype non dommageable) - des réunions mensuelles avec les utilisateurs permettent d'anticiper les besoins à venir.
Raffinement
La méthodes utilisée est éprouvée, précise, rapide et standardisée permettant de minimiser les nuisances causées aux animaux par leur manipulation et par le prélèvement lui-même. Une liste de points limites et d'actions correctives est utilisée.
Choix des espèces
La souris est un mammifère qui présente de nombreuses similitudes biologiques, structurales et fonctionnelles avec l’être humain qui permettent d’adresser de nombreuses questions scientifiques dans tous les domaines de la recherche en biologie (fondamentale, environnementale, santé humaine et animale), avec un degré élevé d’extrapolation à d’autres espèce (dont l’être humain) ou systèmes biologiques. De nombreux outils moléculaires et génétiques ont été développés avec les rongeurs, et en particulier chez la souris, qui permettent de mieux comprendre les mécanismes de nombreuses pathologies (tels que l'épilepsie, l'autisme, ...). Les prélèvements seront réalisés entre 13 et 28 jours après la naissance, à des âges auxquels la zone est peu ossifiée et peu vascularisée, ce qui rend le prélèvement réalisable sans anesthésie car peu douleureux avec des risques hémoragiques extrêmement réduits.
Mise au point de virus adéno-associés ciblant les cellules souches du muscle squelettique à des fins de thérapie génique
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Chaque rat reçoit une injection dans le muscle sous anesthésie, puis deux jours d'analgésie, avant d'être tué pour des prélèvements histologiques et moléculaires. 480 rats vont être utilisés dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance léger. L'objectif est de tester des séquences d'ADN censées limiter l'expression d'un gène thérapeutique aux seules cellules souches du muscle, en vue de thérapies géniques contre les myopathies. Le porteur indique utiliser à la fois des rats sauvages et des rats porteurs d'une mutation du gène Dmd, qui reproduit la dystrophie de Duchenne, sans dire combien d'individus relèvent de chaque groupe, et précise que ces rats seront tués vers l'âge de deux mois, avant l'apparition des atteintes les plus marquées.
Objectifs
Les cellules souches du muscle squelettique (aussi appelées cellules satellites) sont essentielles dans le processus de la régénération musculaire, et pourraient être la population cellulaire clé pour les thérapies géniques pour lutter contre des myopathies. Par contre, ces cellules sont entourées par plusieurs autres types de cellules. Les thérapies géniques pour certaines maladies musculaires pourraient être améliorées en utilisant des vecteurs de gènes ciblant spécifiquement ces cellules souches, et en évitant ainsi l’expression des gènes apportés (transgènes) dans d’autres populations cellulaires, qui pourraient déclencher des réponses immunitaires. Nous allons utiliser des virus adéno-associé (AAV) pour tester des séquences régulatrices de gènes seulement exprimés dans les cellules satellites, afin de créer des vecteurs qui peuvent cibler les cellules souches du muscle squelettique. Des rats sauvages ou avec une dystrophie musculaire provoquée par mutation du gène Dmd, responsable de la production de la dystrophine, seront injectés par voie intramusculaire avec les AAVs. Le ciblage des cellules souches sera examiné par analyse en immunofluorescence sur coupe histologique et cytométrie en flux.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à identifier des séquences d’ADN qui permettent une expression spécifique des transgènes dans les cellules souches du muscle squelettique. De telles séquences ne sont pas connues à ce jour, donc cette identification représentera une avancée importante dans notre connaissance du ciblage et de la régulation génique dans les cellules souches. Du point de vue clinique, ces séquences seraient essentielles pour des thérapies géniques ciblées pour les cellules souches, pour éviter des effets non-ciblés et des réponses immunitaires.
Procédures
Dans ce projet, les animaux recevront une injection intramusculaire sous anesthésie.
Impact sur les animaux
Nous attendons une douleur légère liée avec l’injection intramusculaire, qui sera traitée avec des analgésiques pendant deux jours suivant l’injection. Les rats DMD ne présentent pas des effets délétères majeurs du phénotype avant l’âge de 10 mois, et dans ce projet, ils seraient mises à mort à l’âge de 1,5-2 mois.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour récupérer les prélèvements nécessaires aux analyses histologiques et moléculaires.
Remplacement
Nous réalisons des cultures de myoblastes en première intention pour tester nos séquences d’intérêt. Malheureusement, ces cultures restent loin de la situation in vivo puisque les vraies cellules souches du muscle sont quiescentes chez l’adulte, se divisant rarement, ce qui rend impossible la mise au point d'un système d'étude représentatif in vitro. De plus, nos expériences antérieures ont montré que certaines séquences prometteuses en culture n’avaient pas toujours une activité spécifique in vivo. Compte tenu de ces contraintes, il reste nécessaire de valider les séquences selectionnées dans un modèle animal.
Réduction
Le calcul de puissance statistique nous recommande d’utiliser 8 rats par AAV et point de temps. Ce nombre a été validé avec d’autres projets similaires terminés pour lesquels nous avons pu conclure de façon significative.
Raffinement
Les animaux sont stabulés en portoirs à cages ventilées, dans des pièces dont la température et l’hygrométrie sont contrôlées, monitorées et fidèles à la règlementation. Pour le bien-être des rats, nous avons fait le choix des plus grandes cages disponibles sur le marché, de sorte qu’ils peuvent marcher, courir et se dresser sur leurs pattes arrière. Cet exercice spontané quotidien est pleinement justifié pour des rats dont nous évaluons les capacités locomotrices. Les animaux ont un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères, à l’âge d’un mois. L’isolement n’existe jamais et le milieu est enrichi avec des lanières de papier Kraft, des bâtons de bois à ronger, des balles rondes, des tunnels ou des carrés de coton compacté. Pour éviter une réponse de stress induite par les divers tests, les animaux seront habitués dès leur plus jeune âge à être manipulés régulièrement, le plus en douceur possible. Le suivi des animaux sera conduit par un personnel par ailleurs compétent pour reconnaître, quantifier, atténuer ou supprimer les signes de douleur ressentie chez les animaux. Une grille d’évaluation critériée de la douleur et des points limites pour cette lignée a été établie. Les rats seront constamment évalués en observant individuellement les animaux, week-ends et jours fériés inclus. Toute atteinte des points limites sera suivi d’une action correctrice précisée sur la grille. En cas d’absence de bénéfice (trouble irréversible), nous procéderons à la mise à mort compassionnelle de l’animal avant qu’il ne souffre.
Choix des espèces
Nous avons choisi le rat pour des raisons multiples. D’abord, nous utilisons un modèle de la dystrophie musculaire de Duchenne dans le rat, qui récapitule le phénotype humain. Le rat est aussi un mammifère, et beaucoup des séquences d’ADN que nous allons mettre dans les AAVs sont conservées chez l’humain. Donc si une séquence a une activité forte dans des cellules de rat, il est probable que cette activité sera maintenue dans les cellules humaines. Pour les rats utilisés en procédure 1, les AAVs seront injectés à 4 semaines d’âge, quand le muscle se forme toujours, parce que les cellules souches du muscle sont plus accessibles au virus à ce stade.
Modèle expérimental de DMLA chez le rongeur
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Troubles sensoriels
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Rats : 4600
Des tirs de laser sur la rétine sous anesthésie, ou une injection sous la rétine, provoquent une dégénérescence maculaire chez des souris et des rats, qui reçoivent ensuite jusqu'à huit gouttes oculaires par jour et des injections dans l'œil une à deux fois par semaine. 9 200 souris et rats vont être utilisés dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance léger. Le porteur affirme que le développement de cette maladie n'est pas douloureux, tout en annonçant une altération permanente de la vision de l'œil traité. 8 390 animaux sont tués pour les évaluations histologiques, et 810 réutilisés dans d'autres procédures, ceux-là étant les individus écartés du protocole après la détection d'une anomalie de l'œil avant le début de l'étude.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de mettre en place dans l’établissement utilisateur, un modèle expérimental de DMLA (dégénérescence maculaire liée à l’âge) chez les rongeurs, dans le but de tester des traitements potentiels. La DMLA est la première cause de mal voyance chez les personnes de plus de 50 ans dans les pays industrialisés. Cette pathologie touche l'œil dans une zone particulière de la rétine : la macula, impliquée dans la vision fine et la vision centrale. La maladie est silencieuse pendant plusieurs années, puis la vision et la perception des détails baissent, des tâches sombres apparaissent au centre du champ de la vision. Elle existe sous plusieurs formes : la forme « humide » ou exsudative et la forme sèche (ou atrophie géographique). Dans la forme humide de la DMLA, plus grave qui évolue rapidement vers une perte importante de la vision centrale, de nouveaux vaisseaux sanguins poussent de façon anormale et endommagent la rétine. Les nouveaux vaisseaux sanguins poussent anormalement à partir de la choroïde (tissu situé sous la rétine), on utilise les termes de néovascularisation choroïdienne. La stratégie des traitements est de stopper la progression anarchique de ces vaisseaux délétères. La forme dite «sèche», ou atrophie géographique de la DMLA est la plus fréquente, elle évolue plus lentement que la forme humide mais il n’existe pas de traitement. Nous estimons pouvoir réaliser 7 études par an de test d’efficacité de molécules luttant contre la DMLA, comportant au maximum 6 groupes de 15 animaux (90 animaux maximum) en fonction des produits à tester, par an pendant 5 ans, chez le rat et la souris, il s’agit d’une prévision maximumselon nos capacités. Le nombre de groupe varie en fonction des produits à tester : soit 1 ou plusieurs doses d’une même molécule à comparer à l’effet d’un placébo, soit plusieurs traitements différents à comparer entre eux.
Bénéfices attendus
Ce projet contribuera au développement de médicaments luttant contre la DMLA et améliorant la vue des patients. La DMLA est la première cause de mal voyance chez les personnes de plus de 50 ans dans les pays industrialisés et la troisième cause dans le monde (1,5 millions de personnes en France, 196 millions dans le monde). Sa fréquence augmente avec l’âge et le nombre de patient augmentera compte tenu de l’allongement de l’espérance de vie.
