Procédures légères
Étude de la mise en place et diversification fonctionnelle du muscle squelettique chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système musculosquelettique
Une administration par gavage intragastrique ou par injection chaque jour, pendant cinq jours d'affilée au plus, plus une injection sous anesthésie : 4 608 souris déficientes en protéines musculaires vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré. Certaines sont hébergées seules de deux jours à trois semaines pour les tests, et le porteur signale que des produits dissous dans l'huile peuvent provoquer une inflammation. Toutes sont tuées à l'issue pour prélever les tissus, l'objet étant de comprendre pourquoi certaines maladies musculaires atteignent des muscles et en épargnent d'autres. Les tests comportementaux structurent le protocole et justifient l'isolement, mais le résumé ne dit à aucun moment lesquels sont pratiqués.
Objectifs
Le mouvement constitue une propriété fondamentale des organismes vivants, résultant d’interactions précises entre les muscles, les nerfs et les tissus conjonctifs. Si les muscles du tronc assurent principalement la locomotion, les muscles du visage et de la tête coordonnent des fonctions motrices finement régulées, telles que les mouvements des yeux, l’expression faciale, l’alimentation et la parole. Même si tous les muscles du corps sont spécialisés pour la contraction, une hétérogénéité remarquable existe entre les différents muscles de la tête et du tronc au niveaux physiologique et pathologique. L’ensemble du projet vise à apporter des connaissances fondamentales nouvelles sur la mise en place de la diversité musculosquelettique et leur intégration avec le système nerveux au cours du développement pré- et post-natal, leur fonctionnement à l’âge adulte et les processus de régénération lors de pathologies musculaires. Afin de répondre à ces questions chez le mammifère, nous étudions des modèles de souris déficients pour des protéines musculaires spécifiques. Nos travaux ont des applications potentielles dans le domaine médical, pour la compréhension des maladies musculaires qui affectent de façon sélective les muscles du corps.
Bénéfices attendus
Nos travaux ont un impact fondamental sur la compréhension des caractéristiques uniques des différents muscles du corps. L’ensemble de ces résultats nous permettra d’apporter des informations nouvelles sur les bases moléculaires qui contrôlent la prédisposition de certains muscles aux pathologies musculaires et épargnent d’autres. De ce fait, ce projet apportera des informations essentielles pour les thérapies à développer, notamment dans le contexte des dystrophies musculaires.
Procédures
Les administrations de produits se feront par administration orale, intragastrique ou par injection. Ces interventions sont extrêmement rapides et ne prendront pas plus d’1 ou 2 minutes. Les souris subiront une intervention par jour pendant 5 jours maximum à la suite. Elles pourront aussi recevoir une seule injection un peu plus invasive de quelques minutes sous anesthésie. Lors des tests comportementaux, certains animaux devront être hébergés individuellement de façon temporaire (entre 2 jours et 3 semaines maximum).
Impact sur les animaux
Les nuisances pour l’animal incluent le stress dû aux contentions manuelles de l’animal pour les administrations de produits, le stress lié à un nouvel environnement ou une tâche difficile lors des tests comportementaux et lors de l’hébergement temporaire en cage individuelle. L’injection des produits devrait engendrer tout au plus une douleur légère au point de piqure et de courte durée. Les administrations intragastrique des produits peuvent causer de l’inconfort aux animaux. Certains produits dissouts dans l’huile peuvent entrainer une inflammation.
Devenir
Les animaux qui auront suivi la totalité de chaque procédure expérimentale seront mis à mort pour collecter les tissus nécessaires à nos travaux de recherche.
Remplacement
A ce jour, aucune méthode alternative ne permet de mimer le système neuromusculaire dans son environnement et dans sa globalité fonctionnelle. En effet, le système neuromusculaire est composé de différents tissus (fibres musculaires, cellules souches, vasculaires, nerfs, tissus connectifs) de physiologie différente et soumis aux variations environnementales. Nous avons considéré des alternatives comme la culture cellulaire ou les organoïdes mais ces approches ne permettent pas de suivre le développement embryonnaire, la mise en place des connections neurone-muscle complet ou la maturation des fibres musculaires durant le développement postnatal. Ainsi, malgré les progrès dans le domaine des alternatives non animales, il n'existe actuellement aucune méthode qui puisse reproduire fidèlement les processus que nous souhaitons étudier. D’ailleurs, en établissant une description fonctionnelle précise du système neuromusculaire le long du corps, nous avons espoir que dans le futur cela rende possible des modèles in silico pour ce type d’études.
Réduction
Le nombre maximum d’animaux prévu pour ce projet a été ajusté: 1) en tenant compte de notre expérience et des données bibliographiques, 2) en fonction de la nature de l'expérience et de la variabilité des paramètres mesurés, 3) de façon à pouvoir utiliser les animaux dans des tests de comportement non invasifs avant la mise à mort pour l’analyse des organes. Cela permet de maximiser l’apport de résultats par animal et, ainsi, de réduire le nombre de souris nécessaires pour produire des résultats significatifs.
Raffinement
Le bien-être des animaux sera évalué régulièrement. Les anesthésies et analgésies sont adaptées aux manipulations avec un suivi renforcé durant et post manipulation (tapis chauffant, protection des yeux, signes physiques, poids). Les animaux sont logés dans des cages spacieuses, enrichies, et adaptées à leurs besoins comportementaux et physiologiques. En cas d’ulcération ou de blessures à la suite de comportements agressifs entre congénères, des traitements par analgésiques locaux sont prévus pour assurer un confort total des animaux. Si l’état de santé général de l’animal se dégrade et atteint un point limite la mise à mort sera effectuée. Pour les expériences de comportement, nous permettons aux animaux de s'habituer à l'environnement d'enregistrement (lieu, expérimentateur), réduisant ainsi leur stress global. Pour l’administration de produits par voie orale nous allons essayer d’apprendre aux souris à ingérer le produit volontairement au bout d’une pipette, notamment pour les traitements répétés, pour limiter les administrations intragastriques et ainsi réduire leur stress. Ces mesures pour assurer le bien-être des animaux dans nos expériences participent aussi à la diminution la variabilité de nos résultats et permettent aussi une réduction du nombre d’animaux nécessaires pour l'obtention de résultats fiables.
Choix des espèces
L’utilisation de la souris est basée sur plusieurs critères : - Les souris sont des petits Mammifères. Ils partagent donc de nombreuses similarités avec l’homme au niveau neuromusculaire. - Elles constituent un modèle très maîtrisé au laboratoire ce qui est un facteur important pour la réussite des expériences envisagées et pour la minimisation du nombre d'animaux impliqués dans les expériences. - Leur temps de génération est court et les effectifs des portées plutôt élevés, ce qui permet d’avoir assez rapidement un nombre suffisant d’animaux. - De nombreuses lignées de souris génétiquement modifiées existent pour tracer les cellules d’intérêt en les rendant fluorescentes ou bloquer/activer l’expression de gènes que nous voulons étudier. Comme nous intéressons à la mise en place du système neuromusculaire, les stades embryonnaires, post-natals précoces et adulte sont nécessaires.
Organisation et plasticité du microenvironnement hypothalamique : contribution de la matrice extracellulaire, des tanycytes et des signalisations neuro-immunes au contrôle des fonctions métaboliques et reproductives chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
14 038 souris vont être utilisées, chacune pouvant subir jusqu'à quatre heures d'anesthésie pour une chirurgie crânienne, une ablation des ovaires ou des testicules de quinze à vingt minutes, des prélèvements sanguins répétés et douze semaines de régime gras ou sucré. Les protocoles s'étalent de deux à soixante-douze semaines, avec des jeûnes allant jusqu'à seize heures et des isolements de deux semaines répétés deux fois, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré. L'objet déclaré porte sur la communication entre l'hypothalamus, les vaisseaux sanguins et le système immunitaire, avec un espoir formulé au conditionnel d'améliorer des traitements de l'obésité. Le porteur justifie la mise à mort de toutes par "la nécessité de récupérer les organes et tissus à l'issue des expériences".
Objectifs
Le fonctionnement de l’organisme repose sur une communication constante entre le cerveau et les organes périphériques. Ce dialogue permet de réguler des fonctions essentielles telles que l’équilibre énergétique, qui contrôle la prise alimentaire et la dépense d’énergie, ainsi que la reproduction. Une partie clé de cette régulation se déroule dans l’hypothalamus, une région du cerveau spécialisée dans l’intégration des signaux provenant du reste du corps. Au sein de l’hypothalamus, le noyau arqué joue un rôle central. Cette structure reçoit en permanence des informations issues de la circulation sanguine, notamment sous forme d’hormones, qui renseignent sur l’état physiologique de l’organisme. Ces signaux doivent ensuite être transmis aux neurones pour déclencher des réponses adaptées. Plusieurs types de cellules participent à cette communication. Les cellules endothéliales, qui tapissent les vaisseaux sanguins, régulent le passage des molécules depuis le sang vers le tissu cérébral. Les tanycytes (cellules spécialisées du cerveau), localisés à l’interface entre le cerveau et le liquide cérébrospinal, contribuent également au transfert et à la distribution de ces signaux. En parallèle, l’environnement extracellulaire, c’est-à-dire l’espace situé entre les cellules, constitue un milieu de diffusion essentiel pour les molécules avant qu’elles n’atteignent leurs cibles neuronales. L’ensemble de ces éléments forme un système dynamique dans lequel les interactions cellulaires et moléculaires permettent d’assurer une communication fine entre la périphérie et le cerveau. Certaines composantes de cet environnement, comme la matrice extracellulaire, pourraient jouer un rôle actif dans la distribution et l’efficacité des signaux. De plus, des échanges étroits entre les tanycytes et les cellules vasculaires semblent contribuer à coordonner le passage de l’information. Enfin, des liens existent entre ces mécanismes de régulation et le système immunitaire, suggérant que cette région du cerveau est également sensible aux signaux liés à l’inflammation ou à l’état immunitaire de l’organisme. Mieux comprendre ces interactions représente un enjeu important pour décrypter les mécanismes qui contrôlent les grandes fonctions physiologiques et leurs dérèglements.
Bénéfices attendus
L’hypothalamus médio-basal est une petite région du cerveau qui joue un rôle essentiel dans la régulation de fonctions vitales comme le métabolisme (équilibre énergétique et pondéral) et la reproduction. Ce projet de recherche s’intéresse à l’environnement qui entoure les cellules de cette région cérébrale, ainsi qu’aux échanges entre différents types de cellules, notamment les tanycytes (cellules spécialisées du cerveau), les vaisseaux sanguins et le système immunitaire. L’un des objectifs est de mieux comprendre le rôle de la matrice extracellulaire, c’est-à-dire le réseau de molécules qui entoure les cellules. Cette structure pourrait influencer la manière dont le cerveau répond à certaines hormones impliquées dans le métabolisme, y compris celles utilisées actuellement pour traiter l’obésité. En améliorant ces connaissances, il serait possible d’optimiser les traitements existants ou de développer de nouvelles approches pour lutter contre les maladies métaboliques qui représentent un enjeu majeur de santé publique. Le projet cherche également à identifier de nouveaux mécanismes de communication entre les tanycytes et les vaisseaux sanguins. Ces interactions sont importantes pour maintenir des barrières protectrices entre le sang et le cerveau. Mieux comprendre ces mécanismes pourrait permettre, à terme, de contrôler temporairement ces barrières afin de faciliter l’entrée de médicaments dans le cerveau, ce qui constitue aujourd’hui un défi important pour de nombreuses thérapies. Enfin, cette étude vise à identifier pour la première fois les cellules immunitaires présentes dans cette région du cerveau et à comprendre leur rôle potentiel dans la régulation du métabolisme et de la reproduction. Jusqu’à présent, ces cellules ont été peu étudiées dans ce contexte. Elles pourraient pourtant représenter de nouvelles cibles pour développer des traitements innovants.
Procédures
Selon les procédures, des traitements pourront être administrés de différentes manières : par voie orale (1min), par injection (1min) ou via un implant sous cutané (durée maximale 20 minutes) selon les volumes et fréquences maximales recommandées pour le bien être de l’animal et dans le respect de la réglementation en vigueur. Dans certains groupes, après une anesthésie par voie gazeuse ou par injection, des interventions chirurgicales seront réalisées afin d’administrer des traitements par injection au niveau du cerveau (durée anesthésie : 1h, intervention : 30 à 45 min) ou de mettre en place des dispositifs permettant d’enregistrer l’activité cérébrale (durée intervention/anesthésie : 2 à 4h). Afin d’étudier les fonctions reproductrices, des ablations des ovaires ou des testicules pourront être réalisées (Durée intervention : 15-20 min. Durée anesthésie maximum 1h). Afin d’étudier les effets des différents traitements sur les animaux, certains groupes pourront : - Subir des prélèvements sanguins unique ou répétés (5 à 20 minutes) - Être isolés physiquement de leurs congénères (pas d’isolement olfactif ou visuel) (maximum 2 semaines, répété 2 fois) - Subir des traitements complémentaires par injection (1 min) - Être pesés plusieurs fois par semaine (1min) Les animaux impliqués dans l’études du métabolisme pourront avoir un régime alimentaire modifié, tel que des régimes riches en graisses ou en sucre (durée maximale 12 semaines), ou une mise à jeun (durée maximale 16h). La prise en charge de la douleur impliquera également des injections d’anti-douleur (1min). Les animaux seront suivis pendant 2 à 72 semaines en fonction des protocoles avec des temps d’acclimatation et de récupération suffisants entre chaque intervention.
Impact sur les animaux
Les procédures de chirurgie, d’injections ou de prélèvements de sang peuvent provoquer des douleurs à court-terme qui seront limitées par l’utilisation d’analgésiques pendant et après la procédure si nécessaire. Afin d’évaluer l’impact du métabolisme ou des rythmes naturels, il sera parfois nécessaire d’isoler les animaux individuellement pendant deux semaines (pour l’analyse en cages métaboliques par exemple). Cet isolement reste limité puisque les animaux seront maintenus dans des cages transparentes adjacentes, permettant un contact visuel entre congénères.
