Procédures légères
Travaux pratiques sur l’anesthésie dans le cadre d’une formation spécifique à la chirurgie expérimentale
- Formation professionnelle
Un rat par stagiaire et par protocole d'anesthésie, soit 610 rats sur cinq ans, dans des travaux pratiques classés en souffrance légère. Chaque binôme dispose de deux animaux, l'un endormi par injection de kétamine et de xylazine, l'autre par inhalation d'isoflurane, la profondeur de l'anesthésie étant vérifiée par pincement de la patte. Aucun n'est tué dans le cadre du projet. Les rats sont remis en stabulation puis réutilisés, le porteur précisant que ce sera pour des manipulations hors procédure ou pour des procédures sans réveil, et il affirme qu'aucune méthode de remplacement n'est adaptée parce que le suivi de l'anesthésie et du réveil demande "un système nerveux intègre d'un animal vivant".
Objectifs
Les laboratoires de recherche privés ou académiques comptent dans leur rangs de nombreux personnels qui interviennent directement dans la mise en oeuvre de projets scientifiques utilisant des animaux vivants. Ces projets ont pour but d’améliorer à la fois nos connaissances mais aussi la santé humaine ou animale. L’objectif de ce projet, intégré dans une formation agréée chirurgie selon les principes de la directive 2010/63/UE et du décret du 1er février 2013 sur l’expérimentation animale, est d’assurer les compétences des agents pratiquant ou concevant des procédures chirurgicales sur animaux vivants, sur la base de travaux pratiques (TP) chez le rat adulte (Sprague Dawley mâle ou femelle). Du fait des requis pour la formation, aucune méthode alternative non-animale n’est ici adaptée car en effet l'anesthésie nécessite un animal vivant. Les personnels seront formés, lors d’un TP (durée 4h) au cours duquel 2 populations de rats seront anesthésiés. Chaque binome aura a disposition 2 rats qui subiront pour l'un , une anesthésie par injection intrapéritonéale de kétamine/xylazine. et pour l'autre, une anesthésie par inhalation du mélande Air/isoflurane. Les objectifs de ce TP anesthésie sont de pratiquer et gerer les différents protocoles d'anesthésie par injection et inhalation qui comprennent les suivis pré anesthésique ( controles prés-anesthésiques, sédation, inhibition parasymapthique...), per anesthésique (contrôles cardiovasculaire, respiratoire , temperature) et du reveil. Les animaux ne seront pas mis à mort à la fin du projet. Le nombre total d’animaux pour mener à bien ce projet est estimé à 610 rats sur 5 ans.
Bénéfices attendus
Ce projet doit permettre aux futurs applicateurs ou concepteurs de procédures chirurgicales de maitriser les protocoles pré-per- et post anesthésiques.
Procédures
1 injection systémique préanesthésique de xylazine et d'atropine 20 minutes avant l'anesthésie générale réalisée par injection systémique de kétamine (durée maximale de 1h avant reveil) sur 305 rats 1 injection systémique préanesthésique d'atropine et de carprofene 20 minutes avant l'anesthésie générale réalisée par inhalation air/isoflurane (durée maximale de 1h avant reveil) sur 305 rats
Impact sur les animaux
Dans le cas de l'anesthésie par injection , l'animal subira une injection systémique d'un sedatif (xylazine) plus un parasympatholytique (atropine) qui sera suivie d'une injection de kétamine. Dans le cas de l'anesthésie par inhalation gazeuse , l'animal subira une injection systémique d'un parasympatholytique (atropine) qui sera suivie de l'inhalation du mélange air/isoflurane 2%. Le contrôle de la profondeur d'anesthésie et l'analgesie sera verifée par le reflexe de pincement de la patte. Pour chaque injection, l'animal subira une piqure d'aiguille (douleur légère) lors d'une contention manuelle de quelques secondes (
Devenir
Les rats ne seront pas mis à mort mais remis en stabulation et re utilisés pour des manipulations hors projet/procedures ou dans des procédures sans reveil.
Remplacement
Aucune méthode alternative n’est ici adaptée car en effet l'anesthésie et le suivi du reveil nécessite un système nerveux intégre d'un animal vivant.
Réduction
Le nombre d'animaux est réduit au maximum : 1 animal par participtant /procédure et suffisant lors des travaux pratiques pour l'apprentissage de l'anesthésie dans le cadre de la formation spécifique des personnels concevant ou appliquant les procedures expérimentales chirurgicales.
Raffinement
Les deux procédures sont realisées sous anesthésie générale avec pré-anesthésie et analgésie. Les animaux sont remis en stabulation apres constat du retour des comportements et des parametres physiologiques au niveau avant procédure sous contrôle veterinaire référent.
Choix des espèces
espece utilsée dans les procedures chirurgicales des laboratoires et permettant un apprentissage des procedures d'anesthésie
Maintien et production pour l’expérimentation de la lignée de souris col4a3 KO
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles urogénitaux
220 souris porteuses d'une invalidation du gène col4a3 vont être utilisées dans un élevage classé en souffrance légère, expédiées à quatre ou cinq semaines vers un autre établissement où l'expérimentation aura lieu. Celles qui ne portent pas la mutation sont gardées pour maintenir la lignée, et les homozygotes non transférées sont mises à mort avant six semaines, avant que la maladie rénale ne se déclare. Le porteur indique que ces souris développent une perte auditive vers six à huit semaines puis une fibrose rénale vers dix semaines, tout en écrivant qu'elles ne devraient pas en souffrir pendant la période d'élevage. Sur le remplacement, il affirme que la fibrose ne peut s'étudier que sur "organisme entier" et conclut qu'il faut recourir à l'expérimentation animale.