Procédures
L’induction de la DMLA chez les rats et les souris se fait par des tirs de laser ophtalmiques sur la rétine sous anesthésie, ou par une injection sous la rétine. Les examens ophtalmologiques se feront à l'aide de techniques non invasives. Ces examens sont d’ailleurs réalisés chez l’homme en cabinet médical en ambulatoire sans anesthésie. Ces examens sont également régulièrement pratiqués sur l’animal en clinique vétérinaire dans le cadre des consultations. Pour notre projet, ces examens pourront se faire pour une partie sur animaux vigiles (examens en lampe à fente) mais certains qui nécessitent l’immobilisation complète de l'animal seront pratiqués sous anesthésie légère. Ces examens sont rapides et ne dureront pas plus de quelques minutes. Les administrations de produits se feront soit par instillations (gouttes oculaires), soit par injection au niveau de l'œil (injection intravitréenne, sous conjonctivale), soit par voie sous cutanée, soit par voie intramusculaire ou intrapéritonéale. Ces instillations ou injections nécessitent le maintien de l’animal afin de l’immobiliser. Ces procédures sont extrêmement rapides et ne prendront pas plus d’1 ou 2 minutes. Les gouttes oculaires peuvent être administrées plusieurs fois avec généralement une moyenne de 3 administrations et un maximum de 6 à 8 administrations par jour. Les administrations de produit par injection au niveau de l'œil se feront sous anesthésie locale et générale si besoin, leurs fréquences sont plus limitées, une à deux fois par semaine. Ces procédures sont aussi un peu plus longues et nécessitent de placer l’animal sous un microscope chirurgical. Il faudra compter quelques minutes (en général 5 minutes par animal) pour réaliser de telles administrations. Des prélèvements de sang pourront être réalisés au cours des procédures expérimentales afin de doser le principe actif du traitement administré ou tout autre marqueur d'intérêt. Ces prélèvements se feront sur animal vigile et le temps nécessaire aux prélèvements ne dépassera pas les 5 minutes par animal.
Impact sur les animaux
Le développement de la DMLA chez l’homme, et par transposition chez l’animal, n’est pas douloureux. Outre les nuisances dues aux manipulations de l'animal pour les observations, le stress dû aux contentions manuelles de l'animal pour les administrations de produits, les instillations ou la douleur éventuelle de la piqûre lors des injections de produits ou d'anesthésiant, la pathologie devrait entrainer une altération permanente de la vision sur l'œil ayant reçu l'injection. L'administration des produits devrait engendrer tout au plus une douleur légère et de courte durée notamment lors de l’anesthésie. Au cours de l’anesthésie jusqu’au réveil, une baisse de la température corporelle pouvant induire un stress est attendue, ce stress sera minimisé par l'utilisation de tapis, de lampe ou d'enceinte de réveil chauffants.
Devenir
A l'issue de chaque procédure, tous les animaux qui auront suivi la totalité de la procédure expérimentale seront mis à mort pour permettre de réaliser les évaluations ex vivo (évaluations histologiques, dosage de produit...). Pour les études d’efficacité de traitement, les animaux n’ayant pas suivi la totalité de la procédure (estimé à environ 10%, hormis ceux exclus pour cause de points limites) pourront être réutilisés dans d’autres procédures expérimentales compatibles avec l’avis du vétérinaire. Ces animaux sont des animaux qui sont exclus de l'étude en raison d'un défaut anatomique ou physiologique détecté aux examens de baseline au niveau de l'œil avant le début de l’étude. Ces animaux n'auront pas reçu d'induction de la pathologie, ni d'administration de traitement, seulement des examens qui ne sont pas invalidants mais qui potentiellement nécessitent une anesthésie.
Remplacement
A ce jour, aucune méthode alternative ne permet de mimer l’œil dans son environnement et dans sa globalité fonctionnelle. Les lignées cellulaires ou les systèmes alternatifs comme les organoïdes ne permettent d’étudier qu’une partie des mécanismes. En effet, l’œil est composé de différents tissus (vasculaires, rétinien neuronal, vitréen, cornéen, humeur aqueuse ...) de physiologie différente et soumis aux variations environnementales, aux interactions des tissus et organes voisins. Les études in vivo permettent d’observer les réponses physiologiques d’un traitement dans un organisme vivant en tenant compte des pharmaco cinétiques, des métabolites générés. Compte tenu de la complexité de l’organe nous aurons donc recourt à des animaux.
Réduction
Le nombre maximum d’animaux prévu pour ce projet a été déterminé en fonction de la distribution théorique rencontrée dans les données bibliographiques et tient compte des variations du métabolisme, de la robustesse des mesures et de notre expérience. Ce nombre limité doit nous permettre de conclure sur l’efficacité ou non d’un traitement. L'effet d'un traitement sera évalué à l'aide des tests statistiques paramétriques ou non paramétriques suivant la distribution des données, avec possibilité d'effectuer des comparaisons multiples, chaque groupe traité sera comparé à celui du groupe témoin. Un calcul de l’effectif grâce à un test, sera réalisé avant chaque étape afin d’ajuster et de revoir à la baisse si possible le nombre d’animaux à inclure dans les procédures. Des évaluations non invasives de la pathologie sont utilisées tout au long de l'étude pour éviter la mise à mort de l'animal.
Raffinement
Un suivi quotidien des animaux sera effectué afin de minimiser au maximum l’impact des procédures sur leur bien-être. Les animaux seront hébergés en groupe, avec différents enrichissements adaptés à l'espèce. Les examens choisis pour évaluer les signes cliniques de la maladie sont non invasifs et semblables à ceux pratiqués chez l'homme en cabinet d'ophtalmologie ou chez l’animal en clinique vétérinaire. Afin de réduire le stress de l'animal lors d'examens nécessitant l'immobilisation de l'animal, une administration d'anesthésique sera réalisée. Lors des anesthésies des substituts de larmes sont régulièrement instillés sur les cornées pour éviter le dessèchement, un dispositif est prévu pour éviter l’hypothermie (enceinte chauffante, coussin, ou lampe). Des points limites adaptés, suffisamment prédictifs et précoces permettent de limiter une éventuelle douleur à son minimum.
Choix des espèces
Les espèces animales choisies ont une physiologie, une anatomie et un métabolisme largement décrits dans la bibliographie scientifique. L’extrapolation à l’homme des effets sur l’œil en est d’autant plus facilitée. De plus, les modèles expérimentaux concernant cette pathologie sont largement utilisés et décrits sur ces espèces dont les publications de référence sur laquelle le projet est basé. Pour ce projet, des souris et des rats ont été retenus pour tenir compte des particularités anatomiques et physiologiques de chaque espèce afin d’augmenter les chances de mener ce projet à terme. Le choix de l’espèce se fera en fonction des caractéristiques des produits à administrer. Les animaux seront de jeunes adultes à leur arrivée dans notre animalerie, âgés de minimum 5 semaines, conformément aux publications de référence qui servent de base à ce modèle. Ils entrent en étude après une période d’acclimatation d'un minimum de 5 jours.
Approche de thérapie cellulaire dans un modèle murin de l’ataxie de Friedreich
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Évaluer une thérapie cellulaire contre l'ataxie de Friedreich conduit à utiliser 311 souris, 215 dans des procédures d'un niveau de souffrance léger et 96 d'un niveau modéré, toutes tuées à l'issue pour des analyses histologiques et biochimiques. Une partie reçoit un implant sous la peau du dos ou sous la dure-mère, près du cerveau, au cours d'une chirurgie sous anesthésie générale, puis passe deux tests moteurs par semaine pendant quatorze semaines et jusqu'à trois électromyogrammes sous anesthésie. Le porteur décrit un phénotype qui commence par des difficultés motrices à 6,5 semaines, évolue vers une paralysie dès 14 semaines, gêne l'accès à la mangeoire et au biberon, et se termine par des crises d'épilepsie autour de 22 semaines. Une partie des souris sera maintenue en vie le plus longtemps possible, avec tests moteurs et électromyogrammes mensuels pendant douze mois de plus, pour mesurer combien de temps elles survivent.
Objectifs
L’ataxie de Friedreich est une maladie génétique rare (prévalence de 1 cas sur 20000 à 50000) qui affecte le système nerveux et les muscles. Elle est causée par une mutation d’un gène spécifique responsable de la production d’une protéine essentielle pour une bonne utilisation du Fer à l’intérieur des cellules. Cette déficience entraîne des lésions progressives dans le cerveau, la moelle épinière et le cœur, provoquant des troubles moteurs, une perte d’équilibre, des difficultés à parler et, dans certains cas, des complications cardiaques graves. Diagnostiquée souvent dans l’enfance, cette maladie est dégénérative et n’a actuellement pas de traitement curatif. Le développement de thérapies est crucial pour améliorer la qualité de vie des patients et de leurs proches. Cela inclut des approches innovantes pour corriger les déficits de la protéine en restaurant sa production. En investissant dans la recherche, il est possible d’espérer ralentir la progression de l’ataxie de Friedreich, voire de trouver un remède à long terme. L’objectif du projet sera d’évaluer l’effet thérapeutique d’un nouveau traitement innovant dans un modèle souris pour lutter contre l’ataxie de Friedreich.
Bénéfices attendus
Actuellement, l’ataxie de Friedreich est une pathologie incurable, le traitement n'est que symptomatique et repose sur une prise en charge multidisciplinaire. Ce projet pourrait permettre d’établir les bienfaits thérapeutiques d’une approche thérapeutique innovante pour l’ataxie de Friedreich afin de proposer une nouvelle piste de traitement chez l’Homme. A long terme ce projet pourrait donc amener à identifier une nouvelle thérapie pour les patients et donc améliorer leur prise en charge pour cette pathologie actuellement incurable.