Devenir
La nécessité de récupérer les organes et tissus à l’issue des expériences implique la mise à mort de l’ensemble des animaux de ce projet
Remplacement
Dans la mesure du possible, nous privilégions des approches sur cellules et réalisées par ordinateur pour atteindre les trois objectifs de ce projet. Ces méthodes incluent : 1) l’analyse des interactions matrice/récepteur par modélisation informatique, 2) l’étude des voies de signalisation cellulaire et 3) la culture en laboratoire de cellules spécifiques. Cependant, pour obtenir une compréhension globale et intégrée de l’hypothalamus médio-basal et de ses mécanismes physiopathologiques, l’approche animale reste indispensable. En effet, les modèles n’utilisant pas d’animaux présentent des limites majeures : 1) Ils ne permettent pas d’étudier les interactions dynamiques entre les cellules et leur matrice extracellulaire, essentielles pour comprendre la plasticité tissulaire, 2) Ils ne reproduisent pas les dialogues complexes entre les cellules spécialisées et les vaisseaux sanguins, cruciaux pour le contrôle de la perméabilité de la barrière entre les vaisseaux et le cerveau, 3) Ils ne capturent pas les interactions entre les cellules immunitaires et le système neuroendocrine, qui jouent un rôle clé dans la régulation métabolique et reproductive. Seule l’approche animale permet d’appréhender ces processus dans leur ensemble, en tenant compte de la complexité des réseaux neuronaux, vasculaires et endocriniens qui régissent cette région cérébrale, essentielle au contrôle du métabolisme et de la reproduction.
Réduction
Nos approches expérimentales ont été conçues pour extraire un maximum de données de chaque groupe d’animaux, en intégrant des mesures multiples et des suivis longitudinaux. Cette démarche permet de réduire le nombre d’animaux utilisés tout en assurant la robustesse des résultats. Par ailleurs, certaines parties sont partagées entre les trois objectifs principaux du projet, évitant ainsi une utilisation excessive d’animaux. La taille des groupes a été définie par une analyse de statistique spécifique, fondée sur : 1) les effets biologiques attendus, estimés à partir de nos précédents travaux et 2) les données issues de la littérature pour des modèles similaires.
Raffinement
Les animaux seront maintenus dans le respect strict des conditions standard et réglementaire d’hébergement. L’eau et la nourriture sont fournies à volonté. Un enrichissement est ajouté dans la cage pour stimuler l’activité naturelle et diminuer le stress. Les périodes d’isolement sont limitées et justifiées. Les manipulations sont effectuées par du personnel formé et les animaux sont habitués aux manipulations afin de limiter le stress. Une attention particulière est accordée au principe de raffinement afin de limiter tout stress, angoisse ou douleur. Une surveillance quotidienne de l’état général et du comportement est réalisée tout au long du projet. Tout animal présentant des signes de souffrance, de détresse persistante, de perte de poids excessive ou d’altération de l’état général sera immédiatement retiré de l’étude et, si nécessaire, sera mis à mort.
Choix des espèces
Nos projets de recherche en physiologie intégrée visent à élucider les interactions entre le cerveau et les organes périphériques, dans le but d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour des pathologies métaboliques et reproductives, telles que le diabète, l’obésité et l’infertilité. La souris, modèle d’étude largement validé dans ce type de recherche, nous permet de nous appuyer sur un socle de connaissances scientifiques solide. Par ailleurs, la disponibilité de nombreux modèles murins génétiquement modifiés offre la possibilité de concevoir des approches ciblées, réduisant ainsi le nombre d’animaux nécessaires tout en limitant les variations expérimentales. Tous les animaux de ce projet sont utilisés au stade adulte entre 6 semaines et 24 mois selon les objectifs.
Impact de l’obésité et de l’hyper/hypo-charge mécanique sur les atteintes osseuses du myélome
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système musculosquelettique
Des souris sont placées seules dans des cages aménagées pour les empêcher de poser leurs pattes arrière, quatorze jours durant, après avoir reçu une injection de cellules cancéreuses provoquant un myélome et un régime gras destiné à les rendre obèses. 480 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à sévère, avec des séances d'imagerie aux rayons X de trente minutes sous anesthésie et des prises de sang hebdomadaires à partir de la moitié de l'étude. Le résumé qualifie pourtant ces procédures de "gêne limitée" et parle d'un "inconfort temporaire, comme une mobilité réduite" d'un à deux jours, quand la gravité déclarée pour une partie d'entre elles est sévère. Toutes sont tuées sous anesthésie profonde à la fin des quatorze jours de contrainte mécanique, pour prélever leurs os et leurs organes.
Objectifs
Ce projet vise à comprendre comment l’obésité et les contraintes mécaniques sur les os (moins ou plus de charge) influencent la progression de la maladie osseuse liée au myélome multiple. Le myélome multiple est un cancer de la moelle osseuse qui perturbe le renouvellement de l’os. Environ 80 % des patients développent des atteintes osseuses douloureuses qui dégradent fortement leur qualité de vie. Les personnes en surpoids sont plus à risque de développer cette maladie, avec des formes plus graves et une moins bonne réponse aux traitements. Cependant, on comprend encore mal le rôle combiné de l’obésité et des contraintes mécaniques sur cette évolution. Pour répondre à cette question, nous étudierons des souris atteintes de myélome, avec ou sans obésité, soumises à différentes conditions mécaniques (moins ou plus de charge sur les os). Nous analyserons leurs os pour observer les changements structuraux et biologiques. L’objectif est de mieux comprendre comment l’obésité et les contraintes mécaniques influencent la santé osseuse dans cette maladie.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera de nouvelles connaissances sur la façon dont certaines cellules du skelette, appelées ostéocytes, réagissent aux contraintes mécaniques dans des situations d’obésité et de maladie. Ces cellules jouent un rôle central dans le maintien de l’équilibre de l’os. Les résultats permettront aussi de créer une base de données utile pour de futures recherches. À court terme, ce travail sera utile pour les chercheurs dans plusieurs domaines, comme les maladies du sang, le cancer, la physiologie de squelette, le métabolisme et l’étude des mécanismes qui régulent l’activité des gènes. Il servira également de référence pour mieux comprendre l’impact du manque d’activité physique, par exemple chez les patients alités, sur l’évolution du myélome multiple et des maladies osseuses associées, en particulier chez les personnes obèses. Il aidera aussi à mieux comprendre pourquoi les effets de l’exercice physique sur les os peuvent varier selon les patients. À moyen et long terme, cette étude pourra aider à adapter les traitements en fonction du profil des patients, notamment leur état métabolique, et à mieux ajuster les recommandations d’activité physique pour les personnes atteintes de myélome multiple.
Procédures
Nous utiliserons une technique d’imagerie aux rayons X pour observer les os des souris (le tibia et le fémur) directement sur des animaux vivants. Pour cela, les souris seront brièvement endormies puis placées dans l’appareil d’imagerie pendant environ 30 minutes. Plusieurs examens seront réalisés au cours de l’étude pour suivre l’évolution de leurs os. Après chaque examen, les souris seront réchauffées jusqu’à leur réveil, puis remises dans leur cage. L’exposition aux rayons X dans ces conditions est sans danger pour leur santé et n’affecte pas leurs os. À partir de la moitié de l’étude, de petites prises de sang seront réalisées chaque semaine sur des souris éveillées afin de suivre certains paramètres biologiques. À la fin de chaque procédure, les animaux seront placés sous anesthésie profonde afin de permettre un prélèvement final sans réveil.
Impact sur les animaux
Les souris peuvent ressentir un stress modéré lié à l’isolement et aux manipulations, mais leur état de santé sera surveillé régulièrement et les procédures seront adaptées si nécessaire. Certaines manipulations peuvent entraîner une légère perte de poids temporaire. Cette perte est réversible et le poids des animaux sera suivi quotidiennement. Les différentes procédures peuvent provoquer une gêne limitée : les examens d’imagerie sont réalisés sous anesthésie et ne sont pas douloureux ; les prises de sang entraînent une douleur minime ; et les injections dans l’os peuvent causer une gêne légère et passagère, avec prise en charge de la douleur si besoin. Les modèles expérimentaux peuvent aussi entraîner un inconfort temporaire, comme une mobilité réduite ou de légers troubles de l’alimentation pendant un à deux jours. Les animaux restent cependant surveillés en continu, avec un accès adapté à la nourriture et à l’eau pendant la contrainte mécanique. Tout au long de l’étude, l’état de santé des souris et l’évolution de la maladie seront suivis de près grâce à des observations, de l’imagerie et des analyses non invasives. Toutes les précautions seront prises pour limiter au maximum la douleur, la gêne et le stress, en respectant les règles éthiques en vigueur.
Devenir
Toute autres analyses et récoltes d'échantillons sera effectuée après la mise à mort sur toutes nos souris. Les mises à mort seront réalisées par une personne habilitée à la fin du protocole expérimental après les 14 jours de contrainte mécanique, par anesthésie profonde. Toutes les souris seront mis à mort pour prélèvement d'organes à des fins d'investigations moléculaires, histologiques, biochimiques et physiologiques.
Remplacement
Les modèles en laboratoire ou informatiques ne permettent pas de reproduire toute la complexité du squelette. Le squelette est un tissu vivant, où de nombreuses cellules interagissent entre elles et avec d’autres systèmes du corps. Les modèles actuels ne permettent pas de recréer correctement ces interactions, ni d’étudier des phénomènes complexes comme l’obésité ou les effets des contraintes mécaniques sur les os. Ces approches sont surtout utiles pour observer des mécanismes simples, mais elles ne permettent pas d’étudier le renouvellement de l’os ni l’évolution globale d’une maladie osseuse dans l’organisme. C’est pourquoi l’utilisation de la souris est nécessaire. Les souris ont un fonctionnement osseux et un métabolisme proches de ceux de l’humain, ce qui en fait un bon modèle pour étudier les maladies des os. Le modèle utilisé dans ce projet permet de reproduire la progression de la maladie au plus près de ce qui se passe chez l’humain, et d’étudier en même temps l’effet de l’obésité et des contraintes mécaniques sur les os.
Réduction
Le nombre de souris utilisées a été déterminé de manière rigoureuse à partir de précédentes expériences du laboratoire portant sur l’étude du squelette, afin de garantir des résultats fiables tout en limitant le nombre d’animaux. Lors de ces expériences, il a été observé qu’environ 20 % des souris ne développent pas de tumeur après injection des cellules cancérueses, et qu’environ 5 % ne deviennent pas obèses malgré un régime riche en graisses. Ces animaux ne peuvent pas être inclus dans l’analyse. Le protocole expérimental a été soigneusement conçu pour réduire au maximum la variabilité entre les groupes (conditions de vie identiques, suivi du poids, alimentation contrôlée, suivi dans le temps par imagerie). Cela permet d’obtenir des résultats solides avec le nombre minimum de souris nécessaire. Enfin, ce sujet étant encore peu étudié, il n’existe pas de données publiées équivalentes à ce jour.
Raffinement
Chaque souris est suivie attentivement par du personnel formé afin de garantir son bien-être tout au long de l’étude. Les conditions d’hébergement sont adaptées aux différentes procédures, conformément aux recommandations en vigueur. Dans le cas de la suspension, les souris sont placées seules dans des cages aménagées pour éviter qu’elles ne puissent poser leurs pattes arrière. L’environnement est simplifié progressivement pour les habituer, tout en laissant des éléments à ronger pour leur confort. Les animaux sont surveillés tous les jours, et même deux fois par jour lors des phases plus contraignantes. Leur état de santé général est suivi de près (poids, comportement, alimentation, hydratation), ainsi que tout signe de stress ou d’inconfort. Toutes les observations recueillies serviront à analyser les résultats de l’étude et à appuyer les conclusions scientifiques.
Choix des espèces
Les invertébrés ne peuvent pas être utilisés pour cette étude, car ils n’ont pas d’os mais un squelette externe. Chez les vertébrés, la souris est le modèle le plus adapté, à la fois pour des raisons scientifiques et pratiques. Elle permet d’étudier en détail le fonctionnement des os, le myélome multiple et les effets des contraintes mécaniques. La souris est particulièrement utile car elle permet de suivre l’évolution de la maladie au cours du temps chez un même animal, grâce à des techniques d’imagerie. Elle permet aussi d’analyser précisément les tissus après l’étude. Nous utiliserons des souris adultes, afin d’éviter les biais liés à la croissance. Le régime alimentaire débutera à un jeune âge (8 semaines) pour induire une obésité stable avant le début de l’étude. Cela est important, car l’obésité est un élément central du projet. Les expériences commenceront une fois que les souris auront atteint un stade de maturité comparable à celui des patients adultes. Enfin, le modèle utilisé est bien établi et permet de reproduire de manière fiable la maladie observée chez l’humain, ce qui garantit la pertinence des résultats.
Mécanismes des actions conjointes avec application à un modèle d’autisme
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système respiratoire
432 souris subissent une chirurgie de 60 à 90 minutes sous anesthésie, dont 240 reçoivent une électrode implantée dans le cerveau et scellée au ciment dentaire. 624 souris au total vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré, soumises à une restriction alimentaire qui entraîne une perte de poids pendant toute la durée des tests, et toutes tuées à l'issue pour mesurer l'activation neuronale et vérifier la position des injections. La tâche consiste à faire presser des leviers de façon synchronisée à deux souris pour obtenir de la nourriture, une partie d'entre elles relevant de ce que le porteur nomme un "modèle murin d'autisme". Le résumé range parmi les bénéfices attendus un poste "bien-être animal et méthodes 3R", au motif que le protocole est conçu "pour obtenir plusieurs résultats par animal".
Objectifs
Les troubles du spectre autistique (TSA) sont caractérisés par des difficultés dans les interactions sociales, incluant les actions conjointes ou coordonnées. Comprendre les bases cognitives des actions conjointes est essentiel pour élucider ces altérations. L'objectif de ce projet est de caractériser les mécanismes cérébraux inclus dans les actions conjointes chez la souris. Nous proposons d'étudier comment deux souris coordonnent leurs actions pour atteindre un objectif commun, et comment elles intègrent les informations sur les récompenses et les efforts de leur congénère dans leurs décisions. Nous utiliserons une tâche comportementale où deux souris doivent presser des leviers de manière synchronisée pour obtenir une récompense alimentaire. Cette tâche nous permettra d’évaluer - Comment les souris sont sensibles aux actions de leur congénère (comportement) - Comment cette sensibilité est altérée dans un modèle murin d’autisme - Quelles zones du cerveau sont impliquées et si leur rôle diffère dans le modèle murin d’autisme - Comment le cerveau encode les actions des congénères et si cet encodage diffère dans le modèle murin d’autisme
Bénéfices attendus
Bénéfices en science fondamentale : - Identification des structures cérébrales neuronales impliquées dans l'intégration des états de décision du congénère - Compréhension des mécanismes permettant la coordination sociale entre individus. Bénéfices en bien-être animal et méthodes 3R : - Design de l’expérience pour obtenir plusieurs résultats par animal - Contribution au raffinement des projets de recherche sur le comportement social. Bénéfices pour la santé humaine : - Meilleure compréhension des difficultés de coordination observées dans les TSA. - Identification de zones cérébrales potentielles pour des interventions thérapeutiques. - Modèle animal pertinent pour tester des approches de restauration des capacités sociales.