Objectifs
La fibrose est définie comme une cicatrisation anormale des tissus (durcissement et perte d’élasticité) constatée après agression desdits tissus. Cette affection est irréversible et s'aggrave au cours du temps. Ce phénomène peut affecter la plupart des organes dont les poumons, les reins, le foie ou encore le coeur et représente un problème majeur de santé publique. En effet, 45% des décès dans les pays industrialisés seraient liés à la présence d’une composante fibrotique. Cependant, les mécanismes à l'origine de ce processus restent actuellement largement méconnus. L’objectif de cet élevage est de produire des souris déficientes de manière homozygote pour le gène col4a3. En effet, le gène col4a3 code pour la chaîne α3 du collagène IV, un composant majeur de la membrane basale des glomérules (unités fonctionnelles du rein). L’invalidation de ce gène chez les souris conduit au développement d’une glomérulonéphrite progressive sur un temps court (environ 10 semaines). Cette déficience permettra d’obtenir des animaux mimant phénotypiquement le syndrôme d'Alport, une néphropathie héréditaire conduisant au développement d'une fibrose rénale qui seront par la suite utilisés dans un projet déposé visant à étudier les causes et les mécanismes de cette fibrose afin de développer de nouveaux marqueurs diagnostiques, pronostiques et d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de cet élevage est l’obtention de souris déficientes pour le gène col4a3 qui seront des modèles de fibrose spontannée utilisés dans le cadre d’un projet plus large visant à étudier les causes et les mécanismes de cette fibrose afin de développer de nouveaux marqueurs diagnostiques, pronostiques et d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques.
Procédures
Afin de réaliser le génotypage, un poinçonnage de l’oreille sera effectué. Cette méthode consiste à prélever un petit échantillon de tissu sur la périphérie du pavillon de l’oreille où le tissu est le plus mince, à l’aide d’un poinçon. Cette intervention n’est réalisée qu’une fois par animal et dure moins de 30 secondes.
Impact sur les animaux
Les souris déficientes pour le gène col4a3 présentent à 6-8 semaines une perte auditive neurosensorielle modérée et développent à 10 semaines une glomérulosclérose associée une fibrose rénale. Cependant, les animaux ne devraient pas souffrir de ces nuisances pendant la période d’élevage. Les souris pourraient ressentir une légère nuisance due au prélèvement effectué pour le génotypage mais également lors de la pose de la bague d’identification sur l’autre oreille (douleur légère de courte durée).
Devenir
Les animaux portant le génotype d’intérêt (col4a3 KO et contrôles col4a3 WT) seront expédiés et utilisés dans un projet de recherche déposé dans un autre établissement utilisateur. Les animaux ne portant pas la mutation de manière homozygote et les animaux col4a3 WT non expédiés ne présentent pas de phénotype dommageable, ils seront utilisés pour maintenir l’élevage
Remplacement
Des résultats préliminaires in vitro obtenus au sein du laboratoire demandeur pour la lignée générée ont permis d’obtenir de nombreux résultats. Cependant, les modèles cellulaires ne permettent pas de refléter de manière satisfaisante le développement des lésions de fibrose. En effet, le processus de fibrose étant un processus dynamique mettant en jeu de nombreux types cellulaires, son étude ne peut se concevoir que sur organisme entier et de ce fait nécessite de recourir à l’expérimentation animale.
Réduction
Afin de respecter la règle des 3R, une réduction du nombre d'animaux utilisés est appliquée pour répondre aux différentes questions du projet scientifique. Un nombre total de 220 animaux au phénotype dommageable est nécessaire pour l’expérimentation pour le projet scientifique associé. La production des animaux sera planifiée et suivie par l’expérimentateur et les zootechniciens de l’établissement utilisateur afin de limiter le nombre d’animaux générés au strict nécessaire pour les besoins expérimentaux et l’élevage. Le nombre de reproducteurs, le schéma de croisement et la durée d’accouplements seront définies en amont de la mise en place des croisements. Ces paramètres seront définis en fonction des objectifs et des différentes caractéristiques connues des lignées (taille de portées, viabilité, phénotype, etc.). L'élevage sera suivi via le fichier de l'élevage.
Raffinement
Les souris seront hébergées en groupes sociaux dans des cages de taille réglementaire (4 maximum par cage) comportant des enrichissements (nids). Tous les animaux mutés de manière homozygote pour le gène col4a3 et susceptibles de développer le phénotype dommageable à partir de 6-8 semaines seront suivis quotidiennement à partir du sevrage réalisé à 3-4 semaines et ce jusqu'à leur envoi à 4-5 semaines vers l’établissement où sera réalisée l’expérimentation : une observation individuelle sera réalisée chaque jour de la semaine selon les critères d’une grille de score. En fonction du score total, des mesures seront mises en place et, notamment, chaque animal sera mis à mort dès que le score correspondant au point limite est atteint. La production des animaux sera planifiée et suivie par l'expérimentateur et les zootechniciens de l'établissement utilisateur afin de limiter le nombre d’animaux générés au strict nécessaire pour les besoins expérimentaux et l'élevage. Dans le cas où les animaux homozygotes ne sont pas transférés vers l’EU pour l’expérimentation, ces derniers seront mis à mort avant 6 semaines soit avant que le phénotype dommageable ne s’exprime.
Choix des espèces
Le modèle murin constitue un modèle de choix pour l’étude de la fibrose tissulaire de par notamment les nombreuses similitudes avec la pathologie observée chez l’homme. Les souris déficientes pour col4a3 vont notamment être particulièrement adaptées pour l’étude la fibrose rénale car il s'agit d’un modèle mimant le syndrôme d’Alport, une néphropathie héréditaire conduisant au développement d'une fibrose rénale. Des souris adultes, en âge de procréer pour maintenir l’élevage, seront utilisées. Les animaux envoyés pour expérimentation auront un âge de 4-5 semaines (avant les premiers signes d’expression du phénotype dommageable et du commencement de la fibrose rénale).
Evaluation préclinique de nouvelles sondes d’imagerie TEP/ IRM 19F polyfluorées
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Tuées en fin de protocole pour que leur sang soit analysé, 40 souris Swiss saines vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, la moitié menées sous anesthésie sans aucun réveil. Chacune reçoit une injection intraveineuse d'une sonde fluorée, radioactive ou non, puis reste anesthésiée jusqu'à deux heures pour une séance d'imagerie TEP et IRM d'environ quatre-vingt-quinze minutes. Le projet sert à valider ces sondes et à régler les séquences d'IRM au fluor 19, sur des animaux sains, avant d'éventuels modèles pathologiques dans un projet ultérieur. Le calcul statistique présenté justifie un minimum de 20 souris, là où le projet en déclare 40, sans expliquer le doublement.