Procédures
Dans le cadre de l’élevage, pour connaitre le patrimoine génétique de nos animaux, nous réaliserons un prélèvement de l’extrémité de la queue de tous les animaux produits (une fois, sur animal vigile, durée inférieure à 1 minute). Dans le cadre de l’évaluation de notre thérapie, une partie des animaux recevra un implant sous cutané (niveau dorsal, une fois, durée inférieure à 10 minutes) ou sous dural (zone proche du cerveau, une fois, durée inférieure à 10 minutes) d’une thérapie cellulaire au cours d’une procédure chirurgicale sous anesthésie générale et analgésie adaptée. Tous les animaux ayant reçu les thérapies (et leurs contrôles) auront deux tests comportementaux pour évaluer leur motricité, 1 fois par semaine pendant 14 semaines maximum (animaux vigile, durée 2 minutes maximum pour le premier test et 30 secondes maximum pour le deuxième). Ils auront trois examens maximum pour évaluer le fonctionnement des nerfs et des muscles (électromyogrammes, EMG) afin d’identifier l’origine de leurs difficultés motrices, avec 2 semaines minimum d’intervalle entre chaque examen (animal sous anesthésie générale, durée inférieure à 10 minutes par EMG). Nous étudierons la durée de vie d’une partie des animaux ayant reçu ou non les thérapies, pour ces animaux-là les tests comportementaux seront poursuivis après les 14 semaines, à raison d’une fois par mois pendant 12 mois supplémentaires au maximum. Les tests EMG seront également poursuivis à raison d’une fois par mois pendant 12 mois maximum. Tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
L’animal ressentira une légère et brève douleur au moment du prélèvement de l’extrémité de la queue pour connaitre son patrimoine génétique. Lors des injections l’animal pourra ressentir une légère douleur et un inconfort liés à la piqure de l’aiguille. La chirurgie pour la mise en place de l’implant sera associée à un risque de douleurs post-opératoires durant quelques jours maximum. La chirurgie et les enregistrements pour évaluer le fonctionnement des nerfs et des muscles seront faits sous anesthésie générale qui sera associée à un risque de sécheresse oculaire, une hypothermie et un risque rare de détresse cardio-respiratoire. Les animaux ressentiront un léger stress lors de l’induction des anesthésies générales. L’animal ressentira une légère douleur et un inconfort lors de la mise en place de l’électrode pour les enregistrements pour évaluer le fonctionnement des nerfs et des muscles, puis lors de la stimulation nerveuse de très courte durée. L’animal ressentira un stress faible lors des contentions et manipulations nécessaires tout au long de nos expériences et lors des tests comportements en raison du changement d’environnement. Une partie des animaux développeront un phénotype dommageable se caractérisant par des difficultés motrices à partir de l’âge de 6,5 semaines et une paralysie dès 14 semaines. L’animal pourra donc avoir du mal à se déplacer et à atteindre la mangeoire et le biberon, entrainant dans ce cas une perte de poids. Ces animaux ont une durée de vie réduite (22 semaines environ) à cause de crises d’épilepsie.
Devenir
Tous les animaux impliqués dans l‘évaluation thérapeutique seront euthanasiés, car les prélèvements et analyses (histologique et biochimique) sont nécessaires en post-mortem pour répondre à notre objectif scientifique. Les animaux non porteurs du patrimoine génétique d’intérêt et les animaux reproducteurs seront euthanasiés car ils ne pourront pas être réutilisés ou replacés en raison de leurs modifications génétiques spécifiques.
Remplacement
Des études préalables in vitro nous permettront de ne sélectionner que les approches thérapeutiques les plus prometteuses. Cependant, à l’heure actuelle il n’existe pas de modèle In vitro ou de système cellulaire pour étudier la biodistribution et l’expression de thérapie cellulaire dans l’ensemble de l’organisme. Cet organisme doit être comparable à la complexité́ que l’on retrouve chez l’Homme. Choisir la souris et notamment un modèle murin de la pathologie permet de collecter des données cruciales avant de passer chez le gros animal puis l’Homme pour application clinique.
Réduction
Nous limitons au maximum le nombre d’animaux par groupe de façon à obtenir des résultats fiables. Compte tenu de la littérature et des effets attendus, un test de puissance statistique a été utilisé pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaires. De ce fait un nombre de 10 souris par groupe a été défini pour l’évaluation thérapeutique de notre approche et 12 souris par groupe pour étudier l’impact de cette approche sur la durée de vie des animaux. Les résultats obtenus seront analysés avec les tests statistiques adaptés. Les effectifs définis permettront d’avoir une analyse statistique fiable. Un nombre total maximal de 311 souris sera produit au cours de ce projet pour nous permettre d’évaluer l’effet thérapeutique de nos approches. Nous piloterons notre élevage de manière raisonnée afin de ne produire que le nombre strictement nécessaire d’animaux.
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, les procédures sont mises en œuvre afin de permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal en limitant au maximum la douleur et le stress. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation. En cours de procédure une attention particulière est donnée à nos animaux afin de garantir leur bien-être grâce à une observation quotidienne par l’équipe de zootechnie et régulière par notre équipe. Des points limites sont définis et seront respectés pour éviter toute souffrance animale. Le prélèvement pour connaitre le patrimoine génétique des animaux est réalisé sur de jeunes animaux (moins de sensibilité à la douleur et cicatrisation rapide) et de la plus petite taille possible. C’est un geste rapide et maitrisé qui est réalisé dans un endroit calme par des personnes compétentes. Nous sommes en cours de raffinement de cette technique pour la remplacer par l’utilisation de prélèvements de poils. Si nous pouvons valider la procédure de génotypage sur poil, elle sera réalisée (geste moins invasif). Les chirurgicales se feront sous anesthésie générale et analgésie adaptée. Les enregistrements pour évaluer le fonctionnement des nerfs et des muscles se feront sous anesthésie générale permettant de réduire le stress pour l’animal. Lors des différentes anesthésies nous maintiendrons la température de l'animal en le plaçant sur un tapis chauffant thermorégulé et en assurant son réveil dans une chambre de réveil chauffée. Un gel ophtalmique sera appliqué au niveau des yeux pour prévenir tout inconfort. Un suivi rapproché est effectué au réveil et dans les jours suivants les injections ou implantations. Pour l'euthanasie médicamenteuse nous réaliserons une pré-sédation des animaux afin de faciliter l'injection de l'euthanasiant. Pour la prise en charge du phénotype dommageable, nous assurerons un suivi des animaux et leur mettrons à disposition un soutien alimentaire directement dans leur cage dès l’apparition de signes moteurs ou en cas de perte de poids.
Choix des espèces
La souris est un très bon organisme modèle pour reproduire les pathologies observées chez l’Homme. Notre bonne connaissance de sa génétique et les outils disponibles pour les modifications génétiques en font un modèle animal de choix pour répondre à de nombreuses questions scientifiques. Nous utiliserons pour ce projet un modèle de souris qui reproduit les signes cliniques présents chez l’Homme atteint d’ataxie de Friedreich. Ceci nous permettra d’évaluer l’effet thérapeutique de notre approche. Les animaux seront prélevés pour connaitre leur patrimoine génétique à l’âge de 7 à 10jours. Cela permet de bénéficier d’une cicatrisation rapide sur ces très jeunes animaux mais également de connaitre leur modification génétique avant leur sevrage et leur entrée en procédure prévue dès 3,5 semaines. Les souris sont utilisées entre 3.5 et 16.5 semaines pour l’étude thérapeutique qui correspond à la fenêtre d’âge des souris présentant un phénotype modèle de la maladie étudiée. Ces stades nous permettront de suivre l’apparition et l’évolution des symptômes pathologiques chez ces animaux, et donc d’évaluer l’effet des thérapies sur ces symptômes. Une partie des animaux sera gardée en vie le plus longtemps possible (jusqu’à l’atteinte de critères définis) afin d’évaluer leur durée de vie après avoir reçu nos thérapies.
Entretien et génotypage invasif de lignées de souris avec cardiomyopathie dilatée et atteinte musculaire
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système musculosquelettique
Porteuses d'une mutation qui provoque une cardiomyopathie dilatée, ces souris développent une atteinte cardiaque vers neuf mois, avec une mobilité réduite, une douleur et une mort prématurée autour d'un an. 534 d'entre elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, l'acte déclaré se limitant à une biopsie de queue prélevée en quelques secondes sur des souriceaux de 7 à 14 jours. Le porteur indique limiter volontairement leur utilisation à six mois, soit avant l'apparition du phénotype pour lequel la lignée est entretenue. La grande majorité des hétérozygotes partira vers d'autres projets d'expérimentation, certains encore en cours d'écriture, et les animaux sans le génotype recherché comme les anciens reproducteurs seront tués.
Objectifs
Nous cherchons à mieux comprendre les mécanismes conduisant au développement d'une famille de maladies rares présentant une atteinte cardiaque (cardiomyopathie dilatée) associée ou non à des atteintes musculaires (prévalence estimée à environ 9 sur 100.000). Des souris à phénotype dommageable sont nécessaires pour réaliser des projets de recherche. Chez ces souris, à l'état hétérozygote, la mutation du gène impliqué dans la pathologie entraine une cardiomyopathie dilatée ; tandis qu'à l'état homozygote, les souris développent une cardiomyopathie dilatée précoce associée à une atteinte musculaire. Une biopsie sera nécessaire afin de génotyper les animaux. L’objectif est donc l'entretien de la lignée afin de générer les lots de souris du bon génotype indispensables pour mener à bien les projets de recherche. Cette lignée est essentielle pour comprendre les mécanismes pathologiques conduisant au développement de la maladie (cardiomyopathie associée ou non à une atteinte musculaire) et pour pouvoir mettre au point des stratégies thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Les souris générées dans ce projet permettront de réaliser des projets d’étude centrés sur les mécanismes physiopathologiques dans les dystrophies musculaires et cardiomyopathies liées aux mutations d'un gène impliqué dans une famille de maladies rares affectant le coeur et les muscles, et permettront ainsi de proposer des nouvelles stratégies thérapeutiques. La cardiomyopathie liée à ce gène est la plus agressive des cardiomyopathies pour laquelle il n'existe aucune alternative thérapeutique à l'heure actuelle en dehors de la transplantation cardiaque.
Procédures
Un génotypage est nécessaire. Celui-ci sera effectué à partir d’une petite biopsie caudale réalisée sur un animal juvénile et vigil. Ce prélèvement aura lieu une seule fois au cours de la vie de l'animal et dure quelques secondes.
Impact sur les animaux
Les prélèvements pour le génotypage (biopsie) pourront induire une douleur légère et de courte durée chez l'animal. Il peut également avoir un risque minime d'infection au site de prélèvement. La manipulation des animaux pourra engendrer un stress. Les souris hétérozygotes développent un phénotype cardique vers l'âge de 9 mois, pouvant induire une mobilité réduite et une douleur conduisant à une mort prématurée autour de l'âge de 1 an. Dans ce cadre, notre utilisation de ces souris est limitée à 6 mois afin de se placer avant la survenue du phénotype dommageable.
Devenir
La grande majorité des animaux hétérozygotes sera transférée pour expérimentation et affectée à d’autres demandes d’expérimentation animale (utilisation continue). Plusieurs projets sont en cours d’écriture pour soumission au comité d’éthique et d’autres encore le seront dans l’avenir. Les animaux qui n'ont pas le génotype d'intérêt pour les projets de recherche et les anciens reproducteurs seront euthanasiés.
Remplacement
Il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires et moléculaires participant au développement d'une atteinte cardiaque, musculaire et adipeux, organes qui communiquent entre eux. Un modèle animal est donc nécessaire pour étudier tous ces aspects.