Procédures
Un total de 432 animaux seront soumis à une chirurgie réalisée sous anesthésie générale avec analgésie durant environ 60 à 90 minutes, qui sera suivie d’une période de récupération de 1 semaine. Après récupération, parmi ces animaux, 190 recevront deux injections intrapéritonéales, chaque injection durant environ 1 minute. Les autres (240 animaux) auront une électrode cérébrale implantée et scellée par ciment dentaire. A la fin de chaque procédure, les animaux sont euthanasiés après anesthésie.
Impact sur les animaux
La restriction alimentaire mise en place entrainera une perte maîtrisée de poids sur les animaux sur la durée complète des tests. Les chirurgies peuvent entraîner des douleurs, potentielles inflammatiosn du site de chirurgie et un inconfort post-opératoire durant 1 à 3 jours.
Devenir
Les animaux sont tous euthanasiés après les procédures pour mesurer l’activation neuronale à l’issue du dernier jour de comportement, et pour vérifier que les zones cérébrales d'injection et d'implantation sont corrects.
Remplacement
Nous cherchons à identifier le rôle de circuits neuronaux impliqués dans la coordination sociale et quelle est leur activité neuronale pendant la coordination. Lors de ce choix de nombreuses structures cérébrales entrent en jeu et communiquent, non seulement entre elles, mais aussi avec les organes périphériques. Les animaux doivent communiquer entre eux également. Ainsi des méthodes in vitro ne permettent pas, pour le moment, de reproduire toute la complexité d’un organisme vivant entier et les activités de ses neurones en relation avec son environnement.
Réduction
Les effectifs ont été ramenés au minimum permettant toutefois d’avoir un effet statistique significatif. Nous avons utilisé un outil informatique pour calculer le nombre d'animaux nécessaire en utilisant les données préliminaires. Pour la manipulation des cortex au cours de la tâche, chaque souris sera testée dans deux conditions distinctes. Cela permettra que chaque animal puisse générer son résultat et son propre contrôle, ce qui permet de diviser par deux le nombre d’animaux nécessaires. Enfin, à l’issue de chaque procédure, les animaux mobilisés sur les expériences seront prélevés post mortem afin de n’éviter de mobiliser plus d’animaux dédiés à l’étude de l’architecture neuronale.
Raffinement
Dans le cadre des procédures impliquant de la neurochirurgie, la santé des animaux sera surveillée en continu tout au long de l’intervention, notamment par le contrôle des paramètres physiologiques. Une habituation préalable des animaux sera faite afin de limiter leur stress. Le déroulement des chirurgies sera accompagné de mesures de confort et d’une analgésie adaptée tout au long de la procédure. Un suivi post-opératoire poussé, avec une grille d’observation, permettra la mise en place de soins adaptés.
Choix des espèces
D’un point de vue technique, la souris représente un modèle de choix pour notre projet par la possibilité d’étudier des individus génétiquement modifiés. Elle est une espèce de prédilection pour la création d’animaux transgéniques, d’autant que son cycle de reproduction court permet d’avoir un nombre suffisant d’animaux rapidement. De plus, la physiologie générale est suffisamment proche de celle de l’être humain pour que les informations obtenues soient pertinentes sur un plan médical. Notamment sur le système de décision qui est relativement bien conservé par rapport à celui de l’Humain, anatomiquement et fonctionnellement. Ce qui n’est pas le cas chez les invertébrés, poissons et oiseaux, pour lesquels l’organisation anatomique du circuit de décision est trop différente pour que ces espèces puissent être utilisées pour comprendre les mécanismes neuronaux. De plus, ces comportements de décisions sociales (motivation alimentaire, apprentissage, reconnaissance sociale) sont depuis longtemps étudiés chez la souris, qui représente donc une espèce adéquate pour comparer avec de précédentes études. Toutes les souris arriveront dans notre animalerie expérimentale à l’âge de 8 semaines, et les procédures expérimentales débuteront après 1 semaine d’habituation. Il est admis qu’à 8 semaines, la croissance des os est achevée, ce qui facilite les procédures impliquant une chirurgie cérébrale (car les points de repère anatomiques se situent sur le crâne). Les souris ne seront plus utilisées au-delà de 8 mois.
DNT : Évaluation des effets neurodéveloppementaux de substances chimiques impliquées dans la perturbation de l’axe thyroïdien par des mécanismes hépatiques
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Tués au jour 21 de la lactation pour prélever leurs organes, 544 rats vont être utilisés, des femelles accouplées et leur descendance, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré. Les femelles sont gavées chaque jour à la sonde du sixième jour de gestation jusqu'à trois semaines après la mise bas, soit 38 jours au plus, pour mesurer ce que trois substances connues pour induire des enzymes hépatiques font à leurs hormones thyroïdiennes et au développement nerveux de leur descendance. Les petits sont posés sur le dos dès le quatrième jour pour évaluer s'ils se retournent en moins de deux secondes, puis isolés quelques minutes et soumis à un clic mécanique à partir du dixième jour, chaque jour jusqu'à obtention d'une réponse. Le rat est retenu, indique le porteur, pour sa gestation courte, la disponibilité d'une souche caractérisée et les recommandations des instances réglementaires.
Objectifs
Ce projet s’inscrit dans la continuité d'un projet précédent, qui a permis de mieux caractériser les paramètres clés de la toxicité neurodéveloppementale associée à une perturbation des taux d’hormones thyroïdiennes. Ces travaux ont conduit à la publication de trois articles scientifiques. Ce nouveau projet s’attachera à caractériser plus précisément le mécanisme d’action reliant une diminution des concentrations en hormones thyroïdiennes, consécutive à une augmentation de leur métabolisation hépatique, à d’éventuels effets sur le neurodéveloppement. Ce projet visera ainsi à approfondir la compréhension des liens mécanistiques entre induction enzymatique hépatique, déséquilibre de l’homéostasie thyroïdienne et altérations neurodéveloppementales. À cette fin, il s’appuiera à la fois sur des substances décrites dans la littérature scientifique et sur des molécules internes, toutes identifiées comme inducteurs d’enzymes hépatiques impliquées dans la métabolisation des hormones thyroïdiennes.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d’améliorer la compréhension des mécanismes biologiques reliant l’induction du métabolisme hépatique des hormones thyroïdiennes à des effets sur le neurodéveloppement. Il contribue à mieux caractériser les conséquences d’une perturbation thyroïdienne secondaire à une action hépatique, en documentant à la fois les modifications hormonales et les marqueurs morphologiques et moléculaires observés chez la ratte et sa descendance. Les résultats attendus permettront également de comparer plusieurs substances partageant des mécanismes d’action proches, afin d’affiner leur caractérisation toxicologique et de mieux identifier les paramètres pertinents pour l’évaluation de leur potentiel de perturbation endocrinienne. À plus long terme, ce projet apportera des connaissances utiles à l’évaluation du risque pour la santé et à l’amélioration des stratégies de développement et de sélection de composés.
Procédures
Les femelles gestantes et allaitantes vigiles seront administrées journalièrement à l’aide d’une sonde souple adaptée à leur taille et âge, pendant maximum 38 jours (du jour 6 de gestation au jour 20 ou 21 après la mise bas). Cette technique est réalisée en moins de 15 secondes et n’engendre pas de douleur. Durant la période de gestation, un prélèvement sanguin, pourra être réalisé sur animaux vigiles et/ou animaux anesthésiés. Chaque femelle gestante pourra faire l’objet d’un micro-prélèvement à la veine saphène sur animaux vigiles pour un maximum de 200µL ou un prélèvement sanguin plus important, dans la limite des volumes recommandés, pourra être réalisé sous anesthésie à la veine sublinguale ou submentale. Ce prélèvement de sang sera réalisé sur une période d’une durée inférieure à 2 minutes. Au moment du sacrifice terminal (jour 21 de la lactation) un prélèvement à l’aorte abdominale sera réalisé sous anesthésie gazeuse et sans réveil. Pendant la lactation des tests de développement seront réalisés sur les rats juvéniles. Pour mesurer le réflexe auditif, les petits seront isolés quelques minutes et soumis à un son extérieur (clic mécanique) à partir de l’âge de 10 jours, chaque jour jusqu’à l’obtention d’une réponse positive au test. Pour tester la mobilité, le petit sera également déposé sur le dos pour évaluer sa capacité à se retourner en moins de 2 secondes à partir de l’âge de 4 jours, chaque jour jusqu’à l’obtention d’une réponse positive au test. Des organes seront prélevés après la mise à mort des femelles et leur descendance au jour 21 de la lactation.
Impact sur les animaux
Un stress léger peut se produire lors de la manipulation ou de la contention des rattes et de leur descendance ainsi que pendant la période d’hébergement isolé des femelles gestantes. Le gavage effectué à l’aide d’une sonde souple peut induire un léger inconfort et très rarement une irritation de l’œsophage. Un échantillon de sang peut être prélevé sur animaux vigiles par ponction à la veine saphène ou un prélèvement peut être fait après anesthésie par ponction à la veine submentale ou à la veine sublinguale. Le prélèvement de sang peut induire une douleur légère et de légers hématomes au point de prélèvement. De plus, au moment du sacrifice terminal (PND21) un prélèvement à l’aorte abdominale sera réalisé sous anesthésie gazeuse et sans réveil. Afin d’évaluer si le développement des rats juvéniles est normal, pour le système auditif, les petits seront isolés quelques minutes et soumis à un son extérieur (clic mécanique) à partir de l’âge de 10 jours, chaque jour jusqu’à l’obtention d’une réponse positive au test. L’animal sera également déposé sur le dos pour évaluer sa capacité à se retourner en moins de 2 secondes. La nuisance engendrée est un stress léger car les tests sont peu invasifs et non douloureux. Les effets toxiques attendus devraient être modérés, car les trois substances étudiées sont des produits connus : les données disponibles dans la littérature et dans les études précédentes, notamment l’étude de toxicocinétique menée en amont de ce projet permet d’évaluer la tolérance aux doses prévues chez des femelles gestantes et allaitantes ainsi que chez leur descendance, indiquent que peu de signes cliniques sont attendus aux doses retenues. Les signes de toxicité pouvant apparaître en cours d'études incluent des pertes de poids, une diminution de la consommation de nourriture ou des signes cliniques de type augmentation de la salivation, augmentation ou diminution de la mobilité et de l'agressivité, tremblements. D’autre part, des signes cliniques liés à la difficulté à mettre bas naturellement incluant un effort expulsif prolongé, agitation, écoulement vaginal inhabituel, respiration laborieuse, ou des signes cliniques liés à une difficulté à téter des petits à la naissance incluant déshydratation, pâleur, retard de croissance peuvent être observés.
Devenir
En raison du but de l’étude qui est d’évaluer les effets sur la gestation, la lactation et le développement de la descendance, tous les rats seront mis à mort au terme de la procédure pour prélèvements d’organes.
Remplacement
Avant la réalisation de l’étude in vivo, des essais in vitro, notamment sur cultures d’hépatocytes et de thyréocytes en 3D, sont utilisés pour évaluer le potentiel toxique hépatique et thyroïdien des substances. Toutefois, ces approches ne permettent pas de reproduire la complexité d’un organisme entier, en particulier les interactions entre organes et les conditions physiologiques propres à la gestation et à la lactation. Elles ne permettent donc pas, à elles seules, de prédire de manière complète les effets chez la femelle gestante et sa descendance. L’étude chez l’animal reste ainsi nécessaire pour mesurer de façon intégrée les effets sur la mère, les modifications hormonales, l’exposition de la descendance et les conséquences potentielles sur le neurodéveloppement. Les résultats obtenus seront comparés aux données in vitro et utilisés pour alimenter des modèles mathématiques, afin d’améliorer à terme la prédiction des effets sur les hormones thyroïdiennes et le neurodéveloppement, tout en renforçant progressivement le remplacement des études animales.
Réduction
Ce projet est conçu dans le respect du principe de Réduction, en veillant à utiliser le nombre minimal d’animaux compatible avec l’obtention de résultats scientifiquement robustes. Le nombre d’animaux retenu, fondé sur l’expérience du laboratoire, est limité au strict nécessaire pour répondre aux objectifs de l’étude, notamment pour garantir une puissance statistique suffisante pour l’évaluation des paramètres hormonaux. Ainsi, un effectif restreint de 8 femelles accouplées par groupe sera utilisé. Par ailleurs, plusieurs substances seront étudiées au sein d’une même étude, permettant le recours à un groupe témoin unique et contribuant ainsi à limiter le nombre total d’animaux. En outre, seules des molécules préalablement sélectionnées au moyen de méthodes alternatives et considérées comme non dangereuses à ce stade seront évaluées in vivo, afin de restreindre le recours à l’animal au cours du processus de recherche et développement. Enfin, ce projet contribuera également au développement et à la validation d’approches alternatives susceptibles, à terme, de réduire plus largement le nombre d’animaux utilisés en toxicologie.
Raffinement
Les conditions d’hébergement enrichies et adaptées aux rattes gestantes et allaitantes (matériel de nidification), le personnel formé ainsi que l’utilisation d’une manipulation douce des animaux permettent de réduire le stress pré procédural au strict minimum. Les animaux sont observés quotidiennement y compris les week-ends, avec une attention plus particulière le 1er jour de traitement (au moins 2 observations dans la journée) ainsi qu’au moment de la mise bas théorique à partir de GD 21. Ils sont pesés à intervalles réguliers pour vérifier leur croissance et leur bien-être. La consommation de nourriture est également mesurée à intervalle régulier. Des points limites suffisamment prédictifs et adaptés aux femelles gestantes et allaitantes ainsi qu’aux rats juvéniles seront appliqués. Des micro-prélèvements sanguins seront privilégiés. Lors des prises de sang, l’usage d’un tapis chauffant pourra être utilisé pour maintenir la température corporelle des animaux sous anesthésie. Le jour précédent leur mise à mort (sauf pour les rats juvéniles à PND 4), les animaux sont déplacés dans une salle proche de la salle d’autopsie pour éviter le stress du transfert le jour même. Les prélèvements de sang sont réalisés dans une salle séparée et différente de celle utilisée pour la mise à mort. Ce projet est réalisé avec des produits de référence connus à des doses choisies pour perturber l'homéostasie de l'axe hypothalamo- thyroïdien tout en minimisant les nuisances sur le bien-être animal.