Objectifs
La tomographie par émission de positrons (TEP) est une technique d’imagerie in vivo non invasive de référence pour la visualisation, la caractérisation et l’évaluation quantitative de processus biologiques via des radio-traceurs spécifiques. Le fluor-18 (18F) est le radio-isotope le plus commun pour développer des radio-traceurs TEP. De nombreux radio-traceurs radio-fluorés sont produits régulièrement pour les examens précliniques et cliniques dans le domaine des cancers, des maladies neurologiques ou cardiaques. Cependant, la production de ces radio-traceurs nécessite une infrastructure lourde qui limite leur disponibilité. Sous sa forme non radioactive (19F), le fluor est un noyau stable possédant les propriétés magnétiques appropriées pour être détectable en Imagerie par Résonance Magnétqiue (IRM). Si l’utilisation de sondes fluorées stables (pouvant être préparées à l’avance, conservées, stockées et suivies in vivo sur plusieurs jours) est un avantage par rapport aux sondes radioactives, la sensibilité de l’IRM 19F est assez faible, limitant son exploitation à ce jour. Plusieurs conditions doivent être remplies pour générer des sondes fluorées efficaces, telles qu’une concentration importante de 19F tous magnétiquement équivalents. Nous avons développé une nouvelle famille de sondes polyfluorées originales qui répondent à ces critères, et qui ont, en plus, la possibilité d’être radiomarquées au fluor-18 en une seule étape. Le projet est d’exploiter ces sondes bimodales pour la double imagerie TEP/IRM 19F, la TEP permettant, par sa grande sensibilité, de suivre aisément le devenir in vivo des sondes et d’évaluer rapidement leur pharmacocinétique, leur biodistribution et leur stabilité in vivo, pour ensuite faciliter l’optimisation des séquences IRM 19F sur la base des images TEP. Ainsi, l’objectif est double : d’une part, évaluer/valider les sondes fluorées originales, et d’autre part, optimiser l’IRM 19F sur la base de la TEP utilisée comme référence.
Bénéfices attendus
Les résultats attendus concernent d’une part la validation des sondes fluorées radioactives ou non AA* et/ou BB* par TEP-IRM 19F, et d’autre part l’optimisation de l’IRM 19F. Au-delà de ces bénéfices, les perspectives attendues sont l’identification d’une nouvelle famille structurale de sondes fluorées pour l’IRM 19F comme alternatives aux radiopharmaceutiques radiofluorés TEP.
Procédures
Pour chaque animal : 1 injection iv d'une sonde radioactive ou non radioactive, 1 anesthésie (2 h maximum), une acquisition imagerie TEP/IRM 1H ou IRM 1H/19F (95 min maximum)
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sont faibles: stress à l’induction de l’anesthésie, éventuelle douleur au point d’injection (mais encore jamais observée jusqu’à aujourd’hui dans nos expériences antérieures). Lors de l’administration transcutanée du produit, une analgésie complémentaire grâce à l’utilisation du N2O avec l’oxygène et isoflurane pourra être mise en place.
Devenir
En fin de protocole d'imagerie, les animaux seront mis à mort. Le sang sera prélévé pour des analyses de (radio)métabolites par (radio)HPLC.
Remplacement
L’avantage de l’imagerie moléculaire préclinique in vivo (TEP ou IRM) utilisée en mode dynamique est qu’elle est la seule technique qui permet d’accéder à l’ensemble des données pharmacocinétiques et de biodistribution des sondes d’imagerie, avec une grande fiabilité. Aucune étude in vitro ne peut être utilisée en remplacement. De plus, l’animal entier est visualisé en imagerie, il n’est donc pas possible de faire abstraction aux animaux.
Réduction
L’imagerie moléculaire (TEP ou IRM) est un outil puissant pour évaluer un nouvel agent d’imagerie avec un nombre limité et minimisé d’animaux et selon un protocole peu invasif. Le projet est organisé de façon à optimiser le nombre d'animaux par groupe. Le nombre d’animaux prévu par condition expérimentale est restreint (minimum 5, portant le nombre total d’animaux nécessaires de 20 minimum), et reste suffisant pour les tests statistiques soient valides et représentatifs d’éventuelles variations interindividuelles.
Raffinement
Tous les animaux seront hébergés en animalerie conventionnelle respectant leurs besoins physiologiques et comportementaux. Ils ont accès à l’eau et à la nourriture à volonté. Les cages sont enrichies par la présence d’un dôme de cellulose et de lanière de papier kraft permettant de réaliser des abris. Les imageurs TEP/IRM ainsi que l'ensemble de l'environnement technique, sont adaptés aux rongeurs. Afin de limiter leurs mouvements durant l'imagerie et de maintenir des conditions physiologiques correctes, les animaux seront anesthésiés par voie gazeuse (isoflurane dans un mélange O2/N2O) avec un monitoring de température et un suivi de la fréquence respiratoire. Les injections se feront sans recours à la chirurgie, et aucune douleur n'est attendue. Les animaux seront surveillés durant les 24 heures suivant les expériences d’imagerie afin de contrôler l'absence de signes visibles de douleur (prostration, perte de poids, état anormal du poil ou des yeux) ou de problème au niveau du point d'injection (démangeaisons, état anormal de la peau). En cas d’apparition de ces signes, il est prévu un traitement analgésique à la buprénorphine adapté. La non-résolution de cette douleur est considérée comme un point limite et entrainera une mise à mort de l'animal. Nous n’avons jamais eu besoin de recourir à des antidouleurs dans les protocoles d’imagerie TEP réalisés jusqu’à ce jour.
Choix des espèces
Les animaux utilisés seront tous, dans le cadre de ce projet d’évaluation préliminaire des sondes d’imagerie, exclusivement des souris Swiss sains, mâles ou femelles indifféremment. L’utilisation de d’animaux sains est indispensable en première évaluation de nouveaux agents d’imagerie pour obtenir les données de référence avant l’étape suivante (dans un projet ultérieur si résultats positifs) d’évaluation dans des modèles pathologiques. Le laboratoire dispose de l’infrastructure nécessaire pour les expérimentations chez les rongeurs. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes (à partir de 8 semaines), de tailles et poids raisonnables et compatibles avec le volume du berceau de l’imageur.