Réduction
534 animaux seront utilisés dans ce projet. Les protocoles expérimentaux des projets seront rigoureusement élaborés et réfléchis en avance pour que les expériences soient interprétables et pour éviter de les répéter. Afin de réduire le nombre d'animaux générés dans cet élevage, nous contrôlons le nombre de couples afin de ne pas générer d'excédent de stock en fonction des projets en cours autorisés (si nos besoins sont en baisse, nous pourrions être amené à réduire le nombre d'accouplements, à procéder à de la cryopréservation). Dans le cadre de ce projet d'élevage, il n'y a pas de tests statistiques ou de calcul de puissance mais cela sera systématiquement appliqué dans le cadre de l'utilisation continue des animaux au sein des projets de recherche qui découlent de ces élevages.
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation avec un cycle jour nuit automatique : les animaux sont hébergés avec leurs congénères en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec un des enrichissements ci-après : carré de lanière kraft, carré de coton, bâtonnet en bois, rouleau en carton ou maisonnette. Les conditions de températures et d’hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Les animaux sont vérifiés quotidiennement. La technique utilisée pour la réalisation des biopsies est la biopsie caudale, technique recommandée par les différents comités nationaux. Les biopsies sont réalisées avec du matériel propre et désinfecté, une compression avec de l'essuie tout propre est effectué pour stopper le micro-saignement. Les souriceaux sont sur surveillance jusqu'à ce que leur mère les reprenne en charge dans le nid. Un soin particulier sera apporté aux animaux commençant à développer la maladie pour leur faciliter l’accès à la nourriture et à l’eau. Ainsi des croquettes ou de la bouillie pourront être placés directement dans la cage, ainsi que de l’hydrogel en cas de besoin. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés.
Choix des espèces
Le modèle le plus commun utilisé dans les études précliniques dans le domaine musculaire et cardiaque est la souris. Des animaux modèles de la maladie sont indispensables pour étudier le muscle/coeur in vivo dans un système pathologique. Les animaux sont utilisés à partir de 7 jours pour les biopsies et jusqu'à 6 mois de vie pour les reproducteurs. Afin de limiter au maximum la manipulation des animaux, le prélèvement pour génotypage est réalisée en même temps que l'identification individuelle, soit sur des souriceaux âgés de 7 à 14 jours de vie. Nous limitons volontairement l'utilisation des animaux jusqu'à 6 mois de vie, nous plaçant ainsi plusieurs mois avant le développement du phénotype dommageable survenant vers 9 mois de vie.
Evaluation de la capacité de l’hespéridine à moduler les fonctions biologiques des vésicules extracellulaires après un repas
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Cinq prises de sang de six gouttes, une par heure, puis six autres prélèvements et une injection intraveineuse tous les quatre jours pendant deux semaines : 368 rats sont soumis à des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, et tous tués pour prélever leur sang, leur aorte et leur cœur. La question posée porte sur les vésicules extracellulaires libérées après un repas et sur la capacité d'un polyphénol, l'hespéridine, à en modifier la quantité et le contenu. Le porteur reconnaît que les ponctions répétées de la queue peuvent laisser des bleus et une irritation, et qu'une manipulation excessive de cette queue perturbe la régulation de la température de l'animal. Le choix de rats de 8 à 12 semaines est présenté comme un geste éthique, l'argument étant que des individus physiologiquement stables réduisent la variabilité et donc le nombre d'animaux non-humains à utiliser.
Objectifs
Le stress nutritionnel après le repas est connu pour être à l’origine d’altérations transitoires dans le fonctionnement normal du métabolisme, mais que répétées dans le temps, sont associées au développement des maladies métaboliques et cardiovasculaires. D’autre part, il est connu que des petites vésicules libérées par toutes les cellules de l’organisme peuvent se retrouver dans le sang et sont impliquées dans le bon fonctionnement du corps. De plus, une augmentation du taux circulant de ces vésicules est associée avec l’apparition de maladies métaboliques et cardiovasculaires. Cependant, l’effet des vésicules produites après un repas sur les fonctions cardiovasculaires est peu connu. Des approches nutritionnelles à base d’aliments végétaux riches en composés naturels appelés polyphénols, connus pour leurs bienfaits sur la santé, se sont avérées capables de réduire l’élévation du taux de ces vésicules extracellulaires lors de désordres cardio-métaboliques. Toutefois, l’impact quotidien de notre alimentation et de ces constituants végétaux sur la libération des vésicules extracellulaires après un repas et leurs activités biologiques n’est pas connu. Ce projet fait l’hypothèse selon laquelle les polyphénols apportés par la composante végétale de notre alimentation peuvent impacter favorablement la biologie des vésicules extracellulaires après un repas notamment en réponse à un stress nutritionnel. Pour répondre à cela, le premier objectif est de caractériser de façon fine les vésicules extracellulaires libérées (origine cellulaire et contenu) à la suite d’un stress après un repas et de déterminer les constituants permettant d’identifier spécifiquement les vésicules extracellulaires post-repas. Le projet a également pour but de déterminer le rôle biologique des vésicules extracellulaires post-repas, notamment sur certaines fonctions cardio-métaboliques. À partir des connaissances ainsi générées, nous pourrons évaluer la capacité de certains polyphénols à moduler la libération, le contenu et les fonctions biologiques des vésicules extracellulaires produites après un repas.
Bénéfices attendus
La réalisation de ce projet est un prérequis à la compréhension du rôle des vésicules extracellulaires post-repas dans les effets de notre alimentation, et tout particulièrement de la composante en polyphénols des produits végétaux, sur notre physiologie et notre santé. Dans son ensemble, le projet permettra d’apporter un éclairage nouveau sur la réponse post-repas et son rôle primordial dans la mise en place des désordres cardiométaboliques.
Procédures
- Gavage (1 fois/animal, < 1 minute), - Prélèvement de sang pour doser les vésicules extracellulaires (5 prélèvements de 6 gouttes de sang par animal, 1 prélèvement/heure, durée de chaque prélèvement < 1 minute). - Supplémentation de la nourriture avec de l’hespéridine (durée acte : 4 semaines), - Injection intraveineuse (1 injection tous les 4 jours pendant 2 semaines, durée de chaque injection < 5 minutes), - Prélèvement de sang pour étude métabolique (6 prélèvements d’une goutte de sang par animal, durée de chaque prélèvement < 1 minute).
Impact sur les animaux
1. Gavage : Les animaux peuvent ressentir une gêne passagère lorsqu’un petit tube est introduit dans leur gorge pour administrer une substance. Cette procédure peut être un peu stressante, car elle nécessite de tenir l’animal immobile pendant un court moment. Si elle n’est pas faite correctement, elle pourrait provoquer de petites irritations internes. 2. Injections dans la queue : Les injections dans une veine de la queue peuvent provoquer une légère douleur au moment de la piqûre. Si plusieurs tentatives sont nécessaires, cela peut être un peu plus désagréable pour l’animal et entraîner une légère irritation ou un petit bleu. Dans certains cas, l’animal peut lécher ou mordiller la zone concernée. 3. Prises de sang dans la queue : Comme pour les injections, cette procédure nécessite de maintenir l’animal immobile, ce qui peut être stressant. La piqûre peut provoquer un léger inconfort, et des bleus ou une irritation peuvent apparaître si les prélèvements sont répétés trop souvent. Une manipulation excessive de la queue peut aussi perturber la régulation naturelle de la température chez l’animal.
Devenir
A la fin du protocole, des prélèvements de tissus (sang, aorte, cœur) seront effectués sur les animaux euthanasiés afin d’analyser les effets cardiovasculaires et métaboliques de l’étude.
Remplacement
Il n’existe pas actuellement d’autres méthodes permettant d’obtenir les mêmes informations sans utiliser d’animaux vivants. Pour comprendre comment le stress après un repas agit sur l’organisme, et comment certains composés comme les polyphénols peuvent influencer la circulation de petites particules appelées vésicules extracellulaires, il est nécessaire d’observer ces réactions directement dans un organisme vivant. Cela permet d’étudier des phénomènes complexes qui ne peuvent pas être reproduits en laboratoire autrement.
Réduction
Nous avons réduit le nombre d’animaux à celui requis pour obtenir une validation statistique des résultats en utilisant des données préliminaires de notre laboratoire pour une procédure similaire de gavage chez le rat. Le nombre d’animaux à inclure dans chaque groupe expérimental a été déterminé à l’aide d’un logiciel statistique pour déterminer le minimum numéro d’animaux nécessaire pour assurer la validité des résultats obtenues.
Raffinement
Pour favoriser la socialisation des animaux, nous placerons au maximum trois animaux par cage. Nous avons raffiné nos approches afin de minimiser la détresse imposée aux animaux, qui seront hébergés dans un environnement enrichi répondant à leurs besoins physiques et comportementaux. Dans la cage, les animaux auront à leur disposition des tubes en plastique opaque pour se cacher, grimper et faciliter leur accès à la nourriture. L’état de santé des animaux sera évalué régulièrement par l’expérimentateur (au moins une fois par semaine) pendant toute la durée du protocole, en observant leur comportement. Si une douleur est anticipée ou si les animaux présentent des signes pouvant suggérer du stress ou de la douleur après une manipulation, une grille de scoring spécifique avec des seuils prédéfinis sera appliquée. Le cas échéant, des médicaments appropriés (anesthésiques ou analgésiques) seront administrés, conformément aux recommandations vétérinaires et aux bonnes pratiques en expérimentation animale. Le suivi de ces animaux sera alors effectué quotidiennement dès l’apparition de ces signes. Si l’animal se rétablit, le suivi régulier sera repris jusqu’à la fin de la procédure. En revanche, si son état se détériore, le seuil limite sera appliqué et une euthanasie sera réalisée.
Choix des espèces
Le choix de l'espèce est basé sur notre connaissance de ce modèle, ainsi que sur la disponibilité de données dans la littérature associées à un stress après un repas de courte durée. Les rats âgés de 8 à 12 semaines sont dans une phase de développement adulte jeune, ce qui les rend physiologiquement plus stables et donc plus fiables pour les expériences. À cet âge, ils ont dépassé les changements hormonaux liés à la puberté et ne sont pas encore affectés par les effets du vieillissement, ce qui permet d'obtenir des résultats plus cohérents et précis. D'un point de vue éthique, cette tranche d'âge respecte les principes de la science responsable. En effet, les rats à ce stade sont plus stables physiologiquement, ce qui permet de réduire les variations entre les individus et de mieux contrôler les expériences. Cela permet aussi de réduire le nombre d'animaux nécessaires tout en obtenant des résultats fiables. Choisir des rats à ce stade évite l'utilisation d'animaux trop jeunes, plus vulnérables, ou trop âgés, susceptibles de présenter davantage de risques. En résumé, l'utilisation de rats adultes jeunes garantit des résultats plus fiables tout en assurant leur bien-être et en réduisant le nombre d'animaux utilisés pour l'expérience.