Choix des espèces
Le rat est le modèle expérimental choisi en raison de sa courte durée de gestation, de son utilisation fréquente dans les études de toxicologie du développement et de la disponibilité de souche suffisamment caractérisée. Les modèles rongeurs et notamment le rat sont recommandés par la communauté scientifique et les instances réglementaires. Des données historiques issues des études précédemment conduites sont disponibles dans le laboratoire avec l’espèce et la souche choisies. Ces caractéristiques permettent d'obtenir une grande quantité d'informations sur la physiologie et la pathologie de ces animaux. Des jeunes femelles rats accouplées, âgées de 8 à 12 semaines au début de l’étude, seront utilisées dans ce projet, conformément aux pratiques en toxicologie du développement et aux recommandations internationales. Leur descendance sera suivie jusqu’à l’âge de 21 jours après la naissance, ce stade de développement étant particulièrement adapté à l’évaluation des effets des substances administrées à la femelle gestante et allaitante sur le développement embryonnaire, fœtal et postnatal précoce, après exposition in utero puis au cours de la lactation via le lait maternel. En effet, la période allant de la naissance jusqu’à la fin de la lactation, est reconnue comme une fenêtre de sensibilité particulière aux expositions susceptibles d’affecter le neurodéveloppement.
Décontamination de lignées de souris génétiquement modifiées/altérées (GM/GA)
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
- Système respiratoire
10 880 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger à modéré, pour redériver des lignées génétiquement modifiées vers un statut sanitaire donné. 700 mâles sont vasectomisés par voie scrotale sous anesthésie, 3 000 femelles juvéniles reçoivent deux injections hormonales pour produire un grand nombre d'ovocytes, 2 000 femelles adultes sont opérées pour recevoir des embryons, et 5 000 nouveau-nés sont tatoués aux doigts ou subissent une résection de phalanges en vue du génotypage. Les mâles vasectomisés sont tués à la fin de leur vie de reproducteur, les femelles donneuses au moment du recueil des ovocytes, les receveuses au sevrage des petits. Le devenir déclaré porte 10 880 morts, alors que le résumé écrit que les nouveau-nés porteurs des bons génotypes sont "utilisés ensuite pour le maintien de lignées".
Objectifs
Le recours à l’utilisation de lignées murines génétiquement modifiées ou altérées (GM/GA) dans les projets scientifiques est justifié dans le cadre de chacun des projets autorisés. La redérivation vers le statut sanitaire d’intérêt avant l’entrée en élevage est nécessaire pour répondre aux besoins expérimentaux et pour assurer le maintien des animaux dans des conditions optimales. Les élevages des lignées au statut sanitaire approprié (Exempts d'un certain nombre d'agents Opportunistes et Pathogènes Spécifiques à l’espèce étudiée selon une liste d’exclusion internationale, ou au statut axénique ou « germ-free », en lien avec les thématiques de recherche de l’EU) sont déjà effectués de façon centralisée dans des zones d’élevages dédiées. Le regroupement de ces élevages après redérivation dans une organisation centralisée, gérés par du personnel formé, compétent et affecté à cette mission de façon permanente, dans une zone d’élevage dédiée de très haut statut sanitaire, apporte une solution optimale au bon respect de la règle des 3R, en particulier l’ajustement du nombre d’animaux produits rapporté aux besoins de chaque unité utilisatrice.
Bénéfices attendus
Les lignées murines génétiquement modifiées ou altérées (GM/GA) sont obtenues suite à la modification de leur matériel génétique soit par une technique de manipulation génétique (GM) soit par l’apparition de mutations spontanées (GA), ce qui leur confère une caractéristique nouvelle. Les nouvelles lignées GM/GA importées sont redérivées pour pouvoir être élevées dans les meilleures conditions sanitaires possibles de façon à préserver leur bonne santé. Ceci est encore plus important pour les lignées immunodéficientes à phénotype dommageable (leur élevage post-redérivation est assuré dans le cadre d’un autre projet autorisé). Le bénéfice de ce projet est à rapporter à ceux autorisés de chacune des entités de recherche ayant recours à des lignées murines GM/GA pour leurs projets expérimentaux spécifiques en vue de répondre à une ou plusieurs hypothèses scientifiques dans le domaine de recherche scientifique fondamentale/biomédicale concerné. Ces modèles de souris GM/GA sont indispensables pour l’étude de la fonction et de la régulation de gènes au cours de processus biologiques physiologiques (développement embryonnaire, vieillissement…) et pathologiques (infections, cancers, maladies immunitaires, maladies neurologiques…). Ils sont aussi utilisés par la communauté scientifique pour tester les concepts permettant de développer de futures thérapies innovantes.
Procédures
Les nuisances prévues sont les suivantes : - 700 mâles adultes seront vasectomisés par voie scrotale, sous anesthésie, à raison de 15-20 min d’intervention chirurgicale/animal en 1 fois ; - 3000 femelles juvéniles recevront 2 injections hormonales à l’état vigile à raison de quelques secondes/animal afin d’obtenir un grand nombre d’oocytes pour la réalisation d’une fécondation in vitro ; - 2000 femelles adultes receveuses seront réimplantées avec des embryons, sous anesthésie, à raison de 15-20 min d’intervention chirurgicale/animal en 1 fois ; - 180 femelles adultes recevront une injection hormonale à J17.5 de gestation, à raison de quelques secondes/animal ; - 5000 nouveau-nés des deux sexes, seront identifiés et prélevés à l’état vigile en vue de génotypage, soit par tatouage au niveau des doigts (quelques secondes) et par prélèvement tissulaire au niveau de l’oreille ou de la queue (quelques secondes) ; soit par un prélèvement tissulaire unique par résection de phalanges (quelques secondes) ; soit à un prélèvement tissulaire au niveau de l’oreille (quelques secondes) et à un prélèvement sanguin au niveau de la veine faciale (quelques secondes).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus sont : - l’administration des hormones/médicaments peut induire un stress léger lors de la contention ainsi qu’une courte douleur au point d’injection liée à la piqûre elle-même, - les opérations de chirurgie (vasectomie pour les mâles et transfert embryonnaire pour les femelles) peuvent induire une désorientation et un stress des animaux lors du réveil de l’anesthésie, ainsi qu’une douleur locale post-chirurgie, - la contention et la réalisation de prélèvements en vue de l’identification et du génotypage des animaux, peut induire un stress et une douleur locale brève et transitoire. Les douleurs peuvent être classées en deux types : - légère (équivalente à l’introduction d’une aiguille) pour les injections d’hormones ou lors du tatouage et des biopsies tissulaires ou du prélèvement sanguin pour identification/génotypage, - modérée à la suite de l’opération chirurgicale, avec des douleurs localisées au niveau du scrotum chez les mâles vasectomisés et au niveau du plan musculo-péritonéal chez les femelles réimplantées.
Devenir
L’ensemble des animaux inclus dans chacune des 4 procédures (P1 à P4) sont mis à mort : - à la fin de sa vie de reproducteur pour les mâles vasectomisés (performance au coït en baisse voire absente nécessitant un renouvellement après réforme), - au moment du recueil des ovocytes pour les femelles donneuses, - au moment du sevrage pour les femelles receveuses (une intervention chirurgicale unique sur l’appareil reproducteur) des petits nés issus des lignées murines GM/GA à décontaminer, - au moment du prélèvement d’utérus pour les femelles d’intérêt. Ces animaux ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés. Les animaux de la procédure 5 sont soit mis à mort (animaux ne portant pas les génotypes d‘intérêt) soit utilisés ensuite pour le maintien de lignées (animaux porteurs des bons génotypes).
Remplacement
En amont du projet, les entités de recherche effectuent des analyses préalables de l’existence de méthodes alternatives NAMs (Non-Animal Methods) : culture cellulaires in vitro, organoïdes, organes-on-chip et modélisation computationnelle pour éviter l’utilisation d’animaux. Cependant encore aujourd’hui, seul un organisme intégré (entier) permet d’étudier, de récapituler et de comprendre les interactions entre les cellules dans les tissus, l’ensemble des organes et plus largement les différents systèmes physiologiques. Le recours à l’animal est justifié au niveau des projets de recherche des entités souhaitant utiliser les différentes lignées importées.
Réduction
Pour la décontamination, le nombre d’adultes donneurs et de femelles receveuses nécessaires au succès de l’opération varie sensiblement d’une lignée à une autre. Nous procédons toujours par étapes en produisant par fécondation in vitro (FIV), un premier lot d’embryons en attendant de voir les résultats du transfert (nombre de petits nés) avant de produire un second lot. De même lors de redérivation par hystérectomie aseptique nous attendons de voir les résultats d’adoption de la 1ère séance avant de démarrer une seconde séance. Notre expérience a permis de revoir à la baisse le nombre de femelles donneuses d’ovocytes sans compromission des résultats de la FIV. La très grande majorité (90%) des lignées murines qui nous sont confiées sont redérivées après 1 seule session de décontamination. La cryopréservation et l’évaluation systématique depuis fin 2024, de la semence des mâles donneurs de sperme de provenance extérieure permet de qualifier selon des critères précis et définis le mâle et/ou la quantité de sperme à utiliser préférentiellement pour la FIV Le nombre des femelles receveuses est ajusté au plus juste au regard du statut génétique attendu des embryons à réimplanter issus de la FIV. Aussi, des embryons de plusieurs lignées sont réimplantées le même jour pour que les problèmes éventuels avec les embryons d’une lignée soient compensés par les meilleurs résultats obtenus avec une autre et/ou que des embryons de lignées différentes puissent être groupés dans une même femelle. Le marquage et le génotypage précoce sur nouveaux nés permet d’identifier les animaux de façon unique non ambiguë et d’obtenir un bout de tissu, qui servira pour extraire l’ADN de l’animal et l’amplifier ensuite par réaction de polymérisation en chaîne (PCR). L’ensemble est réalisé précocement (7-10j) afin d’avoir les résultats très rapidement et avant le sevrage. Cela permet de ne pas conserver des animaux non utiles et de savoir très vite si un second round de décontamination doit être mis en place ou non.
Raffinement
L’ensemble des procédures nécessitant de la chirurgie se fait sous anesthésie générale gazeuse couplée à une analgésie multimodale permettant de prendre en charge de manière complète la douleur liée à ces actes chirurgicaux. Un fluide réhydratant réchauffé à 37°C est systématiquement injecté en fin d’opération chirurgicale palliant une éventuelle déshydratation tout en offrant une bonne reprise de l’homéostasie et un réveil rapide de qualité. L’utilisation d’une litière douce avant et après l’intervention particulièrement pour les mâles vasectomisés limite l’inconfort en favorisant la cicatrisation. Les souris opérées sont placées sur un plateau chauffant jusqu’à leur réveil et reçoivent des graines de tournesol disposées au fond de la cage avant stabulation. Les animaux sont évalués pendant les 48h suivant l’opération pour vérifier que la cicatrisation se passe bien. Il est rarissime d’observer des complications dans ce type de procédures. En cas d’observation d’une souffrance chez un animal post-opératoire qui n’est pas résolue en 48h l’animal est mis à mort. Les mâles vasectomisés une fois cicatrisés sont très rapidement accompagnés par une femelle du même âge durant toute leur vie afin de conserver le caractère grégaire de l’espèce, sans nuire à leur libido tout en vérifiant le maintien de sa stérilité au cours du temps. Nous réalisons pour la vasectomie des mâles une chirurgie scrotale qui est moins invasive, mieux tolérée et permet d’éviter des complications liées à la chirurgie abdominale pratiquée traditionnellement, comme par exemple la péritonite, et par conséquent induisant moins de souffrance. De surcroît, si lors de la procédure de chirurgie en vue de réimplantation d’embryons la femelle receveuse n’est pas en état de pseudo gestation par constatation de l’absence d’ampoule au niveau de l’oviducte, alors nous procéderons à une stérilisation par ovariectomie en lieu et place d’une mise à mort de l’animal. Ainsi, cette femelle pourra jouer le rôle de « femelle accompagnatrice » par ajout dans la cage d’un mâle et éviter un hébergement individuel.
Choix des espèces
La souris en tant que mammifère est le modèle de choix pour les expériences menées en recherche fondamentale et biomédicale. En effet, le génome des rongeurs de laboratoire à 99% proche de celui de l’humain est facilement modifiable à façon. Grâce à la performance, en perpétuelle évolution, des outils de transgénèse, il existe plusieurs milliers de lignées murines GM/GA qui sont parfaitement caractérisées/définies et présentent de grandes similarités avec les systèmes humains ce qui permet de transposer les découvertes du modèle murin chez l’humain. La pertinence du choix de la souris pour ces projets est justifiée dans les projets scientifiques eux-mêmes. - Les mâles donneurs de sperme sont des adultes. - Les femelles donneuses d’ovocytes sont des juvéniles, généralement prépubères répondant mieux au traitement hormonal de la superovulation. - Les mâles vasectomisés, les femelles receveuses et gestantes d’intérêt sont des adultes. - Des jeunes (2 sexes) seront identifiés et génotypés pour sélection des animaux d’intérêt à conserver post-sevrage.
Élevage d’une lignée de souris modèle pour l’étude de la maladie d’Alzheimer – Modification
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Nées dans un élevage de la lignée Tau22 maintenue pour l'étude de la maladie d'Alzheimer, 321 souris subissent une biopsie de l'oreille entre leur septième et leur dixième jour, geste de quelques secondes classé en souffrance légère. 267 d'entre elles sont tuées, notamment pour prélever des tissus cérébraux, et 54 sont réutilisées, les reproducteurs pouvant être "réformés pour prélèvement de tissus" une fois leur fécondité déclinante. Le porteur indique que la mutation portée par cette lignée se traduit par "une anxiété plus accrue", à laquelle répondent des huttes et des tubes en carton supplémentaires. Il rattache le choix de l'espèce à une architecture cérébrale proche de celle du cerveau humain, en particulier l'hippocampe, et à un développement embryonnaire de 21 jours.