Etudes mécanistiques pour caractériser, chez le rongeur, les changements physiopathologiques induits par des substances actives sur le métabolisme des sphingolipides
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Rats : 70
140 rongeurs mâles, 70 souris et 70 rats, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Chacun reçoit une injection intrapéritonéale par jour pendant sept jours et peut être saigné une fois par jour à la queue, à la saphène ou sous la langue, puis est tué pour l'autopsie de ses organes. Le composé testé a déjà tué ou conduit à mettre à mort des animaux à partir du soixantième jour lors d'une étude antérieure de quatre-vingt-dix jours, et la durée est ici limitée à moins de trente-cinq jours pour "garantir l'absence d'effets indésirables". Les animaux écartés après randomisation peuvent être gardés vivants et replacés, ou utilisés pour entraîner le personnel aux gestes techniques. Sur le remplacement, le porteur affirme que seule une mesure dans un "organisme entier" permet d'établir une dose sans effet.
Objectifs
Le projet consiste en des études mécanistiques pour étudier chez le rongeur des changements physiopathologiques lié au métabolisme des lipides (notamment en sphingolipides et céramides) potentiellement induites par un composé en développement. Dans cette série d’étude, on cherche à confirmer in vivo la modulation lipidique observée sur des modèles in vitro et à établir éventuellement une relation dose-réponse. Ce projet s’inscrit dans une investigation globale des effets du composé d’intérêt pour comprendre les effets cliniques toxiques observés après dosage répété dans des études chez l’animal et prévenir le risque chez l’homme.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de ces études sont de confirmer, in vivo, une modulation des lipides suite à un traitement puis d’établir pour le composé d’intérêt une dose sans effet sur le métabolisme lipidique, ainsi que l'établissement d’une relation dose-réponse tissulaire et éventuellement plasmatique. Ainsi les études menées pourront répondre à la question suivante : quelle méthode et quels marqueurs moléculaires peuvent être utilisés pour prédire un effet clinique néfaste chez les animaux pour établir une dose sans effet ? Ces études mécanistiques apporteront des informations sur la méthodologie à utiliser pour prédire l’origine d’effets toxiques liés à des modulations lipidiques pour des molécules de la même famille ou avec le mode d’action biologique. Au final, ces études courtes avec un nombre réduit d’animaux permettront de décider si la molécule peut être développée dans un contexte de risque chez l’homme avec une forte probabilité de réussite. En cas de réponse négative, les études longues avec un plus grand nombre d’animaux ne seront pas réalisées.
Procédures
Les animaux pourront être soumis à une injection péritonéale quotidienne sur 7 jours, l'injection ne dure que quelques secondes et la manipulation des animaux moins de 2 minutes. Les animaux pourront également être soumis à des prélèvements sanguins en accord avec les recommendations éthiques (effectué 1 fois par jour au maximum via la veine caudale ou la veine saphène, ou bien la sublinguale sous anésthesie, en moins de 3 minutes). Tous les autres prélèvements seront réalisés post-mortem.
Impact sur les animaux
Aucun effet toxique majeur n’est attendu sur ce projet, la sélection des doses étant fondée sur les résultats des études précédentes notamment de l’étude de 90 jours chez le rat. Une attention particulière sera portée à l’apparition d’effets toxiques potentiellement liés à la diminution de l’efficacité de l’alimentation et aux points limites observés dans l’étude 90 jours ayant mené à la mort ou au sacrifice des animaux à partir du soixantième jour. La forte dose choisie ne doit pas excéder la dose maximale tolérée chez l’animal (et définie au préalable). La forte dose choisie est fondée sur les résultats des études 28 jours et 90 jours. A cette dose, pendant 35 jours, aucun signe clinique n’a été constaté ce qui n’avait pas été le cas au-delà (diminution de l’efficacité alimentaire, puis signes clinique pouvant conduire à des points limites et à la mort. Pour les études de ce projet, le choix des doses et la durée limitée des études (moins de 35 jours) doit garantir l’absence d’effets indésirables. Les injections intrapéritonéales prévues pour l’étude 1 et l’éventuelle étude 4 peuvent induire une douleur légère et de petits hématomes qui disparaissent rapidement. En cours d’étude, un prélèvement de sang pourra être effectué 1 fois par jour au maximum via la veine caudale ou la veine saphène, ou bien la sublinguale sous anésthesie. Ces derniers peuvent induire une douleur légère et de petits hématomes qui disparaissent rapidement.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort en fin d’étude pour évaluer l’effet des subtances chimiques sur les organes lors de l'autopsie. Les animaux excédentaires exclus de l'étude après randomisation peuvent être gardés en vie et être replacés ou seront intégrés dans le processus de formation du personnel aux gestes techniques.
Remplacement
Des essais in vitro et in vivo ont été réalisés pour déterminer le profil toxicocinétique et le profil toxico-dynamique de la molécule d’intérêt et de certains métabolites mais ces essais ne permettent pas de répondre à l’établissement d’une dose réponse fondée sur les changements lipidiques dans un organisme entier. Les résultats des essais mécanistiques in vivo seront analysés en regard des résultats des essais in vivo exploratoires et réglementaires.
Réduction
Ces études se font dans le respect des 3Rs avec un nombre restreint d'animaux. Un minimum de 5 animaux par groupe est prévu d’après l’expérience du laboratoire et de la littérature. Ce nombre pourra être affiné en fonction des résultats. Un total estimé de 140 animaux pourra être utilisé pour ce projet, seulement sur les mâles afin de limiter l'emploie d'animaux (les éventuels effets attendus devraient être plus ou moins similaires entre les deux sexes). De plus, en fonction des résultats obtenus dans ce projet les études de cancérogenèse pourraient ne pas avoir lieu.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe dans des cages appropriées avec un enrichissement du milieu adapté à leur âge et à leur espèce. Les animaux sont alimentés par une nourriture contrôlée et adaptée, les certificats concernant cette nourriture sont archivés par le laboratoire. Les animaux sont observés tous les jours (week-ends compris). Ils sont pesés à intervalle régulier pour vérifier leur croissance et leur bien-être. Toutes ces observations sont réalisées par des techniciens confirmés qui suivent des périodes régulières de maintien des compétences. Des points limites ont été identifiés par le laboratoire, qui peuvent nécessiter la mise à mort précoce de l’animal. Une évaluation rétrospective sur le bien-être animal est réalisée par la structure du bien-être animal sur toutes les études. La priorité est de garantir le bien-être des animaux en administrant les produits à des doses appropriées basée sur la littérature ou sur les précédentes études conduites. On retiendra donc des doses inférieures à la dose maximale tolérée chez l’espèce utilisée.