Prélèvement invasif de tissus pour génotypage de lignées de souris pour l’étude du rôle endothélial de CD146 dans les maladies cardiovasculaires
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Maintenues en vie et versées au fil de l'eau à d'autres projets d'expérimentation de l'établissement, 1 000 souris génétiquement modifiées vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. L'acte déclaré tient en quelques secondes : au sevrage, à quatre semaines, deux millimètres de l'extrémité de la queue sont coupés sur l'animal éveillé, ce qui peut saigner, le saignement étant arrêté par compression au coton. Le porteur écarte toute analgésie, jugeant qu'elle ajouterait un geste invasif et que les animaux biopsiés ne présentent pas une douleur qui la justifie. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit les plaques d'athérosclérose et conclut qu'il est "nécessaire" d'utiliser des animaux génétiquement altérés.
Objectifs
Ce projet consiste à effectuer des biopses de queues sur les souris génétiquement modifiées qui ont intégrées dans tous nos projets scientifiques en cours et à venir (ayant déjà des autorisations de projet ou en cours) dans le but de génotyper nos lignées. La nouvelle réglementation exige désormais une autorisation pour ces prélèvements invasifs en vue de génotypage. Nos projets en cours concernant la compréhension du rôle d'une molécule d'adhésion dans les maladies cardiovasculaires. Cette molécule est exprimée par différents types cellulaires et nous souhaitons préciser son rôle lorsqu'elle n'est exprimé que par les cellules endothéliales. Nous utilisersons donc des modèles expérimentaux délétés pour cette molécule uniquement au niveau de l'endothélium.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de fournir des animaux aux génotypes d’intérêt pour nos projets scientifiques ainsi que leur génotypage et le contrôle qualité de nos lignées murines.Les animaux utilisés dans ce projet permettront d'apporter de nouvelles données dans la compréhension du rôle d'une molécule d'adhéson dans les maladies cardiovasculaires.
Procédures
Au moment du sevrage des souris, un seul prélèvement de tissu sera réalisé (2 mm) au niveau de l'extrémité de la queue pour le génotypage. Cette intervention se fera sur animal vigile et ne durera quelques secondes.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont liées à la biopsie pour le génotypage qui nécessite de couper l'extrémité de la queue au moment du sevrage à 4 semaines, donc éventuellement un saignement. Le fait de manipuler l'animal par contention engendre également un stress chez ce dernier.
Devenir
Animaux maintenus en vie, utilisation continue dans des DAP d'expérimentation.
Remplacement
Les animaux de ce projet ne peuvent pas être remplacés. Il n'existe pas de modèles in vitro mimant les plaques d'athérosclérose et suceptibles d'apporter le même niveau d'information sur le rôle d'une molécule d'adhésion dans la progression des maladies cardiovasculaires. Il est donc nécessaire d'utiliser des animaux génétiquement altérès afin d'envisager des approches thérapeutiques transposables à l'homme. Ici, il s'agit de produire des animaux avec un phénotype d'intérêt pour nos projets en cours.
Réduction
Nous appliquerons la stratégie de réduction, à savoir 1/ l'utilisation dès que possible de schémas d'accouplements ne nécessitant pas ou peu de génotypage, 2/ des schémas d’accouplement optimisés pour produire un maximum d’animaux « utiles » (lignées avec plusieurs modifications génétiques), 4/ le développement en parallèle des méthodes de génotypage sous le seuil telles que la biopsie de poils . Au total, dans ce projet, nous génotyperons tous les animaux nécessaires aux expérimentations, à savoir un nombre de 1000 souris qui résulte du nombre de souris nécessaire en lien avec nos besoins expérimentaux pour atteindre la puisance statistique nécessaire minimale.
Raffinement
Concernant le prélèvement invasif, il s'agit d'une méthode éprouvée, précise, rapide et standarisée, ce qui limite les effets indésirables liés au stress et à la douleur,cela peut éventuellement entraîner un saignement et une douleur, saignement qui sera arrêté par compression à l'aide d'un coton. Egalement, l'analgésie systématique n'est pas pertinente (elle se ferait par injection, ce qui ajoute un geste invasif alors que les animaux biopsiés ne presentent pas une douleur justifiant cette dernière).
Choix des espèces
Les études faites au sein de notre animalerie nécessitent l’utilisation de souris génétiquement modifiées. Ici, il s'agit de produire des animaux avec un phénotype d'intérêt pour nos projets en cours. Afin de pouvoir définir le phénotype des souris, un génotypage est nécessaire. Les animaux seront prélevés à l’âges de 20 jours, cet âge permet de pouvoir génotyper les animaux avant la date de sevrage et donc de pouvoir répartir les animaux dans les cages d’hébergement par génotype au moment du sevrage.
Développement de nouveaux vaccins muqueux contre les infections à pneumocoque
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
9 600 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 1 728 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère et 3 072 en souffrance modérée. Elles sont vaccinées deux fois par voie nasale sous anesthésie gazeuse, puis reçoivent le pneumocoque dans les narines, ce qui provoque chez une partie d'entre elles une colonisation du nez ou une pneumonie avec perte de poids et altération de l'état général. L'objet est de mettre au point un vaccin nasal couvrant davantage de sérotypes que les vaccins actuels, qui n'en protègent qu'environ 20 %. Les souris qui survivent à l'infection sont tuées comme les autres, aucun animal infecté ne pouvant être adopté ni réutilisé, et un score clinique quotidien déclenche la mise à mort avant les signes les plus sévères.
Objectifs
La bactérie Streptococcus pneumoniae (pneumocoque), pour laquelle plus de 100 sérotypes ont été décrits, est la cause principale d’infection du tractus respiratoire supérieur et inférieur, et constitue un problème de santé publique majeur dans le monde. Les enfants de moins de 5 ans, les personnes âgées de plus de 65 ans et les individus avec un système immunitaire affaibli sont principalement affectés, et la sévérité de la maladie est exarcerbée chez les patients co-infectés par le virus de la grippe. Le pneumocoque colonise naturellement le nasopharynx, le plus souvent de manière asymptomatique (portage asymptomatique) ; les bactéries peuvent atteindre les poumons par aspiration des sécrétions nasopharyngées et induire une pneumonie (infection pulmonaire) qui peut évoluer vers une maladie invasive lorsque les bactéries pénètrent dans les vaisseaux sanguins des poumons et atteignent la circulation générale. Les vaccins commercialisés à l’heure actuelle protègent contre environ 20% des sérotypes du pneumocoque. Le développement de nouveaux vaccins capables d’induire une réponse immunitaire spécifique d’un motif bactérien conservé, partagé par les différents sérotypes, permettrait donc d’élargir la protection vis-à-vis d’autres sérotypes. D’autre part, les vaccins actuels, administrés par injection intramusculaire, préviennent l'apparition ou réduisent les symptômes d'une infection invasive mais présentent une capacité limitée à stimuler une immunité des muqueuses et à protéger contre la colonisation nasale ou la pneumonie. Afin de prévenir l'infection bactérienne pulmonaire et la transmission de la bactérie, l’utilisation de vaccins muqueux administrés par voie nasale, capables d’induire une réponse immunitaire au niveau du nasopharynx et des poumons, représente donc une approche d’intérêt. Le projet comporte les objectifs suivants : (1) Identifier des éléments conservés de S. pneumoniae nécessaires à la colonisation nasale (portage asymptomatique) et/ou à l’invasion pulmonaire et capables de stimuler une réponse immunitaire protectrice, (2) Développer des formulations innovantes pour les vaccins muqueux (à administration nasale), (3) Réaliser l’évaluation préclinique de l’efficacité et du mécanisme d’action de vaccins muqueux
Bénéfices attendus
Le résultat majeur du projet sera d'identifier de nouveaux vaccins candidats capables d’inhiber un stade de portage asymptomatique ou l’invasion pulmonaire, indépendamment du sérotype du pneumocoque. Il permettra d’autre part une caractérisation approfondie des mécanismes de l’immunité induite par la vaccination et l’infection au niveau du nasopharynx et au niveau pulmonaire. Ceci contribuera au développement d’outils applicables à long terme au développement d’autres vaccins à administration nasale, y compris dans d’autres contextes infectieux. Le développement de vaccins avec une efficacité accrue contre l’infection et la transmission présente un bénéfice pour la santé des populations au niveau mondial (impact sociétal) et un bénéfice économique lié à la prévention des infections à S. pneumoniae.
Procédures
Les souris seront vaccinées deux fois à 2 ou 3 semaines d’intervalle par administration nasale sous anesthésie gazeuse. Dans ce but, le vaccin anti-pneumocoque sous une forme liquide est déposé dans narines. Une solution saline est utilisée comme contôle négatif de vaccination. Pour comprendre le mécanisme d’action du vaccin et consolider l’innocuité du vaccin, les réponses en anticorps et cellulaire sont analysées. Dans certaines expériences, afin de caractériser le mécanisme d’action des vaccins, les souris recevront par injection des molécules qui modulent la réponse du système immunitaire. Pour étudier l’efficacité des vaccins, les animaux vaccinés recevront le pneumocoque 2 à 3 semaines après l’administration de rappel. La capacité des vaccins à diminuer la colonisation asymptomatique du nez, et ainsi la transmission entre individus, sera évaluée. L’efficacité des vaccins sera également testée contre une infection pulmonaire à pneumocoque. La colonisation et l’infection pulmonaire se font par administration nasale sous anesthésie par injection.
Impact sur les animaux
De façon similaire à une injection chez l’homme, les injections chez l’animal peuvent causer une douleur minime liée à la piqûre. Une aiguille la plus fine possible appropriée pour le type d’injection sera utilisée, et un nombre minimum d’administrations sera réalisé afin d’atteindre les objectifs scientifiques. Dans le cas des expériences comprenant une étape d’infection pulmonaire avec le pneumocoque, la majorité des analyses seront effectuées à des temps précoces, avant la survenue d’effets indésirables dûs à l’infection. Néanmoins, à des temps plus tardifs, les bactéries peuvent provoquer une infection respiratoire chez la souris qui peut se traduire par une perte de poids et/ou une altération de l’état général. Notre projet consiste à vacciner les animaux pour prévenir la survenue d’une infection pulmonaire et on s'attend donc à une amélioration de l’état général des animaux vaccinés en comparaison à des animaux non traités. Des critères d’arrêts de l’étude, évalués grâce à un score clinique, ont été définis afin de contrôler le bien-être des animaux. Ainsi, la mesure du poids de l’animal et l’inspection des signes physiques (pelage, respiration) et du comportement (mobilité) seront effectués de façon quotidienne, afin de détecter le plus précocément possible l’apparition de signes de souffrance. Les expérimentateurs sont formés à ces observations et procèdent à l’euthanasie des animaux si ces paramètres sont significativement détériorés, quel que soit le groupe expérimental.