Objectifs
Les objectifs de ce projet sont : 1) méthode de génotypage invasive 2 ) maintien de la lignée Tau22 à phénotype dommageable sous forme respirante et de tirer profit des animaux générés par les accouplements d’élevage et par les animaux reproducteurs reformés pour effectuer un prélèvement de tissus à l’âge adulte Modification du 17/07/26. 3) L'élevage permet de produire à la fois des animaux présentant les signes de la maladie et des animaux sains de même âge, et ainsi permettre des comparaisons entre les deux.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus seront 1) la caractérisation génétique de la lignée pour l'optimisation de la gestion de son élevage et pour la production pour fournir des animaux pour nos projets scientifiques; 2) maintenir notre lignée de souris à phénotype dommageable pour l’étude des mécanismes autophagiques impliqués dans la dégradation de la protéine Tau pathologique au cours du développement de la maladie d’Alzheimer, ce qui permettra à terme d’identifier des stratégies thérapeutiques dans les maladies neurodégénératives comme la maladie d’Alzheimer
Procédures
Modification du 11/05/2026. Les animaux subiront une seule fois, une biopsie à l'oreille entre leur 7ieme et 10ieme jours. Cette procédure ne durera que quelques secondes.
Impact sur les animaux
Les animaux subissent une biopsie avec comme nuisances une douleur légère de courte durée avec un risque de saignements. La nuisance liée au phénotype dommageable de ces souris sera une anxiété plus accrue.
Devenir
Mise à mort pour prélèvement de tissus cérébraux et suite au déclin de la maturité sexuelle. Modification du 11/05/2026. Les animaux reproducteurs peuvent être réformés pour prélèvement de tissus.
Remplacement
Dans la maladie d'Alzheimer, une protéine anormale, Tau, s'agrège et se propage de neurone en neurone. Cette protéine Tau est le principal constituant des neurones en dégénérescence neurofibrillaire dans la maladie d'Alzheimer. Ces neurones sont envahis d'amas protéiques en forme de filaments qui bloquent le fonctionnement neuronal. Aujourd'hui, les mécanismes qui aboutissent à l'agrégation de Tau et à la formation de ces lésions demeurent inconnus et il est donc très difficile de reproduire ces changements de la protéine Tau in vitro. C’est pourquoi le prélèvement de tissus cérébraux de souris Alzheimer est important pour détecter cette forme pathologique de Tau et pour mieux comprendre comment favoriser la dégradation de cette protéine Tau en étudiant directement ses interacteurs in vivo (dans ce projet la protéine autophagique NDP52 sera étudiée). En fonction du génotypage les animaux seront utilisés pour les accouplements.
Réduction
Le nombre d’animaux sera limité au strict nécessaire par une gestion appropriée des plannings de reproduction et des accouplements réalisés afin de maximiser la production de génotypes utiles. Le projet fournira aussi de façon régulière des tissus cérébraux servant de base pour les expériences réalisées au laboratoire, par conséquent aucune analyse statistique n’est prévue sur les animaux utilisés dans ce projet. Enfin, cette lignée transgénique sera cryoconservée, ce qui permettra de ne pas maintenir sous forme respirante la lignée lorsque nous aurons terminé nos analyses.
Raffinement
Modifcation du 17/07/2026. Les animaux reproducteurs seront habitués à l’expérimentateur par une routine d’élevage (toujours le même expérimentateur, toujours le même jour d’accouplement, à la même heure) ce qui permet de diminuer le stress des animaux. La réforme de ces animaux se fait avant la survenue de dommages liés à la mutation. Une manipulation régulière, par contention douce (dans le creux de la main ou dans un tube en carton servant d’enrichissement) sera privilégiée comme méthode de manipulation des animaux. La taille de la biopsie, à l’oreille, sera limitée à une taille réduite. Pour pallier à l’anxiété possible des souris Tau22, les souris auront un enrichissement renforcé : ajout de plusieurs huttes ou tubes en carton en fonction du nombre d'animaux /cages ; elles seront maintenues en groupe et des niveaux sonores bas seront privilégiés au sein de la structure.
Choix des espèces
Modification du 11/05/2026 Le choix d’un modèle de souris est justifié car il s’agit d’une espèce dont l’architecture cérébrale est proche de l’architecture du cerveau humain (en particulier l’hippocampe). Par ailleurs la souris présente un développement embryonnaire rapide (21 jours). Les animaux seront sélectionnés à l’âge de maturité sexuelle (6 semaines chez les mâles, 7 semaines chez les femelles) et utilisés en reproduction préférentiellement entre 3 et 4 mois d'âge, avant les 6 mois d'âge à partir desquels la fertilité diminue. En cas de besoin les animaux pourront être mis en reproduction entre 4 et 6 mois d'âge, en l’absence de reproducteurs plus jeunes disponibles. Les tissus seront prélevés principalement sur des animaux à des âges adultes allant de 3 à 12 mois. Les animaux avec un génotype non pertinent seront utilisés pour prélever des tissus à l’âge adulte. Aussi des animaux témoins sains pourront également faire l’objet de prélèvements.
Etude de l’effet de nouvelles cibles thérapeutiques dans un modèle de péritonite induite par l’administration par voie intrapéritonéale de LPS ou de zymosan A chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Le protocole repose sur des composés fournis par des clients, qui s'engagent à en faire valider la toxicité in vitro avant le passage in vivo. 1 620 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées à l'issue pour des analyses immunologiques et histologiques. Une injection intrapéritonéale de LPS ou de zymosan déclenche une péritonite aiguë, suivie de trente-quatre administrations au maximum par souris pendant dix-sept jours, de cinq prises de sang au plus sur animal vigile, et d'un prélèvement terminal. Le porteur écrit que les molécules testées devraient "améliorer le bien-être des animaux" en réduisant les douleurs inflammatoires que le protocole leur a lui-même infligées.
Objectifs
La péritonite est une inflammation aiguë du péritoine, localisée ou généralisée, dont la cause est le plus souvent infectieuse. La réaction locale puis générale peut rapidement entraîner le décès. Le diagnostic doit donc être rapide et le traitement est une urgence chirurgicale. Actuellement, la péritonite est parmi les dix premières causes de mortalité dans les unités de soins intensifs. Le projet a pour objectif d’évaluer l’efficacité pharmacologique et les mécanismes d’action de molécules candidates dans des modèles murins de péritonite aiguë induite par le lipopolysaccharide (LPS) ou le zymosan. L’inflammation aiguë constitue un mécanisme central de nombreuses pathologies infectieuses et inflammatoires. Les modèles de péritonite induite par le LPS ou le zymosan permettent de reproduire une activation contrôlée de l’immunité innée, caractérisée notamment par le recrutement de cellules inflammatoires dans la cavité péritonéale, la production de cytokines pro-inflammatoires et l’activation de voies de signalisation impliquées dans la réponse immunitaire. Le projet vise à caractériser la réponse inflammatoire, évaluer les effets anti-inflammatoires ou immunomodulateurs des molécules testées, améliorer la compréhension des mécanismes physiopathologiques impliqués dans les processus inflammatoires aigus. Les analyses reposeront sur le recrutement cellulaire péritonéal, des dosages de médiateurs inflammatoires et des analyses histologiques.
Bénéfices attendus
Les résultats attendus pourraient contribuer à l’identification et au developpement de nouvelles cibles thérapeutiques dans des pathologies inflammatoires aiguës ou systémiques et contribuer à l’amélioration des stratégies thérapeutiques visant à limiter les conséquences délétères d’une réponse inflammatoire excessive. Ce projet fournira également des données précliniques nécessaires à l’évaluation de l’efficacité de nouvelles molécules avant une éventuelle transposition vers des études cliniques chez l’Homme. À plus long terme, ces travaux pourraient contribuer à améliorer la prise en charge de pathologies associées à une inflammation aiguë non contrôlée, telles que les péritonites infectieuses, le sepsis ou certaines maladies inflammatoires systémiques.
Procédures
Les animaux vont être soumis des administrations de l'inducteur (1 administration/souris; 30 secondes) et de composés (maximum 34 administrations/souris, d’une durée de 30 secondes, répété 1-2 fois/jour durant 17 jours) ainsi que maximum 5 prélèvements de sang sur animaux vigiles durant l'étude et un prélèvement terminal sous anesthésie (30 secondes/prélèvement).
Impact sur les animaux
Ce modèle induit des douleurs inflammatoires chez l’animal, pouvant entraîner une perte de poids. L’administration des traitements par injections répétées (1 à 2 fois/jour pour les injections sous-cutanées, 1 fois/jour pour les injections intrapéritonéales, 2 fois/semaine pour les injections intraveineuses ou 1 fois/semaine pour les injections intramusculaires) nécessite une contention de l’animal et entraîne une douleur légère et transitoire liée à la piqûre de l’aiguille (quelques secondes). Les injections intraveineuses peuvent être réalisées soit dans la veine caudale, soit au niveau du système veineux orbital. Elles peuvent provoquer une légère douleur lors de la ponction, un stress lié à la contention ainsi que, de façon occasionnelle, un petit hématome au point d’injection. Les injections intramusculaires peuvent entraîner une douleur légère à modérée au moment de l’injection ainsi qu’une sensibilité locale transitoire. De rares petits hématomes ou une légère inflammation locale peuvent être observés au site d’injection. Les administrations par voie intranasale réalisées sous anesthésie gazeuse peuvent provoquer une gêne passagère liée au dépôt du produit dans les cavités nasales, pouvant s’accompagner d’éternuements. Elles induisent également un léger stress lié à la contention. Ces effets sont de courte durée. Les administrations par voie intratrachéale sont réalisées sous anesthésie gazeuse. Aucune douleur n’est attendue pendant la procédure. Les traitements administrés par voie orale (gavage) peuvent entraîner un léger stress lié à la contention et une gêne transitoire lors de l’introduction de la sonde (quelques secondes). Les prélèvements sanguins réalisés sur animaux vigiles induisent une douleur légère et transitoire liée à la ponction ainsi qu'un léger stress lié à la contention. Des prélèvements submandibulaires pourront être réalisés selon les études, dans la limite de deux prélèvements par semaine. Ils peuvent entraîner une douleur légère au moment de la ponction, un faible saignement local et, occasionnellement, un petit hématome transitoire. Un prélèvement sanguin terminal pourra être réalisé au niveau du sinus rétro-orbitaire sous anesthésie gazeuse immédiatement avant la mise à mort. Aucune douleur n'est attendue. Les molécules administrées ont pour objectif de réduire les douleurs inflammatoires induites par le modèle et devraient ainsi améliorer le bien-être des animaux en fonction de leur efficacité.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort afin d'effectuer des prélèvements qui permettront d’analyser différents paramètres immunologiques et histologiques. Ces prélèvements permettront de vérifier l'efficacité des candidats médicaments sur la maladie.
Remplacement
Nous proposons dans ce projet de mettre en place un modèle de péritonite chez la souris afin de pouvoir tester in vivo l’efficacité de nouvelles thérapies dans le cadre d’une monothérapie ou d’une combinaison thérapeutique. Ces nouvelles thérapies sont en premier lieu testées et validées sur des lignées cellulaires afin de sélectionner les doses à appliquer in vivo pour l'étude d'efficacité. Cependant, les méthodes substitutives à l’expérimentation animale ne peuvent être utilisées ici puisque nous testons des molécules candidat médicament, tests nécessaires avant l’initiation d’une phase clinique. Aucun modèle expérimental in vitro ou aucune modélisation informatique n’est à même de remplacer l’animal entier pour étudier l’efficacité de molécules thérapeutiques et les interactions entre les différents acteurs cellulaires et moléculaires des réponses inflammatoires. Nos clients s'engagent à ce que la toxicité des composés ainsi que du véhicule fourni soit validée in vitro sur des modèles pertinents avant leur passage en étude in vivo. Ils s’engagent également à recourir au modèle animal car il n’existe pas à leur connaissance d’autre modèle à même d’évaluer l’efficacité de leur molécule.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé sera réduit au minimum nécessaire (12 souris/groupe) pour obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement significatifs évitant ainsi de refaire plusieurs fois les mêmes expérimentations. Les tests statistiques utilisés permettront de comparer 2 groupes indépendants entre eux en prenant en compte 1 variable ou bien de comparer 2 groupes indépendants entre eux en prenant en compte 2 variables. Le nombre d’animaux a été minimisé tout en garantissant une puissance statistique suffisante pour détecter l’effet biologique attendu entre le groupe contrôle sain et les groupes malades, caractérisé par une différence significative.
Raffinement
Les animaux sont observés quotidiennement pour s’assurer de leur bien-être et pour détecter la douleur au moment de l’expérimentation. De plus, si des animaux présentent des signes de souffrance au cours de l'étude, un analgésique sera administré et des croquettes humides seront ajoutées dans les cages. Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués, prenant en compte la perte de poids de la souris, son aspect général ainsi que sa posture et mobilité.
Choix des espèces
Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordre scientifiques, pratiques et éthiques : - Nos modèles d'études ont été développés sur les souches de souris dont les génomes possèdent 99% de similitude avec le génome humain, et ne présentent aucun gène manquant ou supplémentaire pouvant modifier l’intensité de la réponse immunitaire attendue. - La souris est un animal pour lequel les outils génétiques, les anticorps spécifiques permettent la caractérisation des réponses immunitaires au niveau cellulaire/moléculaire sont les plus développés. Les animaux sont utilisés au stade adulte (7 semaines minimum) afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et dont le système immunitaire est mature
Rôle du système immunitaire dans la progression de la pathologie du foie dans un modèle de souris développant un foie gras
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Une souris qui fait plus de trois hypoglycémies au cours de la procédure est mise à mort. 152 souris vont être utilisées dans des procédures dont le niveau de souffrance va de léger à sévère, dont 80 rendues malades d'une glycogénose hépatique par cinq injections quotidiennes vers six à huit semaines. À sept jours, un morceau d'oreille d'un millimètre leur est prélevé pour génotypage, puis leur glycémie est suivie par mini-incision de la queue, avec trois à quatre prises de sang mensuelles. Le porteur compte 1 à 2 % de décès par hypoglycémie sévère, survenant en général la nuit. La moitié des souris est tuée pour le prélèvement du foie, du cerveau et des gonades, l'autre pendant une chirurgie de purification des cellules du foie, toutes entre trois et quatre mois après l'induction, avant l'apparition des tumeurs que le projet cherche à comprendre.