Choix des espèces
Les études sur les animaux décrites dans ce document sont réalisées chez le rongeur mâle pour permettre d’établir une dose sans effet sur le métabolisme des lipides. Le rat et la souris sont les espèces les plus appropriées pour étudier les aspects abordés dans le projet actuel, les autres études de toxicologie étant réalisées sur ces espèces. Toutes les études décrites dans ce projet utilisent en général de jeunes adultes (à partir de 6-7 semaines et jusqu’à 15 semaines) conformément aux recommandations pour les études de toxicité réglementaire.
Evaluation de la réponse du poulet de chair au teneur en minéraux de son aliment et validation d’une équation de prédiction pour la modélisation du phosphore digestible dans l’aliment des volailles
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Élevés au sol jusqu'à quarante-deux jours avec huit régimes alimentaires différents, 84 poulets de chair subissent une unique prise de sang au sinus occipital, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Le porteur reconnaît que l'aiguille peut provoquer une douleur, un hématome et, si elle est enfoncée trop profondément, des lésions cérébrales. Tous sont tués aussitôt après, pour la collecte de leur contenu digestif et de leurs tibias. L'effectif inclut quatre poussins supplémentaires au titre d'une mortalité attendue de 5 %, et l'équation mathématique testée ici est présentée comme un moyen futur de réduire le recours aux animaux non-humains.
Objectifs
L’alimentation des animaux est un élément déterminant de la durabilité des systèmes d’élevage avicoles. Dans ce contexte, de nombreuses études sont menées pour définir des régimes alimentaires au plus proche des besoins des animaux. Ici, nous souhaitons nous intéresser particulièrement au besoin en calcium et en phosphore des animaux, important chez la volaille de chair pour la minéralisation des os et des coquilles chez la poule pondeuse. En effet, les stocks de minéraux et surtout de phosphore sont une ressource limitée sur Terre et dont les rejets ont un impact négatif sur l’environnement. Bien définir les besoins des animaux pour ces constituants a donc des enjeux multiples. Notre étude se focalise ici sur la volaille de chair. Notre objectif est donc d’évaluer la réponse du poulet de chair en finition (dernier stade d’élevage) à la quantité de phosphore disponible dans son aliment en termes de performances de croissance, de minéralisation des os et de digestibilité. Pour cela, nous utiliserons plusieurs aliments divergeant par leur concentration en phosphore et en calcium. Nous souhaitons aussi utiliser cette expérience pour valider un modèle mathématique prédisant la fraction de phosphore, dans l’aliment, absorbable par l’animal en fin de croissance.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à générer des résultats directement valorisables en termes de recommandations alimentaires pour le poulet de chair en finition, tout en permettant d’évaluer la validité d’un modèle mathématique développé pour prédire le phosphore digestible des aliments. En fin de compte, si cette équation atteint un niveau de validation satisfaisant, elle permettra de réduire l’utilisation des animaux en expérimentation animale pour traiter ce type de problématique, en favorisant le recours à un modèle in silico.
Procédures
Les 84 animaux de ce projet seront soumis à une unique prise de sang réalisée sur un animal vigile, d'une durée inférieure à une minute.
Impact sur les animaux
La réduction des teneurs en phosphore dans les régimes les moins riches peut entraîner un ralentissement de la croissance en raison d'une diminution de la consommation alimentaire. La prise de sang effectuée au niveau du sinus occipital peut causer de la douleur en raison de l'introduction d'une aiguille sous la peau et peut même provoquer des lésions cérébrales si l'aiguille est introduite trop profondément. Elle peut également entraîner la formation d'un hématome. La contention des animaux durant la prise de sang est susceptible de provoquer un léger stress dû à la manipulation des individus.
Devenir
À l’issue des prises de sang, tous les animaux seront euthanasiés pour permettre la collecte de leur contenu digestif et de leurs tibias, afin d'évaluer à la fois dans quelle mesure l'intestin absorbe les minéraux des aliments et le lien avec la minéralisation des os.
Remplacement
La validation d’un modèle mathématique sous la forme d’une équation prédictive de la réponse du poulet de chair au phosphore digestible demande de confronter les résultats de celui-ci à des données enregistrées chez l’animal dans un cadre expérimental contrôlé. À ce jour, seule l’expérimentation animale permet de répondre à ce critère.
Réduction
Au total, 84 animaux sont requis pour ce projet. Nos effectifs ont été calculés sur la base de données publiées dans des journaux scientifiques reconnus. Nous avons estimé que 84 animaux répartis en 8 régimes alimentaires sont nécessaires pour estimer la réponse du poulet de chair à différentes teneurs en calcium et en phosphore. Il est important de noter que notre effectif total inclut un taux de mortalité des poussins de 1 jour de 5 %, ce qui représente 4 animaux supplémentaires.
Raffinement
Raffinement des procédures : Afin de réduire les risques de lésions cérébrales pouvant être associées à la réalisation d’un prélèvement de sang au sinus occipital, le préleveur utilisera une garde qu’il positionnera sur son aiguille afin d’éviter toute possibilité d’enfoncer l'aiguille trop profondément. La facilité de visualisation de ce site d’injection évite l’arrachage de plumes douloureux pour les animaux. Un point de compression de 30 à 60 secondes sera effectué pour limiter également la formation d’un hématome. Deux expérimentateurs seront mobilisés pour une prise de sang afin de permettre la réalisation d’une contention appropriée par l’un, pendant que le second réalisera la prise de sang. Ceci permettra de limiter les mouvements erratiques des animaux susceptibles d’engendrer un échec de la prise de sang. L’ensemble du personnel affecté à cette tâche sera composé de personnes habituées à la contention et à la prise de sang sur volaille. Les personnes en charge du prélèvement de sang au sinus occipital auront reçu une formation spécifique à ce geste et seront des personnes le réalisant régulièrement afin de maximiser la fluidité des gestes. Le prélèvement au sinus occipital permettra de laisser à disposition les veines alaires qui seront utilisées pour l’administration de l’euthanasiant à la suite de la prise de sang. Raffinement de l’hébergement : Les animaux seront élevés au sol avec une litière en copeaux de bois en groupes sociaux pendant toute la durée de l’expérience. Des boîtes en carton offrant des cachettes aux poussins et des perchoirs aux poulets en croissance seront mises à disposition des animaux afin de diversifier leur environnement de vie. Des balles en plastique seront ajoutées dans les parquets pour stimuler un comportement de jeu.