Devenir
L’ensemble des animaux seront euthanasiés. Ainsi, les animaux seront euthanasiés afin d’analyser la réponse immunitaire dans différents tissus et/ou de déterminer le nombre de bactéries dans le nez, les poumons et la rate. Dans le cadre des expériences incluant une étape d’infection avec le pneumocoque, les animaux développant des signes sévères d’infections seront euthanasiés et ceux qui survivent à l’infection seront euthanasiés car ils ne peuvent être replacés ou adoptés (animaux infectés). La réutilisation de ces animaux n’est pas envisageable car la procédure réalisée peut altérer les résultats d’une étude ultérieure.
Remplacement
Des études in vitro seront développées pour mimer la colonisation nasale par S. pneumoniae et l’interaction des vaccins avec les muqueuses. Néanmoins, à ce jour, la complexité des processus infectieux et immunitaires ne peut pas être intégralement reproduite dans des tests in vitro et l’utilisation de souris sera donc nécessaire pour atteindre les objectifs du projet, dans le respect des stratégies de réduction et de raffinement ci-dessous.
Réduction
(1) Modélisation in vitro : des études sur des cellules isolées d’animaux seront développées afin de mimer la réponse aux vaccins. Une veille bibliographique sera réalisée afin d’identifier d’éventuels nouveaux modèles permettant de mimer la complexité des interactions entre les cellules du système immunitaire, les cellules épithéliales et la bactérie ou les vaccins. (2) L’utilisation de souris génétiquement identiques dans nos expériences permet d’obtenir des résultats expérimentaux plus reproductibles et donc de diminuer le nombre d’animaux utilisés pour avoir des résultats robustes. (3) La taille des groupes d'animaux dans les expériences réalisées est déterminée par des méthodes statistiques afin d’utiliser le strict nécessaire pour répondre à la question scientifique.
Raffinement
Lors de l’euthanasie, de multiples tissus (nasopharynx, poumons, ganglions drainants, rate, sang) seront prélevés sur chaque animal afin de rassembler un maximum de données exploitables pour chaque animal. L’utilisation de techniques de mesures à moyen et haut débit (qui mesurent plusieurs paramètres par échantillon) permettra également d’obtenir des données multiples sur chaque échantillon et de raffiner les analyses.
Choix des espèces
L’activation du système immunitaire et l’inflammation induites lors d’une infection respiratoire reposent sur le recrutement et l’activation de nombreux types cellulaires et sur la production d’une multitude de facteurs solubles. L’induction d’une réponse immunitaire protectrice par les vaccins implique aussi l’activation de multiples types cellulaires et leur interaction dans différents tissus. A ce jour, la complexité de ces processus infectieux et immunitaires ne peut pas être reproduite in vitro. Le modèle murin est le plus pertinent pour analyser l’efficacité et le mécanisme d’action de vaccins à un stade précoce de développement. De nombreux modèles de souris invalidées dans la réponse immunitaire sont disponibles et permettent de comprendre le mode d’action des vaccins. Les outils d’analyse nécesaires à l’évaluation des vaccins sont par ailleurs très développés pour la souris. Pour les souris obtenues auprès de fournisseurs agréés, des animaux adultes âgés de 6 à 10 semaines en début d’expérience seront utilisés. Pour les animaux provenant de l’élevage local, les animaux pourront être âgés de 6 à 20 semaines. A ces âges, le système immunitaire des souris est considéré comme compétent. Enfin, la détermination des doses de bactéries nécessaire à la colonisation nasale ou l’infection pulmonaire a déjà été établi par l’ensemble de la communauté scientifique. Ponctuellement, des tests pourront être réalisés sur des animaux jeunes (3 semaines) ou très âgés (>52 semaines) pour évaluer l'efficacité vaccinale aux âges extrêmes.
Etude des effets cocktail de perturbateurs endocriniens sur la production de Vésicules Extracellulaires (VEs) adipeuses chez la souris
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
Tuées pour que leur tissu adipeux soit prélevé et mis en commun, une seule souris n'en fournissant pas assez, 720 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent neuf gavages hebdomadaires d'une huile contenant un mélange de quatre perturbateurs endocriniens, à faible ou forte dose, une partie d'entre elles suivant en plus un régime riche en graisses pendant toute l'étude. Une partie des souris est obèse par mutation génétique, ce que le porteur relie à des troubles de mobilité, une résistance à l'insuline et une inflammation chronique, en précisant que ces effets "ne provoquent pas de douleur directe". Les vésicules extraites de leur graisse seront ensuite testées sur des cellules en culture et injectées à des larves de poissons zèbres, toute application humaine restant hors du projet.
Objectifs
Les maladies du foie liées à l’accumulation de graisse (appelées MASLD, anciennement NAFLD) sont de plus en plus fréquentes et représentent un véritable problème de santé. Elles commencent par une infiltration excessive de graisse dans les cellules du foie (stéatose), ce qui peut entraîner des complications plus graves comme l’inflammation du foie (MASH), puis évoluer vers de la fibrose, une atteinte sévère du foie (cirrhose) et, dans certains cas, un cancer du foie. Parmi les facteurs qui pourraient aggraver ces maladies, l’exposition prolongée à certaines substances chimiques appelées perturbateurs endocriniens (PEs) est particulièrement inquiétante. Ces substances, présentes dans l’environnement et certains produits du quotidien, pourraient perturber le fonctionnement normal du foie et favoriser la progression de ces maladies. Dans ce projet, nous cherchons à comprendre comment certaines substances chimiques de l’environnement, appelées perturbateurs endocriniens (PEs), pourraient influencer les maladies du foie liées à l’accumulation de graisse. Pour cela, nous allons produire en laboratoire des particules appelées vésicules extracellulaires adipeuses (AdVEs), issues de la graisse de souris ayant été exposées à différents niveaux de PEs. Ces particules pourraient jouer un rôle clé dans l’évolution de ces maladies. Pour cela, nous exposerons des souris de différentes souches (normales, obèses et nourries avec un régime riche en graisses) à des perturbateurs endocriniens. Après leur mise à mort, nous collecterons le tissu adipeux pour produire in vitro les AdVEs. Grâce à ces différents modèles expérimentaux, nous pourrons étudier comment le sexe et l’état métabolique des souris (obésité d’origine génétique ou liée à l’alimentation) influencent la production et la composition des vésicules extracellulaires adipeuses (AdVEs), ouvrant ainsi la voie à une meilleure compréhensions des interactions entre exposition environnementale, adiposité et dysfonctionnements métaboliques.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’évaluer les effets d’une exposition prolongée à un mélange de substances chimiques appelées perturbateurs endocriniens (PEs), à deux niveaux d’exposition différents, dans des situations métaboliques variées. L’objectif est de mieux comprendre l’impact combiné de ces substances, en particulier lorsqu’elles sont associées à de l’obésité. Des études précédentes ont montré que certains de ces polluants, pris individuellement, ont peu d’effet, mais qu’en cocktail, ils peuvent perturber davantage le métabolisme en agissant ensemble. Cette approche aidera à mieux comprendre comment l’environnement influence notre organisme. Enfin, les vésicules extracellulaires issues de la graisse des souris seront utilisées pour étudier leurs effets soit sur des cellules en laboratoire, soit après injection dans des larves de poissons-zèbres. Ces modèles complémentaires permettront d’avoir une vision plus large des conséquences de ces substances dans un contexte pathologique particulier.
Procédures
Une partie des souris sera soumise à un régime riche en graisses HFD pendant toute la durée de l’étude. Et toutes les souris recevront, par gavage oral (5 secondes) et à neuf reprises, soit une huile servant de contrôle, soit une huile contenant un mélange de 4 perturbateurs endocriniens, à faible ou forte dose.
Impact sur les animaux
Le gavage hebdomadaire est la principale source de nuisance dans cette étude. Bien qu’indispensable pour une administration contrôlée des substances, cette méthode peut entraîner du stress pour les animaux. Pour réduire cet impact, les manipulations seront effectuées par du personnel qualifié, en utilisant une contention appropriée et en limitant la durée des manipulations. L’exposition aux substances étudiées vise à simuler une exposition environnementale chronique, comparable à celle à laquelle les humains peuvent être confrontés. Toutefois, l’administration répétée peut provoquer un stress physique, notamment à cause des manipulations fréquentes. L'obésité, qu'elle soit causée par un régime alimentaire spécifique ou une mutation génétique, peut entraîner des problèmes de mobilité, des troubles métaboliques tels que la résistance à l'insuline et une inflammation chronique. Toutefois, ces effets ne provoquent pas de douleur directe chez l'animal, bien qu'ils nuisent à son bien-être en réduisant sa capacité à se déplacer et en générant un stress physiologique.
Devenir
À la fin de la procédure toutes les souris seront mises à mort, afin de permettre le prélèvement du tissu adipeux nécessaire à l’isolement des vésicules extracellulaires.
Remplacement
Le développement des maladies hépatiques liées à l’accumulation de graisse est souvent associé à l’obésité et résulte d’interactions complexes entre plusieurs organes, notamment le foie, le tissu adipeux et le pancréas. Ces échanges impliquent également divers types cellulaires au sein du foie. Les perturbateurs endocriniens (PEs) agissent en perturbant les hormones, ce qui peut influencer ces mécanismes. En l’absence de modèle alternatif fiable pour reproduire l’obésité à l’échelle de l’organisme, nous utiliserons un modèle murin de souris déjà bien caractérisé. De plus, ces interactions complexes entre les organes, qui jouent un rôle clé dans les troubles métaboliques, ne peuvent être correctement reproduites qu’avec un modèle vivant.
Réduction
L’expérimentation sera réalisée avec un nombre d'animaux suffisant pour garantir des résultats fiables et statistiquement interprétables. Le nombre total d'animaux est déterminé en fonction du nombre de groupes nécessaires et du nombre d'animaux par groupe pour obtenir des données fiables. Pour extraire les vésicules extracellulaires provenant du tissu graisseux, une certaine quantité de matière est indispensable. Comme une seule souris ne fournit pas assez de tissu, il est nécessaire de regrouper celui de plusieurs animaux. Le nombre varie selon le type de souris utilisé : il en faut davantage pour les souris de poids normal, et un peu moins pour les souris obèses. Des tests statistiques ont montré qu’il fallait au minimum huit échantillons indépendants pour chaque condition afin de pouvoir comparer les résultats de façon fiable. Ces échantillons seront préparés séparément pour les mâles et les femelles, car les effets étudiés peuvent différer selon le sexe. Au total, ces besoins justifient l’utilisation de 720 souris pour l’ensemble de l’étude.