Objectifs
Le carcinome hépatocellulaire est la forme la plus fréquente de cancer du foie. Dans la majorité des cas, ce cancer apparaît après plusieurs étapes de dégradation du foie : accumulation de graisse dans les cellules hépatiques (stéatose), inflammation chronique, fibrose (formation excessive de tissu cicatriciel) puis cirrhose. En effet, plus de 80 % des cancers du foie se développent sur un foie déjà cirrhotique. Cependant, certaines personnes développent un cancer du foie sans présenter de fibrose ou de cirrhose importantes. Cette situation est observée notamment chez les patients atteints de glycogénose de type 1a, une maladie génétique rare. Chez ces patients, une enzyme essentielle à la production de glucose est absente ou déficiente. L’organisme ne peut donc pas maintenir une glycémie normale pendant le jeûne, ce qui entraîne des hypoglycémies sévères. À long terme, 70 à 80 % des patients adultes développent des tumeurs du foie. Habituellement, l’excès de graisses dans le foie devient toxique pour les cellules hépatiques. Les cellules endommagées déclenchent alors une réaction inflammatoire impliquant différentes cellules immunitaires. Ces cellules produisent des molécules favorisant l’inflammation et la formation de fibrose. Fait surprenant, chez les patients atteints de glycogénose, les marqueurs de l’inflammation sont peu élevés et la fibrose est faible, voire absente, même lorsque des tumeurs sont présentes. Ces observations suggèrent que le cancer du foie se développe par des mécanismes différents de ceux décrits habituellement. L’objectif de ce projet est d’étudier les cellules immunitaires présentes dans le foie de souris modèles de glycogénose et de les comparer à celles de souris rendues obèses/diabétiques et développant une fibrose classique. Grâce à des analyses réalisées à l’échelle de la cellule unique, nous identifierons les populations de cellules du foie impliquées dès les premiers stades de la maladie. Ces travaux pourraient révéler de nouveaux mécanismes d’apparition des tumeurs hépatiques, ouvrant la voie à des stratégies thérapeutiques ciblées pour les patients atteints de glycogénose et, plus largement, pour les maladies métaboliques associées à un risque accru de tumeurs hépatiques.
Bénéfices attendus
À long terme, ce projet vise à mieux comprendre le rôle du système immunitaire et l'apparition de la fibrose dans le développement des maladies du foie et des tumeurs hépatiques. Les chercheurs s'intéressent à deux maladies métaboliques : la glycogénose de type 1, une maladie rare en comparaison avec le diabète associé à l'obésité, maladie considérée comme une épidémie Par cette approche, ils espèrent mieux comprendre comment les cancers du foie apparaissent dans des foies qui accumulent de la graisse (foie stéatosique), avec ou sans fibrose. En général, le cancer du foie se développe sur un foie très abîmé appelé foie cirrhotique. Cependant, des études récentes montrent que certaines tumeurs peuvent aussi apparaître chez des patients diabétiques dont le foie ne présente pas de fibrose importante. Ces travaux pourraient donc aider à identifier les mécanismes responsables de la formation des tumeurs dans différentes situations et, à terme, permettre une prise en charge plus adaptée à chaque patient selon l'évolution de sa maladie.
Procédures
Afin de sélectionner les souris transgéniques nécessaires au projet, un petit morceau (1mm) de tissu sera prélevé à l’extrémité externe de l’oreille pour caractériser leurs gènes. La durée du geste est de quelques secondes. A l’âge de 6-8 semaines, toutes les souris subiront une injection tous les jours pendant 5 jours (quelques secondes/souris) pour induire la glycogénose. Les souris avec une glycogénose peuvent développer des hypoglycémies sévères si elles ne s’alimentent pas régulièrement ou lors d’anesthésie. Actuellement, la gestion de l’élevage permet de limiter les décès liés aux hypoglycémies sévères, mais 1 à 2% de décès peuvent être rencontrés généralement durant la nuit. Le suivi de leur glycémie pourra nécessiter une microgoutte de sang, prélevée à l’extrémité de la queue après une mini-incision, réalisée en quelques secondes. Les souris développent une stéatose (accumulation de lipides dans le foie) qui peut être associée à des atteintes hépatiques comme une fibrose, la perte de la fonction hépatique caractérisée par l’apparition d’un ictère (coloration jaunâtre des extrémités) ou le développement de tumeurs à plus long terme (>6 mois). Un prélèvement sanguin sera réalisé tous les mois pour suivre la progression de la maladie et durera environ 15 secondes (au total, 3 à 4 prélèvements/souris). Une partie des souris subiront une chirurgie afin de purifier les différentes cellules du foie. La chirurgie durera moins de 15 minutes et les animaux seront mis à mort. La deuxième partie des souris sera mise à jeun pendant 6h, en fin de protocole, avant leur mise à mort. Une prise de sang sera réalisée juste avant la mise à mort. Le prélèvement durera environ moins de 30 secondes.
Impact sur les animaux
A l’âge de 7 jours, les souris transgéniques subissent une biopsie afin de les génotyper. Ceci entraine une légère douleur et un stress lié à la contention des nouveau-nés. L’induction de la glycogénose sera obtenue après une série d’injections en sous-cutané pendant 5 jours, à l’âge de 6-8 semaines, pouvant engendrer une légère douleur. L’immobilisation de la souris ne nécessite pas de contention en main mais peut induire un léger stress. Les hypoglycémies sévères, en dessous de 30-40 mg/dl, peuvent entrainer un mal-être important, voir un coma ou un décès. Les souris ayant des atteintes hépatiques peuvent présenter des signes de mal-être, généralement associés à une perte de poids. Les prélèvements sanguins peuvent entrainer une légère douleur et la contention de l’animal entraine un stress. La chirurgie peut entrainer de la douleur qui est réduite par une anesthésie et une analgésie adaptée et un risque d’hémorragie qui est limité par la maitrise de l’hémostase.
Devenir
La moitié des animaux sera mis à mort en fin d’expérimentation afin de prélever des tissus dont le foie, le cerveau et les testicules ou ovaires, pour réaliser des analyses au niveau structurel et moléculaire. La deuxième moitié des animaux subira une chirurgie pour purifier les cellules du foie et quantifier chaque sous-type de cellules immunitaires. Les animaux seront mis à mort pendant la chirurgie.
Remplacement
Aujourd’hui, les chercheurs savent fabriquer en laboratoire de petites versions simplifiées du foie, appelées organoïdes, à partir de plusieurs types de cellules du foie (les cellules qui fabriquent les substances du foie, celles qui transportent la bile, certaines cellules immunitaires du foie, etc.). Cependant, dans la glycogénose, le fonctionnement du foie ne dépend pas seulement de ces cellules locales. Il repose aussi sur des échanges complexes entre les cellules du foie et des cellules immunitaires qui arrivent par le sang. Les chercheurs ont également observé que certains changements observés dans le foie semblent être contrôlés en partie par un système hormonal, qui implique notamment le cerveau et l’hormone de croissance. Pour comprendre correctement tous ces mécanismes, il ne suffit donc pas d’étudier un foie isolé ou un organe fabriqué en laboratoire : il faut utiliser un modèle animal, qui permet de conserver les interactions naturelles entre plusieurs organes. Dans cette étude, plusieurs organes et tissus seront analysés en même temps — une région du cerveau (l’hypothalamus), l’hypophyse, les testicules, le foie et le sang — afin de comprendre comment l’ensemble de l’organisme participe à la maladie. La souris est le modèle le plus adapté pour plusieurs raisons : -Un métabolisme proche de l’humain -Un modèle unique de la maladie hépatique obtenu par transgenèse : chez la souris atteinte de glycogénose hépatique, la maladie du foie reproduit fidèlement les principales caractéristiques observées chez les patients. Elle résulte d'une surcharge métabolique, un mécanisme également impliqué dans des maladies fréquentes comme le diabète. -Des outils scientifiques robustes : Les chercheurs disposent de nombreuses données et d’outils génétiques pour étudier précisément différents facteurs d’intérêt dans le foie.
Réduction
Pour obtenir des résultats fiables, il faut analyser un nombre suffisant d’échantillons afin de réaliser des analyses statistiques permettant de comparer les différents groupes analysés. Une méthode statistique robuste sera utilisée. La connaissance des modèles animaux et des approches moléculaires utilisées nous a permis de définir un nombre d’animaux minimum par groupe. Comme les souris atteintes de glycogénose ont un risque de décès lié aux possibles hypoglycémies, nous avons prévu d’augmenter le nombre de ces animaux pour ne pas compromettre les analyses statistiques. Les maladies métaboliques (comme le diabète) peuvent se développer différemment chez les mâles et les femelles. Il est donc essentiel d’inclure les deux sexes pour obtenir des résultats complets. Au total, 152 souris (mâles et femelles) seront étudiées, dont 80 souris atteintes de glycogénoses. Les reproductions seront arrêtées dès que ce nombre sera atteint, pour éviter d’utiliser plus d’animaux que nécessaire.
Raffinement
Pour réduire la douleur, les prélèvements de tissus (biopsies) seront réalisés sur des souriceaux âgés de 7 à 10 jours, à un moment où leurs terminaisons nerveuses ne sont pas encore totalement développées. Afin d’éviter le stress dû à la séparation d’avec leur mère, les soigneurs manipuleront les petits en portant des gants imprégnés de la litière de leur cage, pour conserver leur odeur familière. Pour habituer les souris à être manipulées et réduire leur stress, elles seront régulièrement en contact avec les expérimentateurs et seront prises en main à l’aide d’un petit tunnel plutôt qu’attrapées directement. Les griffes des souris pourront être coupées si l’animal se gratte. Tous les animaux seront hébergés en groupe dans des conditions réglementaires. La maladie est ciblée uniquement dans le foie à l’âge adulte, ce qui permet d’éviter un retard de croissance lié à la glycogénose; les animaux passent la période périnatale sans phénotype dommageable. Le personnel technique est formé à la reconnaissance des signes d’hypoglycémie et à la conduite à tenir. Les risques d’hypoglycémie sont contrôlés en réduisant les efforts des souris pour accéder à la mangeoire (croquettes au sol et des tétines des biberons longues). En cas d’hypoglycémie sévère, la souris sera injectée avec une solution de glucose et une partie de la cage sera placée sur une plaque chauffante pour maintenir sa température corporelle. L’animal sera mis à mort s’il développe plus de 3 hypoglycémies au cours de la procédure. Lors des mises à jeun, les souris sont placées dans de grandes cages avec des maisons en plastique pour limiter l’agressivité et le stress. Pour assurer leur confort thermique, une partie des cages est placée sur une plaque chauffante. Grâce à la bonne connaissance de ce modèle animal, des critères précis ont été définis pour éviter toute souffrance inutile. Les souris seront euthanasiées précocement (entre 3 et 4 mois après l’induction de la maladie), avant que la maladie hépatique entraine l’apparition de tumeurs et de signes de mal-être. Les chirurgies seront réalisées sous anesthésie avec un traitement analgésique et antalgique adapté afin de limiter la souffrance de l’animal. La surveillance du bien-être des souris est basée sur le contrôle de leur poids, les taux de marqueurs sanguins d’atteintes hépatiques (transaminases), l’apparition d’un ictère et l’observation de leur comportement ; Des points limites et spécifiques du projet ont été définis.
Choix des espèces
Mus musculus. Nous avons choisi d’utiliser la souris pour notre projet de recherche car, contrairement à d’autres espèces comme le poisson, elle possède des mécanismes de régulation du métabolisme similaires à ceux de l’être humain. De plus, il est possible dans cette espèce de désactiver précisément un gène important dans le foie grâce à des techniques génétiques avancées. Ce modèle de souris imite très fidèlement la maladie hépatique associée à la glycogénose, ce qui en fait un outil précieux pour mieux comprendre cette pathologie et développer de nouvelles approches. Au laboratoire, tous les outils nécessaires, comme des anticorps spécifiques à la souris, sont disponibles pour analyser les effets de la maladie et des traitements. Les manipulations sur les souris seront limitées et réalisées à différents âges : une petite biopsie de l’oreille sera faite chez les bébés souris (entre 7 et 10 jours) pour vérifier leur patrimoine génétique. Ensuite, les expérimentations seront réalisées à l’âge de 3 à 4 mois, juste avant l’euthanasie des souris.
Evaluation de la perméabilité du tissu colique et des vaisseaux sanguins dans un modèle murin carencé en ascorbate
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Les souris de ce projet portent une double mutation qui les prive de la capacité à fabriquer leur vitamine C, et 48 d'entre elles ainsi que 8 femelles reproductrices subissent une carence entretenue de la naissance jusqu'à la mise à mort. Le porteur indique que cette carence les laisse de petite taille et peut provoquer une ataxie ou une hypertrophie des pattes. Au total, 376 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, avec une mise à jeun de quatre heures, un gavage, une injection intraveineuse sous anesthésie et un prélèvement sanguin terminal. Toutes seront tuées, les unes pour le prélèvement, les autres parce qu'elles ont atteint la limite d'âge pour la reproduction.
Objectifs
Les diarrhées d’origine bactérienne se manifestent généralement par une gastro-entérite, et plus spécifiquement par une rectocolite aiguë. Leur transmission se fait par voie féco-orale, principalement dans les pays en développement ou chez les voyageurs. Chaque année, ces infections causent plusieurs millions de décès, touchant surtout les enfants de moins de cinq ans. À ce jour, aucun vaccin commercialisé ne protège contre ces bactéries, même si de nombreuses stratégies vaccinales sont actuellement à l’étude. Le développement de ces approches est notamment freiné par l’absence d’un modèle animal fiable permettant d’en évaluer l’efficacité. La virulence de ces bactéries a été étudié depuis de nombreuses années dans divers modèles animaux (primate, lapin, souris, cobaye) qui, même imparfaits ont permis de mieux comprendre les mécanismes de la virulence de ces pathogènes. Toutefois, aucun d’entre eux ne permet de reproduire l’infection du colon suite à l’ingestion de bactéries virulentes. Il est connu que la souris est naturellement résistante à ce type d'infection. Et contrairement à l’être humain, elle est capable de synthétiser la vitamine C (ascorbate). Grâce à nos récents travaux, nous avons pu examiner l’impact d’une carence en ascorbate sur la sévérité d'une infection bactérienne, en utilisant un modèle souris présentant une double mutation. Cela nous a permis de mettre en évidence et validé une sensibilité accrue avec présence de symptômes comme retrouvés chez l’Homme. Cette demande de projet est en continuité avec les résultats issus de nos précédents travaux. Ici nous souhaitons identifier la nature de la fragilité de ces animaux qui expliquerait cette sensibilité accrue à l’infection. Ce projet porte sur l'évaluation du niveau de perméabilité du tissu colique et des vaisseaux saunguins, potentiellement fragilisé de par la carence en vitamine C chez nos animaux.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à améliorer les connaissances fondamentales de l’impact d’une carence modérée en ascorbate sur la structure et la perméabilité de la barrière épithéliale colique et de la paroi vasculaire. Il nous permettra également d’évaluer le rôle de l’ascorbate dans le maintien de l’intégrité de ces barrières biologiques dans la réponse aux infections aux bactéries pathogènes. Si une relation s’avère existante entre carence nutritionnelle, altération des barrières biologiques et sévérité de l’infection, alors ce projet pourrait contribuer à plus long terme à l’amélioration des stratégies de prévention et de prise en charge des infections intestinales, notamment par des approches nutritionnelles complémentaires.