Choix des espèces
Le projet s’inscrit dans une thématique d’alimentation minérale de précision pour le poulet de chair. À ce titre, nous avons choisi de travailler directement sur notre espèce cible. Nous avons donc fait le choix d'utiliser ici des poulets domestiques de leur naissance à 42 jours, ce qui correspond à la durée d’élevage classique d’un poulet de chair en France.
Production d’anticorps polyclonaux contre des pathogènes chez des équidés avec un protocole d’immunisation optimisé.
- Production de routine
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Maladies infectieuses
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Tests réglementaires
Réformés de la compétition ou de l'élevage et destinés à la boucherie, 100 chevaux vont être hyperimmunisés contre des agents infectieux, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacun reçoit des injections d'antigènes toutes les trois à quatre semaines pendant environ douze mois, puis est saigné trois fois par semaine, jusqu'à 1 % de son poids vif par prélèvement, sur dix à douze mois. Quand leur hématocrite descend sous un seuil fixé avec le vétérinaire, leurs globules rouges leur sont réinjectés pour que les saignées continuent. Soixante-dix sont annoncés comme réutilisés et trente comme replacés, ceux qui ne peuvent l'être étant mis à mort, et le porteur affirme qu'aucune méthode alternative ne remplace aujourd'hui cette production à l'échelle "industrielle".
Objectifs
Le nombre croissant de maladies infectieuses émergentes et ré-émergentes, la mondialisation et la propagation rapide des épidémies, l'absence de traitements et/ou de vaccinations satisfaisants, le développement des menaces liées au bioterrorisme et l'augmentation de la résistance aux antimicrobiens ont conduit à une augmentation significative des risques de menaces biologiques. Le développement, l'accès et le déploiement rapides de contre-mesures médicales adéquates sont essentiels pour anticiper de telles urgences de santé publique, et constituent des enjeux nationaux et internationaux critiques pour la mise à disposition de thérapeutiques efficaces. Le projet vise à développer et à produire des traitements contre des maladies infectieuses émergentes (par exemple COVID-19, grippe aviaire H5N1, Ebola et la Fièvre Hémorragique de Crimée Congo (CCHF)). L’objectif de ce projet est de produire, à partir de chevaux hyperimmunisés, des plasmas qui sont ensuite utilisés pour la fabrication pharmaceutique d’anticorps polyclonaux purifiés. Les anticorps de ce projet seront induits contre différents types d’antigènes spécifiques (protéines virales et/ou toxines (bactériennes, animales ou végétales) et/ou bactériennes).
Bénéfices attendus
Les fragments d’anticorps hautement purifiés (fragments F(ab’)2 apportent une solution thérapeutique sûre à des problématiques majeures de santé publique pour lesquelles il n’existe pas d’autre solution. Le projet vise plus particulièrement à développer des produits destinés au domaine de la bio-défense au sens large, mais aussi des thérapeutiques pour le traitement des maladies infectieuses émergentes. Ce projet nécessitera l’utilisation de 100 chevaux sur 5 ans. Ces chevaux permettront globalement de produire des plasmas qui donneront in fine l’équivalent de 135000 à 215000 traitements individuels contre les risques bio-défense et les maladies infectieuses. La production de plasma par cheval étant assez importante, une partie de ces plasmas sera utilisée pour la mise au point de développement de nouvelles thérapies (développement pré-clinique et clinique avec essais chez l'Homme). Une autre partie constituera une banque de plasmas pour répondre à des besoins de stocks stratégiques.
Procédures
Deux ensembles de gestes techniques sont effectués chez tous les chevaux du projet. Tous les gestes techniques sont réalisés sur le cheval vigile : → Gestes associés à la technique d’hyperimmunisation: des injections de petits volumes sont effectuées par voie intra-dermique ou sous-cutanée et intra-musculaire toutes les 3 à 4 semaines en moyenne pendant environ 12 mois. La durée de l’injection est de 2 à 10 secondes par animal. → Gestes associés aux prélèvements de sang pour la production des plasmas: • des prélèvements de sang (1% du poids vif maximum) par voie veineuse (à la veine jugulaire) d’une durée de 10 minutes par animal sont réalisés 3 fois par semaines toutes les 3 à 4 semaines sur une période moyenne de 10 à 12 mois une fois que le titre d’anticorps spécifique a atteint le plateau maximum. • Si l’hématocrite du cheval prélevé a atteint un seuil bas prédéfini avec le vétérinaire désigné, il y a ré-administration des globules rouges par voie intraveineuse d’une durée de 20 minutes par animal (technique de « plasmaphérèse ») au maximum 3 fois par semaines toutes les 3 à 4 semaines sur une période moyenne de 10 à 12 mois.
Impact sur les animaux
Il n’y a pas d’effet indésirable attendu associé aux administrations des antigènes car les chevaux utilisés pour le projet suivent un parcours d’habituation avant d’être intégrés dans une procédure d’hyperimmunisation. Une nuisance potentielle attendue, mais rare en pratique, est la baisse d’hématocrite consécutive à la répétition dans le temps des prélèvements sanguins de volumes importants, qui ne dépassent cependant pas les normes réglementaires pour le bien-être animal (1% du poids au maximum).
Devenir
En fin de procédure, si les animaux sont en bonne santé, ils pourront être replacés après concertation des responsables du projet et en accord avec le vétérinaire. Si les animaux ne peuvent pas être replacés ou réutilisés en interne, ils seront mis à mort après anesthésie. Les animaux ne pourront pas être reconduit dans la filière alimentaire.