Raffinement
Les souris seront hébergées dans des conditions adaptées à l’espèce, avec un enrichissement du milieu (cabanes, papier, tubes en carton, morceaux de bois). Le protocole expérimental prévoit un suivi quotidien des animaux, basé sur l’observation de signes physiques et comportementaux prédéfinis, qui permettront de repérer tout signe de mal-être. Leur poids sera contrôlé deux fois par semaine. En cas de douleur ou de souffrance, des antalgiques pourront être administrés. Si l’état de l’animal ne s’améliore pas, une euthanasie pourra être pratiquée pour éviter toute souffrance prolongée, selon une grille d’évaluation spécifique. Les souris obèses, mâles ou femelles, seront placées par groupes de 2 ou 3 par cage, en tenant compte de leur poids et de la taille des cages, et des tétines plus longues seront installées sur les biberons d’eau pour faciliter la prise. Étant moins mobiles, une attention particulière sera portée lors de leurs transferts.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie pour ces études est la souris, c’est un modèle bien établi d’étude préclinique et facilement accessible, permettant d’étudier les effets des perturbateurs endocriniens dans un contexte physiologique complexe. Leur exposition à un gavage hebdomadaire est facile à réaliser, ce qui simplifie l’administration contrôlée des substances. Des souris adultes âgées de 8 à 12 semaines seront utilisées, car les maladies liées à l'accumulation de graisses dans le foie touchent principalement les adultes.
Role des hormones thyroïdiennes dans les altérations de mémoire liées à la consommation de régime obésogène
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Une canule est implantée dans l'hippocampe de 1 124 souris par chirurgie stéréotaxique, geste qui peut provoquer des crises d'épilepsie et que l'animal peut décoller en se frottant. 1 700 souris vont être utilisées au total, toutes tuées à l'issue, 1 124 dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré et 384 dans des procédures d'un niveau sévère. Le porteur ramène les nuisances à leur durée, deux tests de cinq minutes pour les troubles émotionnels et trois minutes de contention pour la mesure de masse grasse, quand 384 souris relèvent tout de même du niveau de souffrance le plus élevé. Toutes sont tuées à la fin de chaque procédure pour analyse de l'expression des gènes, électrophysiologie ou immunohistochimie, afin de comprendre comment un régime gras et sucré consommé dès l'adolescence altère la mémoire.
Objectifs
Le thème général du projet porte sur l’effet délétère d’une alimentation déséquilibrée (obésogène) sur la mémoire. Une alimentation trop riche en gras et en sucre augmente le risque de problèmes cognitifs comme la mémoire. La période d’adolescence est particulièrement sensible à ce type d’alimentation car le cerveau est encore en maturation. Les conséquences de difficultés de mémoire chez les adolescents sont importantes car elles vont impacter la performance scolaire et influencer la mémoire pour toute la vie. Il est donc important de comprendre la vulnérabilité spécifique à l'adolescence et de trouver les moyens de prévenir ces déficits de mémoire. Nos études précédentes ont mis en lumière l'implication des hormones thyroïdiennes dans ces déficits de mémoire et ont montré que la chrononutrition permet de prévenir ces troubles. L'objectif du projet présenté ici est de comprendre comment les hormones thyroïdiennes altèrent la mémoire associée à la consommation de régime obésogène durant l'adolescence et comment la chrononutrition permet de prévenir ces troubles. Une recherche pré-clinique est indispensable pour cette compréhension des mécanismes neurobiologiques mises en jeu de par les conditions expérimentales contrôlées (mêle nourriture, même condition de vie) et la possibilité d'étudier le cerveau au-delà de l'imagerie cérébrale.
Bénéfices attendus
L’achèvement des expériences proposées, sur une durée de 4 ans, devrait fournir des preuves de concept pour de nouvelles approches thérapeutiques potentielles utilisant l’alimentation limitée dans le temps (chrononutrition) pour traiter les troubles de la mémoire induits par l’obésité. Le projet fournira également de nouvelles connaissances sur les actions des hormones thyroïdiennes sur le cerveau, ce qui pourrait aider à traiter les pathologies associées à l’hypothyroïdie légère.
Procédures
Nous effectuerons des chirurgies sur 562 males et 562 femelles. Nous ne ferons pas de prélèvements sur animaux vigiles. 1316 animaux feront des tests de comportement qui n'engendrent pas de souffrance. 384 animaux ferons 2 tests de comportement pour estimer les troubles émotionnels, qui peuvent engendrer de l'angoisse mais chaque test ne dure que 5 min par animal.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont celles associées à la chirurgie stéréotaxique bien que toutes les précautions soient prises pour réduire la douleur ou les infections. L'implantation de canule dans l'hippocampe de souris peut entrainer parfois des crises d'épilepsie. La souris opérée peut parfois décoller la canule implantée en la frottant. La prise de poids sous régime obésogène est modérée et n’entraine pas de nuisance observable. Certains tests de comportement sont stressants mais ils ne durent que 5 min chacun. Enfin la mesure de masse grasse par RMN oblige à faire une contention de l’animal qui entraine un stress mais ne dure également que 3 min et les animaux sont préalablement habitués à cette contention pour atténuer l'angoisse associée.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à l'issue de chaque procédure car nous faisons des analyses post-mortem: analyse de l'expression de gènes, de protéines, électrophysiologie ou immunohistochimie pour préciser les mécanismes moléculaires expliquant les déficits de mémoire et leur prévention par la chrononutrition.
Remplacement
L’objectif général du projet vise à comprendre chez l’animal les conséquences comportementales et neurobiologiques de régime obésogène sur la mémoire et les effets de la chrononutrition. Dans ce contexte de recherche, le recours à des modèles animaux pertinents et adaptés à l’étude de la cognition et des émotions reste donc une nécessité expérimentale afin d’appréhender la réalité physiologique de nos résultats. Une recherche d’alternatives et d’autres méthodes dans des bases de données démontre par ailleurs que les solutions de rechange appropriées à ces procédures ne sont pas disponibles ou applicables.
Réduction
Pour réduire le nombre d'animaux, nous effectuons plusieurs mesures sur le même animal dans un ordre précis afin qu'une première mesure n'influence pas la seconde. Pour les chirurgies nous nous entrainons sur des animaux produits mais non utilisés (par exemple souris récupérées de croisements de souris transgéniques n'ayant pas le génotype désiré) afin dêtre au point et réduire les pertes pour la réalisation des expérimentations. Le nombre d'animaux utilisé est calculé afin d'avoir des tests statistiques robustes n'obligeant pas à répéter l'expérience. Aucun dupliqua du travail proposé n’est aujourd’hui identifié.
Raffinement
Dans ce projet nous avons 5 à 10 souris par cage (excepté après chirurgie où les souris implantées de guide-canules sont 2 par cage pour diminuer le risque d'arrachement des implantations par bagarre). Toutes les cages ont au moins un enrichissement (maison en carton, barre à ronger, frisoti et carré de coton pour fabrique de nid). Nous assurons une surveillance quotidienne afin d'apporter des soins rapidement si nécessaire. Nous privilégions les approches non invasives (imagerie in vivo) et pour celles qui ne le sont pas nous appliquons les soins pre et post opératoires, l'anesthésie et l'analgésie. Nous faisons des habituations aux souris qui doivent subir des brèves contentions afin que celles-ci ne soient pas associées à de l'angoisse. Nous avons mis en place des critères de points d’arrêt précoces où nous intervenons très rapidement pour réduire le stress et la douleur des animaux si cela apparait.
Choix des espèces
Nous utilisons uniquement des souris car les expériences de comportement sont validés dans cette espèce et les appareillages sont disponibles. Les traitements nutritionnels sont faciles à conduire et divers aliments/régimes alimentaires sont disponibles commercialement. Enfin, nous disposons pour ce projet de diverses souris transgéniques permettant de répondre aux questions scientifiques posées, par exemple des souris déficientes pour la signalisation des hormones thyroïdiennes. La plupart des expérimentations en neurosciences sont conduites sur des rongeurs (rat ou souris), nos expériences enrichissent le corpus de données en permettant des comparaisons directes avec ce qui est déjà publié. Nous étudions les souris entre 3 et 15 semaines d'âge. Ces âges couvrent la période d'adolescence jusqu'à l'état adulte. Cette période du développement est en accord avec nos objectifs d'étudier l'effet d'une alimentation obésogène consommée dès l'enfance et couvrant la période d'adolescence.
Impact des sucres ou édulcorants sur la santé cérébrale
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
1 488 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 1 152 dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection ou un gavage de solution sucrée, une puce sous la peau, un test de tolérance au glucose de deux heures avec sept prélèvements de sang à la queue, et des tests comportementaux de cinq à vingt minutes que le porteur dit destinés à analyser les comportements émotionnels et mnésiques, sans les nommer. L'objet déclaré est d'améliorer les recommandations alimentaires sur le sucre, bénéfice renvoyé à des travaux ultérieurs quand les procédures, elles, sont immédiates. Le porteur affirme que les comportements anxieux, dépressifs et les performances cognitives ne peuvent s'étudier que sur des animaux vivants, et que la nutrition ne se modélise pas in vitro.
Objectifs
La consommation de sucres (naturels ou artificiels), qui a fortement augmenté ces dernières années notamment par l’utilisation de sirop dans les produits transformés, est parallèle à celle du nombre de patients atteints d’obésité. Ces données suggèrent un rôle de ce sucre dans le développement des désordres métaboliques et ont conduit l’Anses à émettre des recommandations pour développer des recherches plus approfondies sur « le lien entre consommation de sucres et pathologies associées ».
Bénéfices attendus
Le projet permettra de déterminer quels est l'impact de la consomation de ces sucres naturels ou artifiicels sur la santé cérébrale. Ces données seront clefs pour améliorer les recommandations alimentaires liées à la consommation de sucre.
Procédures
Les animaux seront injectés ou gavés une seule fois avec une solution de sucre. Les injections ou gavages durent 5 secondes. Les animaux subiront des tests comportementaux durant 5 à 20 minutes permettant d'analyser les comportements émotionnels et mnésiques. Les animaux recevront une puce sous la peu (procédure durant 1 minute) et réaliseront des tests de tolérance au glucose (suivi de la concentration sanguine de glucose pendant 2 heures suite à une injection de glucose). Du sang (une goutte) sera prélevé à la queue des animaux 7 fois durant les 2h du test de tolérance au glucose). Chaque prélèvement de sang dure 5 secondes.