Procédures
48 animaux générés ainsi que les 8 femelles reproductrices subiront de leur naissance à leur mise à mort une carence modérée en ascorbate via une dose sous-optimale d’ascorbate dans l’eau de boisson. Les animaux subiront avant le test de perméabilité du tissu colique une mises à jeun de 4h. Tous les animaux subiront les actes suivants : gavage sur animal vigile. Chaque animal concerné subira un seul gavage qui sera d'une durée inférieure à 1 minute; L'injection intraveineuse sous anesthésie gazeuse s'executera pendant une durée de 2 minutes maximum. Chaque animal concerné subira une seule injection. Enfin, les animaux soumis au gavage auront un prélèvement de sang terminal sous anesthésie général. Ce prélèvement se fera sur une durée inférieure à 1 minute.
Impact sur les animaux
En relation avec la phase d’induction de carence modérée, nos précédentes études ont montré que celle-ci avait un impact sur le développement de l’animal au niveau phénotypique (petite taille). Ce dernier peut également développer une ataxie ou une hypertrophie au niveau des pattes. Au cours des procédures de test de perméabilité, la contention, le gavage pourront être source de stress pour l'animal. Aussi, la mise à jeun peut induire non seulement un stress à l'animal mais aussi une perte de poids n’excédant pas 10 %.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort soit pour prélèvement soit car ils ont atteint la limite d'âge pour la mise en reproduction.
Remplacement
Ce projet s’inscrit dans une continuité d'une validation in vivo d’un nouveau modèle capable de récapituler totalement l’infection du colon suite à l’ingestion d'une bactérie pathogène. L’évaluation de la perméabilité du tissu colique et des vaisseaux sanguins nécessite l’intégrité d’un tissu vivant fonctionnel, incluant les interactions entre cellules épithéliales, jonctions serrées, et système immunitaire. Les modèles alternatifs actuellement disponibles ne permettent pas de reproduire fidèlement cette complexité physiologique ni les mécanismes dynamiques impliqués dans la régulation de la barrière intestinale ni de l'endothélium.
Réduction
Pour ce projet, nous avons pu déterminer l’effectif minimum requis pour nous permettre d’avoir des résultats robustes en s’appuyant sur des tests statistiques. Les évaluations de la perméabilité du tissu colique et des vaisseaux sanguins seront effectués sur un même animal. En outre, l’utilisation d'animaux de même génotype pour la partie reproduction et des deux sexes pour la partie expérimentation permet la genèse de moins d’animaux pour atteindre l’effectif total.
Raffinement
Le stress et la douleur de tous les animaux utilisés dans ce projet seront diminués au minimum par différentes actions : L’hébergement des animaux dans des cages adaptées en groupe sociaux. Ces cages seront enrichies avec du matériel de nidification à base de coton compressé et de frisure de papier, des bâtons à ronger, un tunnel transparent, leur permettant d’organiser leur environnement selon leurs besoins ; Une anesthésie de l’animal avant injection pour limiter le stress de l'animal et avant prélèvement de sang; Une acclimatation et une habituation en début de projet consistant à manipuler régulièrement les animaux en appliquant les différents gestes nécessaires à l'étude; Des phases de mises à jeûn limitées au plus possible ; La surveillance tout au long de la vie de l’animal, par du personnel entrainé pour vérifier l’absence de signe de douleur grâce à des points limites spécifiques établis pour chaque procédure et à une grille de scoring. Une supplémentation en vitamine C dans l’eau de boisson calculée de sorte à limiter les symptômes de carence (perte de poids, troubles articulaires), concernant les animaux génétiquement modifiés carencés en vitamine C.
Choix des espèces
De multiples modèles animaux ont déjà été utilisés pour modéliser l’infection humaine mais aucun n’a pour l’instant permis de récapituler l’infection du colon suite à l’ingestion de bactéries pathogènes. De nombreuses données dans la littérature existent associées aux modèles murins, les modifications génétiques permettant de rendre ces modèles plus sensibles aux infections et ainsi d’analyser les différents mécanismes de la pathogénèse dans le temps. Nos précédents travaux ont montré que notre lignée murine deficiente en ascorbate permet de reproduire les infections associées aux diarrhées chez l’homme. C'est dans une continuité logique que nous souhaitons poursuivre nos investigations avec cette espèce animale afin d'incrémenter nos connaissances dans ce domaine et de pouvoir effectuer des analyses comparative et critique des résultats obtenus. Pour ce projet, les animaux exposés ou non à une carence modérée en vitamine C dès leur naissance, seront utilisés à 5 semaines d'âge. Cet âge correspondant à celui utilisé pour nos infections, conciliant installation de la carence, et efficacité de l'infection. Aussi, d'un point de vue clinique, l'infection par ces bactéries touche majoritairement des jeunes enfants. Le choix de cet âge nous permettra ainsi d'être le plus représentatif possible.
Évaluation d’agonistes biaisés du récepteur de l’apéline sur l’équilibre hydrique et la fonction cardiovasculaire chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
Tués juste après la mesure de leur pression artérielle pour leur épargner des douleurs importantes et des complications vasculaires, les rats porteurs d'un cathéter fémoral donnent le ton du sort réservé aux 1 200 rats de ce projet, tous tués à l'issue. Les procédures relèvent d'un niveau de souffrance léger à modéré, une partie étant menée sous anesthésie sans réveil. Chaque rat reçoit une injection de l'une des dix versions modifiées de l'apéline, jusqu'à quatre prélèvements sanguins, environ 24 heures en cage individuelle de métabolisme, et pour certains la pose d'un dispositif de mesure dans l'artère fémorale suivie de deux heures d'enregistrement. Le porteur écrit que les "mini-organes" et les "organ-on-chip" "ne suffisent pas encore", et que l'utilisation d'animaux non-humains vivants reste "indispensable".
Objectifs
Le projet cherche à mieux comprendre comment une substance naturellement présente dans l’organisme (l’apéline) aide à réguler plusieurs fonctions essentielles : la quantité d’eau dans le corps et la pression du sang dans les artères. Cette substance agit en se fixant sur des « récepteurs », c’est-à-dire des sortes d’interrupteurs présents à la surface des cellules. Selon la manière dont ces « interrupteurs » sont activés, les effets peuvent être différents : certains agissent surtout sur les reins pour favoriser l’élimination d’eau, d’autres influencent davantage la pression sanguine. Des versions légèrement différentes de cette substance existent naturellement dans le corps. Elles n’agissent pas toutes de la même façon : certaines modifient la pression sanguine alors que d’autres favorisent principalement l’élimination d’eau par les urines. Les raisons de ces différences ne sont pas encore bien comprises. L’objectif est d’identifier des substances capables d’augmenter l’élimination d’eau sans faire baisser dangereusement la pression artérielle, ou de diminuer la pression artérielle sans perturber l’équilibre hydrique. Dans le premier cas ces composés pourront être utililsés pour traiter l’hyponatrémie, dans le second cas pour traiter l’hypertension. Le projet consiste donc à créer et étudier jusqu’à 10 versions de cette substance, développées à partir des formes naturelles déjà connues. Leur conception repose sur une approche rationnelle : certaines modifications chimiques sont choisies en fonction des effets observés avec les molécules naturelles, afin de mieux comprendre quelles parties de la molécule sont responsables des effets sur les reins ou sur la pression sanguine. Certaines versions seront également conçues pour rester actives plus longtemps dans l’organisme. Avant d’être étudiées chez l’animal, ces nouvelles versions seront d’abord testées en laboratoire sur des cellules afin de vérifier leur bon fonctionnement et leur stabilité. Seules les molécules présentant les résultats les plus favorables (par exemple une bonne stabilité, une activité suffisante et des effets ciblés) seront ensuite évaluées chez le rat. Les chercheurs observeront notamment la quantité d’urine produite, l’équilibre de l’eau et des sels minéraux dans le corps, ainsi que les effets sur la pression artérielle. Après ces études, des analyses complémentaires permettront de mieux comprendre comment ces substances influencent le fonctionnement des vaisseaux sanguins.
Bénéfices attendus
À court terme, le projet apportera de nouvelles connaissances sur la manière dont certaines substances agissent sur les cellules et influencent des fonctions essentielles comme la production d’urine, la pression sanguine et la souplesse des vaisseaux. Ces résultats aideront également à concevoir des substances plus efficaces et dont l’action est mieux ciblée. À moyen terme, les chercheurs espèrent identifier des composés capables d’augmenter l’élimination d’eau par les reins sans provoquer de baisse de la pression sanguine, ou au contraire de diminuer la pression artérielle sans perturber l’équilibre de l’eau dans le corps. Ces avancées pourraient servir de base à de futures recherches sur des maladies fréquentes touchant le rein et les vaisseaux sanguins. À long terme, ces travaux pourraient contribuer au développement de nouveaux traitements pour des maladies répandues ayant un impact important sur la santé publique, comme certaines maladies du cœur, l’hypertension ou l’hyponatrémie ou la polykystose rénale. Des traitements plus précis pourraient aussi réduire les effets indésirables observés avec les médicaments actuels. Au-delà des applications médicales, ce projet permettra d’améliorer les connaissances générales sur le fonctionnement des vaisseaux sanguins et des reins, ce qui bénéficiera plus largement à la recherche en santé.
Procédures
Les animaux seront soumis à plusieurs types d’interventions destinées à mieux comprendre les effets des substances étudiées sur l’équilibre de l’eau dans le corps et sur la pression artérielle. • Administrations de substances : chaque animal reçoit une molécule par injection. Ces gestes sont courts, d’une durée de quelques secondes. • Recueil des urines et suivi de la consommation d’eau et de nourriture: certains animaux sont placés pendant environ 24 heures dans des cages adaptées permettant de mesurer la quantité d’urine produite et l’eau et la nourriture consommées. • Prélèvements de sang : des échantillons sanguins sont prélevés une à quatre fois maximum selon le protocole expérimental, avec un intervalle de plusieurs dizaines de minutes à plusieurs heures entre les prélèvements. Ces interventions sont réalisées sous anesthésie afin de limiter la douleur et durent quelques minutes par prélèvement. • Mise en place dans l’artère fémorale d’un petit dispositif de mesure de la pression artérielle : elle est réalisée sous anesthésie générale. L’enregistrement de la pression du sang est réalisé dans la foulée, pendant environ deux heures. L’ensemble des interventions est organisé de manière à limiter le nombre de manipulations et à réduire autant que possible la durée de chaque étape.
Impact sur les animaux
Les effets prévus sur les animaux sont principalement liés aux manipulations et aux substances étudiées : 1. Gêne passagère lors des injections : Les animaux peuvent ressentir une douleur légère et très courte au moment de l’injection sous la peau. 2. Stress temporaire lié aux manipulations : La contention, la pesée et l’administration des composés peuvent provoquer un stress bref, limité au temps de l’intervention. 3. Adaptation au changement de cage : Pour les animaux qui sont placés pendant environ 24 heures dans des cages spéciales, l’hébergement individuel et le nouvel environnement peuvent modifier temporairement l’activité ou l’alimentation. 4. Effets physiologiques temporaires des composés : Selon la molécule, une augmentation temporaire de la production d’urine, de légères modifications des sels dans le sang ou l’urine, ou une baisse passagère de la pression artérielle peuvent survenir. 5. Mise en place du dispositif de mesure de la pression artérielle sous anesthésie (et enregistrement) : cette procédure peut entrainer des douleurs et un inconfort post-opératoires importants, ainsi que des complications vasculaires locales. Dans l’ensemble, ces effets sont courts, passagers et liés aux manipulations ou aux effets attendus des composés. Aucune maladie durable n’est prévue.
Devenir
Tous les animaux utilisés dans ce projet sont euthanasiés à l’issue des procédures pour des raisons scientifiques et éthiques. Les analyses prévues nécessitent que le sang, les organes et les tissus soient prélevés immédiatement après la procédure afin de garantir la fiabilité des mesures. Dans le cas des animaux pour lesquels une mesure de la pression artérielle sera réalisée, l’euthanasie interviendra juste après la mesure afin de ne pas leur faire subir des douleurs importantes et de laisser survenir des complications vasculaires.
Remplacement
Avant d’utiliser des animaux, toutes les substances sont d’abord testées dans des expériences en laboratoire sur des cellules. Ces tests permettent de mesurer la façon dont les molécules se fixent sur leur récepteur, leur stabilité dans le sang et leur capacité à activer différentes voies de signalisation à l’intérieur des cellules. Cependant, aucun modèle en laboratoire ne peut reproduire l’interaction complexe entre les reins, le cœur, les vaisseaux sanguins, le foie et la circulation sanguine. Pour connaître l’effet réel sur la pression artérielle et la production d’urine, il est nécessaire de travailler sur un animal vivant, avec tous les systèmes de régulation actifs. Les modèles « mini-organes » ou « organ-on-chip » ne suffisent pas encore. L’utilisation d’animaux vivants reste indispensable pour atteindre les objectifs du projet.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé est calculé pour être le minimum nécessaire afin de détecter de manière fiable les effets attendus. Les calculs se basent sur des données précédentes et sur des méthodes statistiques pour garantir que chaque animal contribue utilement aux résultats. La stratégie est progressive : seuls les composés qui montrent des résultats favorables en laboratoire sont testés chez l’animal. Des mesures supplémentaires permettent de réduire le nombre total d’animaux : • Combiner plusieurs mesures sur le même animal quand c’est possible ; • Standardiser strictement les conditions pour limiter la variabilité ; • Utiliser des courbes de doses optimisées pour éviter les répétitions inutiles.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupes et disposent d’un environnement enrichi (nids, tunnels, bâtonnets). Une période d’adaptation est respectée avant toute intervention. Toutes les manipulations sont réalisées par du personnel qualifié, dans un environnement calme pour limiter le stress. Les volumes injectés sont conformes aux recommandations réglementaires. Les interventions invasives ou terminales sont faites sous anesthésie générale avec contrôle de la profondeur de l’anesthésie et maintien de la température corporelle. Pour les études de 24 heures en cages adaptées permettant de mesurer la quantité d’urine produite, le contact visuel et olfactif avec d’autres animaux est maintenu. Une surveillance quotidienne permet d’évaluer le poids, le comportement et l’état général. Des points limites adaptés sont définis afin d’identifier précocement toute situation susceptible d’entraîner une souffrance et de mettre en place les mesures appropriées.