Remplacement
Compte tenu de la variabilité biologique (plusieurs types ou plusieurs variants) des cibles, il est essentiel que les thérapeutiques développées dans le cadre de ce projet aient des efficacités de neutralisation indépendantes des types ou des variants. Cet objectif ne peut être atteint que par la production d’anticorps polyclonaux spécifiques provenant de plusieurs chevaux (synergie d’une réponse polyclonale naturelle avec le mélange de différentes réponses polyclonales individuelles = « polyclonalité polyvalente »). La production en grand volume d’anticorps polyclonaux pour de tels produits pharmaceutiques n’est possible que par l’hyperimmunisation d’animaux de grande taille : bovins ou chevaux. Aucune méthode alternative n’est aujourd’hui connue pour remplacer industriellement la production d’anticorps polyclonaux avec des titres élevés. Un mélange de plusieurs monoclonaux ne peut remplacer aujourd’hui la « polyclonalité polyvalente » recherchée car cela supposerait la production simultanée de plusieurs dizaines d’anticorps monoclonaux différents.
Réduction
Ce projet inclut plusieurs éléments visant à réduire le nombre de chevaux nécessaires pour chaque cible thérapeutique du projet : • Utilisation d’adjuvants commerciaux permettant une présentation plus efficace de l’antigène et favorisant la mémoire immunitaire, se traduisant par des titres spécifiques élevés. • Utilisation d’un calendrier d’injections optimisant le niveau moyen des titres d’anticorps spécifiques et maintenant le plateau de production d’anticorps le plus longtemps possible • Impact des titres élevés d’anticorps permettant d’augmenter le rendement de purification et donc de réduire indirectement le nombre de chevaux nécessaires à la production des lots de produit thérapeutique. • Le nombre de chevaux utilisés pour un projet est calculé au plus juste selon l’avancée du projet afin de réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires. Pour chaque nouvelle indication du projet : 2 à 4 animaux seront immunisés afin de tester et déterminer l’efficacité de l’immunisation. Après cette étape pilote, le volume de plasma nécessaire pour la production des lots thérapeutiques sera calculé précisément. Ce volume permettra de déterminer le nombre d’animaux nécessaires pour l’ensemble du développement de chaque produit du projet.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans des conditions adaptées à leur espèce, logés dans des box en groupes sociaux de maximum 12 chevaux fixes dans le temps présentant une aire paillée et une aire d’exercice ouvertes sur l’extérieur. Un suivi quotidien leur est apporté par un personnel qualifié, avec une surveillance intensifiée, dans des conditions conformes à la réglementation et assurant leur bien-être. L'observation de signes cliniques déclenche des soins spécifiques sur les conseils d'un vétérinaire qui assure par ailleurs un suivi régulier. Les animaux ont accès à la nourriture via un distributeur automatique de concentrés en plusieurs fois, au foin et à l’eau à volonté dans une ambiance musicale. Les contacts répétés avec l’homme contribuent à l’enrichissement. De multiples essais d’accessoires variés n’ont pas été concluants. Ce projet met en œuvre des procédures maîtrisées qui ont déjà fait la preuve de leur efficacité pour la production d’immunoglobulines polyclonales équines. Une amélioration notable par rapport aux projets autorisés précédemment depuis 2017 est l’utilisation d’adjuvants très bien tolérés chez le cheval. Des procédures optimisées sont en place pour l’habituation des chevaux aux injections et aux prélèvements de sang pour réduire le stress lors des opérations de production. Des points limites sont définis.
Choix des espèces
Le cheval est une espèce animale qui produit en général des titres élevés d’anticorps et qui permet, compte tenu de sa grande taille, de récolter une quantité importante de plasma (respectant pour chaque prélèvement un maximum de 1% du poids vif). Il présente très peu de risques zoonotiques, ce qui limite fortement les problématiques de biosécurité virale dans les plasmas. Les chevaux utilisés pour ce projet sont des adultes de plus de 3 ans car à partir de cet âge la production d’anticorps spécifiques est optimale. Ce sont des animaux de réforme (capacité compétition, infertilité…) destinés initialement à la boucherie.
Etude de l’accumulation dans la rétine d’une molécule thérapeutique ciblant le mélanome en fonction de différentes voies d’administration
- Production de routine
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Trois instillations oculaires sous anesthésie, une injection de cellules de mélanome sous la peau, une injection intraveineuse de produit radioactif et jusqu'à six examens d'imagerie en deux jours : 120 souris C57BL6J femelles vont être utilisées, dont 108 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur écrit n'attendre aucune nuisance de l'instillation oculaire, ni de l'imagerie, ni des anesthésies, et classe pourtant la quasi-totalité de l'effectif en souffrance modérée. Leur litière devenue radioactive est changée vingt-quatre heures après l'injection, puis chaque semaine, pour limiter leur surexposition aux rayonnements. Aucune n'est gardée vivante, en raison du produit radiomarqué qu'elles ont reçu et du prélèvement de leurs organes.
Objectifs
La mélanine représente une cible de choix dans le traitement du mélanome. De ce fait, un radiopharmaceutique (médicament contenant un radioisotope à usage médical) a été développé afin de permettre le traitement des cibles tumorales de petite taille, nombreuses et dispersées grâce à son injection par voie intraveineuse. Cette molécule qui fait actuellement l’objet d’un transfert clinique (autorisé par l’agence du médicament) semble montrer des résultats prometteurs. Cependant, la mélanine est exprimée également au niveau de cellules non tumorales telles que celles situées au niveau de la rétine de l’oeil. Aussi, afin de prévenir la fixation du radiopharmaceutique et réduire sa toxicité au niveau de l’oeil, nous souhaitons évaluer une méthode qui empêcherait/limiterait sa fixation au niveau de l’oeil. Une piste envisagée est d’appliquer par dépôt de gouttes ophtalmiques la molécule non radioactive au niveau de l’oeil, avant le traitement par voie intraveineuse, afin d’y bloquer la fixation de la molécule radioactive. Ce projet permettra de tester cette possibilité dans un modèle expérimental de mélanome. En complément, une étude de la distribution dans l’organisme de cette molécule sera réalisée selon différentes voies d’administration. Si ce projet démontre la pertinence de cette approche, il sera adapté pour être proposé en complément de l’approche clinique chez le patient. Ces expériences seront réalisées dans le respect de la règle des 3Rs, utilisant des conditions de stabulation, de bien-être animal et un nombre de souris optimisé. L’ensemble du projet inclura 120 souris sur 5 ans.