Impact sur les animaux
Les gavages ou inections intrapérotonéales de solutions sucrées peuvent induire un inconfort aux animaux. Les mises à jeûn induiront également un inconfort aux animaux. Les tests comportementaux induiront des stress modérés aux animaux le temps de ces dits tests. Les régimes pourront entrainer une prise de poids. Le placement d'une puce en sous-cutané pourra induire un inconfort des animaux.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour analyses biochimiques ou immunohistochimiques.
Remplacement
L’étude des comportements de type anxieux et dépressif, des performances cognitives et de la prise alimentaire ne peuvent être réalisées que sur des animaux vivants ce qui rend impossible le remplacement de ceux-ci par des modèles in vitro. L'étude de l'effet de régimes alimentaires et plus largement de la Nutrition ne peut pas non-plus être modélisé in vitro et nécessicte l'utilisation vivants.
Réduction
Le nombre d'animaux sera reduit au mieux en se basant sur des articles scientifiques qui ont montré par le biais de tests statistiques des differences entre plusieurs groupes. D’après les études scientifiques sur l’analyse de marqueurs comportementaux et cérébraux, nous estimons que 12 animaux par groupe expérimental sont nécessaires pour atteindre une signification statistique.
Raffinement
Toutes les précautions possibles seront prises afin de raffiner nos procédures et réduire au mieux la douleur (antalgique et sédation avant mise à mort) et l’inconfort (manipulation régulière et enrichissement de l’hébergement) des animaux. L’hébergement se fera à 5 souris/cage et l’environnement sera enrichi : igloo et carré de coton. La mesure de la prise alimentaire se fera dans des cages automatisées collectives. Les expérimentateurs et soigneurs sont titulaires de leur certificat d’expérimentation animale niveau concepteur et/ou opérateur. Les expérimentateurs travaillent avec des animaux depuis de nombreuses années et sont très fortement sensibilisés au sujet du bienêtre animal de par leur thématique de recherche (stress, anxiété, bien-être cérébral) et de par le travail de la structure du bien être animal (SBEA). La SBEA procède à des contrôles réguliers de respect des procédures et de bien-être des animaux. Des points limites précoces ont été définis afin de limiter au mieux la souffrance des animaux.
Choix des espèces
Le modèle utilisé dans ce projet est la souris. La souris est un mammifère comme l’Homme, avec des cycles de reproduction rapides. Il est largement utilisé dans le champ de la cognition et de l'entrainement physique, ce qui permettra une comparaison de nos résultats avec les études antérieures. C’est un animal sur lequel les évaluations comportementales sont faciles à conduire et maitrisées au sein du laboratoire. Ce sont des animaux de petite taille (faciles à manipuler) et peuvent donc être facilement hébergés au sein de l’animalerie de l’unité. Les souris mâles et femelles arriveront à l’animalerie à l’âge adulte (3 mois), âge auquel les expérimentations seront réalisées. L'âge adulte a été choisi du fait de l'absence de données de l'impact de la consommation de sucres ou édulcorants sur la santé cérébrale à ce stade de développement.
Tutorat sur les gestes techniques peu invasifs utilisés dans les procédures expérimentales sur le modèle rongeur
- Formation professionnelle
Rats : 10
Nés dans l'élevage de l'établissement avec un génotype inutilisable pour ses projets de recherche, 350 souris et 10 rats étaient de toute façon promis à la mise à mort. Ils vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, pour entraîner du personnel aux gestes techniques, et tués à l'issue. Chaque animal peut recevoir jusqu'à trois types de gestes différents sur des jours distincts pendant trois semaines, administration orale, injections sur animal vigile ou anesthésié, deux prélèvements sanguins au maximum, et jusqu'à trente minutes d'anesthésie pour l'apprentissage de l'échographie. Le porteur indique qu'un apprentissage préalable sur mannequins sera proposé aux apprenants pour fixer la technique, sans le rendre obligatoire avant le passage sur les animaux.
Objectifs
Ce projet est consacré à l’entrainement du personnel sur les gestes techniques nécessaires à la bonne réalisation des procédures expérimentales, sur les espèces déclarées dans les projets de recherche de l’établissement. En complément de la formation, initiale le programme du tutorat permet d’assurer le niveau de compétence requis pour la qualification au poste de travail. Ce programme inclut la formation aux aspects pratiques et aux gestes techniques sur les espèces concernées par le poste de travail. Un entrainement régulier et une bonne compétence du personnel sont indispensables à une réalisation efficace des études, augmentant la fiabilité des résultats, et respectant le bien-être animal par la pratique de gestes maitrisés. La formation aux différents gestes techniques peu invasifs sera mise en place dans ce tutorat. Les tutorés seront supervisés dans l’accomplissement de leurs tâches par un tuteur présentant les qualifications et l’expérience adéquates, jusqu’à ce qu’ils aient démontré qu’ils possèdent les compétences requises. Ce programme de tutorat sur différents gestes techniques permettra de 1-donner les éléments théoriques sur la bonne réalisation du geste en respectant le bien-être des animaux, 2-réaliser des démonstrations par le tuteur, 3-mettre en pratique sous surveillance rapprochée, 4-valider la compétence et l’autonomie du tutoré.
Bénéfices attendus
Ces sessions de formation sur l’animal permettront une amélioration de l’apprentissage des concepteurs et applicateurs concernant les gestes de base et puis secondairement plus complexes sur le vivant. Les enseignants seront présents pour parfaire les gestes des apprenants, discuter et faire un « debriefing » à chaque fin de séance. Ces sessions viendront compléter les formations reçues au préalable par l’apprenant. L’avantage de la formation par tutorat est de pouvoir acquérir des gestes plus assurés et efficaces pour améliorer le confort des animaux avec une diminution du temps d’exécution des gestes, une contention ou anesthésie d’une plus courte durée et une meilleure récupération des animaux qui seront utilisés dans les futurs projets. Un entrainement régulier et une bonne compétence du personnel, sont indispensables à une réalisation efficace des études, augmentant la fiabilité des résultats, et respectant le bien-être animal par la pratique de gestes maitrisés.
Procédures
Les gestes concernés par ce tutorat seront des techniques d'administrations avec le geste d'administration orale, les techniques d'injections sur animaux vigiles ou anesthésiés et l'apprentissage du suivi des animaux en echographie. Trois types de gestes techniques peu invasifs pourront être réalisés au maximum sur un même animal sur des jours différents. Un interval de minimum 3 jours sera à respecter entre les séances de formation. Les prélèvements de sang seront limités à un prélèvement par semaine pour un maximum de 2 prélèvements par animal. Les animaux entrant en procédure pourront être utilisés pendant 3 semaines. Ils seront pesés avant de commencer la procédure et chaque geste technique. Les gestes d'administration et injection peuvent occasionner un stress ou douleur de faible intensité de trés courte durée (quelques secondes). Pour l'acquisition en echographie, il n'y a aura pas de douleur car aucune injection mais les animaux peuvent rester sous anesthésie 30 minutes.
Impact sur les animaux
L'ensemble des procédures seront légères, les gestes qui le nécessitent seront réalisés sous anesthésie pour limiter le stress des animaux. Lors des contentions les animaux même habitués peuvent avoir un léger stress. L’introduction d’une aiguille lors des gestes d’injection et prélèvements peut occasionner une très légère douleur de courte durée.
Devenir
Les animaux utilisés dans cette procédure de formation sont des animaux surnuméraires d'élevage ayant un génotype non adéquat pour les projets de recherche de l'établissement et sont donc destinés à l'euthanasie. Ils ne pourraient pas être réutilisés pour d'autres études ni être replacés.
Remplacement
Ce projet consiste à former les personnels aux gestes techniques sur animaux vigiles, il ne sera donc pas possible de remplacer completement le modèle animal dans ce projet. Mais il sera proposé aux apprenants de débuter par un apprentissage théorique sur des mannequins pour fixer la technique avant de passer à la réalisation des gestes sur animaux. Ainsi des entrainements sur supports inertes pourront être réalisés afin que les apprenants puissent se concentrer ensuite sur les gestes techniques
Réduction
Un nombre minimal d'animaux est prévu pour assurer un bon enseignement à chacun des participants et la possibilité de renouveler les phases de tutorat. En effet, l’acquisition des compétences nécessite de pouvoir répéter les gestes techniques pour que la personne atteigne le niveau de compétence requis. Ce niveau de compétence est évalué par le formateur, lors des séances de tutorat. Le nombre d’apprenants choisi sera fait avec soin et limité pour un meilleur apprentissage, suivi et maintien des compétences. Des essais sur mannequins pourront être faits avant de passer sur l'animal pour réduire le nombre d’animaux utilisés. Plusieurs procédures pourront être réalisées sur le même animal pour limiter le nombre d’animaux. Les animaux utilisés pour ce projet ne seront pas générés pour ces études car nous réutiliserons des animaux de nos élevages destinés à l’euthanasie.
Raffinement
Les animaux de ce projet seront acclimatés à leur salle d’expérimentation et hébergement et habitués à la présence des apprenants au minimum 5 jours avant le début des procédures pour limiter le stress généré lors de leur préparation. Une étape cruciale avant de réaliser les gestes techniques peu invasifs sera d'apprendre et de maitriser la préhension et la contention des animaux. En effet la contention correcte des animaux est déterminante pour la qualité des administrations à réaliser ensuite chez les animaux. Une première partie du tutorat pourra être réalisée sur modèles inertes pour fixer la technique des apprenants avant de passer sur l'animal. L’apprentissage du maintien de l’anesthésie, de l’analgésie et du monitoring sera également enseignée et à maîtriser avant de passer à une procédure complète d’acquisition sur animaux vivants anesthésiés ou vigiles. Une attention particulière sera également faite sur le suivi des animaux et leur observation (reconnaissance des signes de douleurs, pesée à l'aide d'une grille de score). En effet le suivi des animaux en expérimentation repose sur la capacité à savoir reconnaitre des signes de souffrance et remplir correctement une grille de score. Cette étape sera donc vérifiée en tutorat.
Choix des espèces
Les apprenants seront formés sur les rats ou souris en fonction du modèle d’étude choisi dans leurs procédures expérimentales. Les animaux utilisés pour ce tutorat seront des adultes à partir de 8 semaines. Ce seront des animaux surnuméraires d'élevage sevrés et ayant effectués une période d'habituation avant de débuter les formations. Attendre un âge de 8 semaines permettra d'avoir des animaux aldultes suffisamment habitués et manipulés avec un poids correct pour débuter les formations.