Choix des espèces
Le rat a été choisi pour ce projet car sa physiologie et son fonctionnement cardiovasculaire et rénal sont proches de l’Homme. Cette espèce permet de mesurer précisément la pression sanguine, la quantité d’urine produite et la composition des sels dans l’urine et le sang. La taille du rat facilite les prélèvements sanguins répétés nécessaires pour déterminer la durée d’action et la répartition des composés dans l’organisme. L’utilisation de rats issus de souches standardisées assure que les résultats sont comparables entre animaux, ce qui limite le nombre total nécessaire pour atteindre les objectifs scientifiques. Les rats utilisés sont adultes, âgés de 8 à 12 semaines, car à ce stade leur organisme est complètement développé. Cela permet de réaliser des mesures physiologiques stables et reproductibles, et d’évaluer correctement le métabolisme et la durée d’action des composés étudiés. L’utilisation d’adultes offre également une taille et une robustesse suffisantes pour les interventions, telles que la pose de cathéters ou le prélèvement de tissus, ce qui réduit le stress et le risque de complications.
Nouvelle approche thérapeutique de la maladie d’Alzheimer par modulation du métabolisme énergétique cérébral chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
891 souris vont être utilisées, chacune subissant la pose chirurgicale d'une pompe diffusant la molécule testée en moins de vingt minutes, puis deux tests comportementaux au plus, étalés sur cinq et six jours, dont le résumé ne dit pas lesquels. Les procédures impliquent un niveau de souffrance léger à modéré. Les mâles de la lignée transgénique employée présentent un risque élevé d'agressions entre eux en groupe, avec des blessures possibles, et le mâle dominant peut être isolé. Les souris entrées en procédure expérimentale sont toutes tuées pour le prélèvement de leur cerveau, tandis qu'une partie des souris nées à l'élevage est gardée en vie pour la reproduction, les surnuméraires étant tuées quand leur génotype ne sert ni à l'élevage ni à l'expérimentation et qu'aucune adoption n'est possible.
Objectifs
La maladie d’Alzheimer s'accompagne d'une diminution progressive de la capacité du cerveau à utiliser l'énergie dont il a besoin pour fonctionner correctement. Cette perturbation apparaît trés tôt, avant même l'apparition des premiers symptômes, et pourrait contribuer aux troubles de la mémoire, ainsi qu'aux autres troubles cognitifs observés chez les patients. Le fonctionnement du cerveau repose sur une coopération étroite entre les différentes cellules cérébrales. Parmi elles, les astrocytes jouent un rôle important en fournissant aux neurones une partie de l'énergie nécessaire à leur activité. À l’heure actuelle, peu de traitements visent à corriger directement ces anomalies du métabolisme énergétique cérébral. Ce projet a donc pour objectif d’évaluer une nouvelle approche thérapeutique visant à améliorer l’approvisionnement énergétique des neurones. Pour ce faire, nous étudierons les effets d’une hormone naturellement présente dans l’organisme, capable d’atteindre le cerveau et connue pour agir sur le métabolisme énergétique, l'inflammation, ainsi que sur la faculté du cerveau à récupérer et à se restructurer. Ce projet permettra de déterminer si cette hormone permet de compenser ce déficit énergétique en améliorant le fonctionnement des mécanismes de transfert d’énergie dans le cerveau et de limiter ou au moins de ralentir l’apparition des troubles associés à la maladie d’Alzheimer. Les objectifs de cette étude sont d'évaluer l'effet de notre molécule d'intéret sur le métabolisme énergétique cérébral et sur les symptômes de la maladie d'Alhzeimer, ainsi que de vérifier si ses effets protecteurs peuvent être obtenus après une administration périphérique, ce qui en ferait un candidat thérapeutique prometteur. Ce projet répond à un enjeu majeur de santé publique en explorant une stratégie innovante susceptible de préserver le fonctionnement cérébral et de limiter les effets de la maladie d’Alzheimer grâce au maintien d'un apport energétique adapaté.
Bénéfices attendus
La maladie d'Alzheimer s’accompagne d’une diminution de la capacité du cerveau à produire et à utiliser l’énergie nécessaire à son bon fonctionnement. Cette altération, observée très tôt au cours de la maladie, pourrait contribuer aux troubles de la mémoire et aux autres difficultés cognitives observées chez les patients. Dans ce contexte, ce projet vise à évaluer le potentiel thérapeutique d'une molécule capable d'améliorer le métabolisme énergétique du cerveau. A court et moyen termes, ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le transport et l'utilisation de l'énergie entre les cellules du cerveau, ainsi que leur implication dans les processus d’apprentissage et de mémoire. Cette étude contribuera aussi à déterminer les effets de notre molécule d'intérêt sur ces mécanismes. Les résultats obtenus permettront d'enrichir les connaissances scientifiques sur les mécanismes impliqués dans la maladie d’Alzheimer et pourraient ouvrir de nouvelles pistes de recherche. A long terme, ce projet pourrait avoir des retombées cliniques importantes. Si les effets bénéfiques de notre molécule sont confirmés, celle-ci pourrait être envisagée comme une nouvelle stratégie thérapeutique visant à préserver l'approvisionnement énergétique du cerveau. Cette stratégie pourrait ainsi contribuer à ralentir l'évolution des symptômes et à améliorer la prise en charge des patients atteints de la maladie d’Alzheimer, une pathologie qui touche une part importante de la population âgée (15% des personnes de plus de 80 ans). Plus largement, ce projet pourrait favoriser le développement de nouvelles approches thérapeutiques ciblant les mécanismes énergétiques impliqués dans les maladies neurodégénératives.
Procédures
Tous les actes chirurgicaux décrits se feront sous anesthésie. Tous les animaux venant à naître au sein de notre animalerie subiront au maximum un prélèvement (durée de moins de 10 secondes), ainsi que la pose d’un tag permettant leurs identifications (durée moins de 5 secondes). En ce qui concerne, l’ensemble des animaux entrant dans la procédure expérimentale, une unique chirurgie (durée de moins de 20 minutes) sera réalisée permettant la mise en place de la pompe diffusant notre molécule d’intérêt. À la suite de laquelle les animaux effectueront au maximum deux tests comportementaux, repartis sur 5 et 6 jours respectivement ( ils n'auront pas lieux la même semaine). Chaque session durera au maximum 5 minutes par jour pour l'un des tests et 3 minutes par jour pour l'autre.
Impact sur les animaux
La procédure d'identification et le prélèvement, qui ne durent que quelques secondes, peuvent entraîner un inconfort transitoire dans les 24 à 48 heures suivant l’intervention. La procédure chirurgicale est susceptible d’induire une douleur post-opératoire, un inconfort local au niveau du site d’implantation, ainsi qu'une perte de poids au cours des 48h suivante. Les manipulations répétées nécessaires au suivi des animaux et à la réalisation des tests comportementaux peuvent également induire un stress transitoire. De même, l’administration des anesthésiques et analgésiques par injection peut occasionner un inconfort transitoire au point d’injection ainsi qu'un stress lié à la manipulation. Enfin, les souris mâles de la lignée transgénique utilisée présentent un risque élevé de comportements agressifs lorsqu’elles sont hébergées en groupe. Ces interactions peuvent induire un état de stress et entraîner des blessures plus ou moins importantes.
Devenir
La majorité des animaux issus de la procédure d'élevage seront conservés afin d'être intégrés dans une procédure expérimentale ou pour assurer le renouvellement des couples reproducteurs. Concernant les animaux surnuméraires, si leur génotype ne présente pas d'intérêt pour l'élevage, la formation ou l'expérimentation et qu'ils ne peuvent pas être proposés à l’adoption, ils seront euthanasiés. Tous les animaux concernés par la procédure expérimentale seront mis à mort à l'issue de celle-ci. Le prélèvement des cerveaux, incompatible avec le maintien en vie des animaux, sera réalisé afin d’effectuer des analyses biochimiques, moléculaires, métaboliques et histologiques.
Remplacement
Ce projet vise à étudier l’effet d’une molécule sur le fonctionnement énergétique du cerveau et à évaluer son impact sur les capacités cognitives, notamment les processus liés à l’apprentissage et à la mémoire. À ce jour, aucune méthode alternative ne permet de reproduire totalement la complexité du cerveau et de remplacer l’utilisation d’un organisme vivant pour répondre à ces objectifs. Les études réalisées sur des cellules permettent d’analyser certains mécanismes au niveau cellulaire et moléculaire. Elles seront utilisées dans ce projet en complément afin de mieux comprendre le mode d’action de notre molécule d'intérêt. Cependant, ces approches ne permettent pas de reproduire l'organisation globale du cerveau, les interactions complexes entre les différents types cellulaires, les échanges avec les vaisseaux sanguins,ni les mécanismes de régulation métabolique qui interviennent dans un organisme entier. De même, les modèles informatiques ne permettent pas actuellement de reproduire de manière suffisamment fiable les relations complexes entre le métabolisme cérébral et les fonctions cognitives. Ils ne permettent notamment pas d'évaluer des fonctions complexes telles que l’apprentissage et la mémoire. L’utilisation d’un modèle animal reste donc nécessaire pour étudier ces fonctions. Le modèle murin utilisé est, à ce jour, le plus pertinent pour l'étude de la maladie d’Alzheimer. Il permet d’évaluer les effets de la molécule sur des mécanismes énergétiques cérébraux et des fonctions comportementales.
Réduction
Plusieurs stratégies sont mises en œuvre afin de limiter le nombre d’animaux utilisés dans ce projet. La reproduction des animaux est réalisée à la demande et non en continu, ce qui permet d’ajuster précisément le nombre d'animaux produits aux besoins expérimentaux et de limiter la production au strict nécessaire. La majorité des animaux produits est utilisée dans les procédures expérimentales ou d’élevage. Lorsque cela est possible, les animaux ne présentant pas le génotype requis sont réutilisés dans d’autres projets compatibles, contribuant ainsi à la réduction globale du nombre d’animaux utilisés. Le nombre d’animaux nécessaire, à la procédure expérimentale, pour obtenir des résultats fiables malgré la variabilité du vivant, a été déterminé à l’aide d'outils statistiques. Le projet sera fait en plusieurs étapes ; le résultat de certaines étapes conditionnera la réalisation d'étapes ultérieures, ainsi le nombre d'animaux indiqué est un maximum.
Raffinement
Plusieurs mesures de raffinement sont mises en œuvre afin de limiter la douleur, le stress et l’inconfort des animaux tout au long du projet. Les conditions d’élevage et d’hébergement sont optimisées et adaptées à l’espèce et aux contraintes du projet. Les animaux sont hébergés en groupes et bénéficient d’un environnement enrichi (matériel de nidification, tunnel et/ou igloo), compatible avec les objectifs expérimentaux. Pendant la formation des lots, les zootechniciennes vont réaliser une surveillance accrue des cages, aidées par un logiciel, qui les alertera en cas de conflit. Lors de l'apparition d'agressivité chez les mâles, davantage d'enrichissements seront ajoutés dans un premier temps. Si la situation devient récurrente ou si les blessures deviennent plus importantes, le mâle dominant sera isolé (autorisation) dans une cage fortement enrichie, positionnée prés de ses congénères sur le portoir ventilé. Pendant l’élevage, les procédures d'identification et de prélèvements sont réalisées dans des conditions d’asepsie stricte et sous anesthésie générale. La taille des prélèvements est réduite au minimum afin de limiter l’impact sur les animaux. Les animaux font l’objet d’un suivi régulier de leur état de santé. Des points limites gradés, associés à un arbre décisionnel et à des critères d’arrêt sont définis pour chaque étape du protocole avec des grilles de suivi adaptées. La procédure chirurgicale est réalisée sous anesthésie générale et locale, sur un tapis chauffant, dans des conditions d’asepsie stricte et associée à une analgésie adaptée (avant, pendant et aprés l'intervention). Les tests comportementaux ont été sélectionnés afin de limiter au maximum le stress et l’inconfort des animaux. Une phase d’habituation est systématiquement mise en place afin de réduire le stress lié à la nouveauté de l’environnement et à la manipulation.
Choix des espèces
Le choix du modèle Souris repose sur les critères principaux suivants : 1- La souris partage de nombreuses similitudes biologiques et génétiques avec l’Homme, notamment en ce qui concerne l’organisation et le fonctionnement du système nerveux central. Elle est largement utilisée dans l’étude des maladies neurodégénératives, en particulier de la maladie d’Alzheimer. 2- Le modèle de la maladie d’Alzheimer chez la souris transgénique reflète les mécanismes pathologiques observés chez l’Homme, notamment l’accumulation de peptides β-amyloïdes et les altérations cognitives associées. Il constitue un modèle validé et largement décrit dans la littérature scientifique. 3- La souris offre par ailleurs des avantages expérimentaux majeurs, notamment l'existence de tests comportementaux validés permettant d’évaluer les fonctions cognitives telles que l’apprentissage et la mémoire. Entre J21 et J28 postnatal, les animaux seront identifiés et génotypés. Cette période correspond au sevrage et permet la séparation des animaux en fonction de leur sexe et de leur génotype, ainsi que la constitution des lots expérimentaux. La réalisation de ces procédures à ce stade limite leur impact sur le développement postnatal. À partir de 4,5 mois, les animaux mâles et femelles seront transférés dans la zone expérimentale et soumis à une période d’acclimatation de 14 jours. À l'âge de 5 mois, les animaux subiront la procédure chirurgicale. Cet âge correspond à un stade adulte jeune, caractérisé par une stabilité des paramètres physiologiques, métaboliques et comportementaux. Il permet la réalisation d’interventions chirurgicales dans des conditions expérimentales homogènes et limite les variations liées à la croissance ou au vieillissement. Ce stade est également favorable à une récupération post-opératoire optimale et à une standardisation des conditions expérimentales entre individus. À l'âge de 6 mois, les évaluations comportementales seront réalisées. Dans le modèle de maladie d’Alzheimer utilisé, cet âge correspond à un stade d’expression du phénotype, permettant l’observation de déficits comportementaux pertinents pour l’évaluation des effets neuroprotecteurs de la molécule d'intérêt.