Bénéfices attendus
L’objectif de ce projet est d’évaluer la pertinence d’une méthodologie (par instillation oculaire sous la forme de gouttes) visant à empêcher la fixation du radiopharmaceutique administré par voie intraveineuse, au niveau de la mélanine des yeux, afin de limiter une potentielle toxicité oculaire du traitement. Ce projet expérimental est complémentaire d’une étude clinique en cours visant à adresser spécifiquement vers les cellules tumorales (mélanome) un radiopharmaceutique (médicament contenant un radioisotope à usage médical) permettant le traitement des cibles tumorales de petite taille, nombreuses et dispersées. Si ce projet démontre la pertinence de cette méthode, il sera adapté pour être proposé en complément de l’approche clinique chez le patient.
Procédures
Les animaux seront soumis à : * Inoculation sous cutanée de cellules de mélanome : une injection par animal (durée < 3 minutes) sur animal sous anesthésie gazeuse. * instillation ophtalmique de la solution : 3 administrations par animal (durée : environ 10 minutes/animal sous anesthésie gazeuse. * administration iv du radiopharmaceutique : 1 administration/animal (durée < 3 minutes). * imagerie : 5 à 6 examens / animal sur 2 jours et pour 6 animaux de chaque groupe (durée= 30 à 40 minutes/animal sous anesthésie gazeuse. * prélèvement des organes après mise à mort.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont un inconfort modéré lors de l’injection intraveineuse de la molécule (réduite à quelques dizaines de secondes car réalisée par un expérimentateur expert). A ce jour, nous pensons que l’instillation oculaire de la molécule thérapeutique n’engendrera pas de nuisances, de par sa formulation, son pH et sa faible concentration. Aucune nuisance liée à l’imagerie in vivo ou aux anesthésies n’est attendue. Pour les animaux porteurs de tumeur, les nuisances peuvent être relatives à une gêne fonctionnelle liée à la présence de la tumeur.
Devenir
Ce projet comporte 2 procédures : aucun animal n’est maintenu en vie car les animaux recevront un produit radiomarqué et dans la majorité des groupes, des prélèvements d’organes sont réalisés.
Remplacement
Dans la mesure où ce projet a pour objet d’évaluer la distribution in vivo d’une molécule dans l’organisme, suivant différentes voies d’administration, il n’existe aucune méthode de remplacement. Ici, l’objet est d’évaluer l’inhibition la fixation oculaire de la molécule, sans pour autant compromettre sa fixation tumorale, ce qui nécessite de travailler sur organisme entier. L’utilisation d’animaux est nécessaire pour atteindre les objectifs du projet, les méthodes in vitro (sur cellules) ne rendant pas compte des phénomènes d’absorption, de distribution, d’élimination et de ciblage des molécules administrées. L’imagerie in vivo permettra de visualiser et de quantifier simultanément ces phénomènes.
Réduction
Le modèle animal comme la molécule étudiée ont déjà fait l'objet de nombreuses études au sein du laboratoire. Le nombre d’animaux par groupe a été réduit au maximum tout en permettant l’exploitation des résultats. Le nombre d’animaux est calculé de façon à pouvoir réaliser des observations permettant de mettre en évidence une différence significative entre les groupes, avec un risque de première espèce de 0,05 et une puissance statistique de 0,9. Ce nombre a été calculé afin de garantir une signification statistique à l'étude menée (les données seront évaluées sur le plan statistique par test t). Dans la procédure 1, il est prévu de tester notre hypothèse chez des animaux sains, permettant ainsi i) de valider l'approche sans induire inutilement des tumeurs chez les souris et ii) de justifier l'utilité de la procédure 2 chez des animaux porteurs de mélanome. De plus, les examens d’imagerie permettent également de réduire le nombre d’animaux grâce à la possibilité d’un suivi longitudinal où un animal est son propre contrôle au cours du temps. Le nombre total d’animaux est de 120 souris maximum sur une période de 5 ans.
Raffinement
Afin de raffiner l’expérimentation, et de limiter le stress des animaux, les souris seront soumises à un processus d’habituation à l’expérimentateur et à la procédure (chauffage et contention) quotidiennement la semaine précédant la réalisation de la procédure. Les animaux seront hébergésdans des cages contenant de l’enrichissement de milieu (cabane coton bois à ronger) afin de favoriser leur comportement naturel et de limiter ainsi leur angoisse. Les cages seront placées dans des portoirs ventilés respectant les normes d’ambiance optimale pour l’espèce. Un changement fréquent (minimum 1/semaine) des litières sera réalisé afin de limiter le risque infectieux. Un changement des litières devenues radioactives (via le circuit des déchets radioactifs) sera également réalisé 24h après injection puis une fois par semaine afin de limiter la surexposition inutile des animaux aux rayonnements La surveillance quotidienne permettra également de réagir rapidement en cas de signe d'inconfort, de stress atteinte des points limites, ou de souffrance des animaux. Si besoin, une injection d'antalgiques sera réalisée (Rimadyl 5mg/kg sous-cutané 1 fois par jour pendant 5 jours maximum). Les examens d’imagerie permettent de raffiner l’étude grâce d’une part au caractère non invasif de la technique et d’autre part à la possibilité d’un suivi longitudinal ou un animal est son propre contrôle au cours du temps.
Choix des espèces
Ce projet sera réalisé sur le modèle murin syngénique de mélanome pigmenté B16. Ce modèle est développé et validé par les experts chez la souris C57BL6J. Ce projet sera réalisé sur des souris C57BL6J femelles, âgées de 4-6 semaines et ayant un poids moyen de 20 g. Les animaux utilisés seront des adultes ayant atteint leur maturité sexuelle afin d'éviter l'influence des variations hormonales liées à la puberté. Des souris femelles seront utilisées du fait d’une moindre agressivité, permettant de garder plusieurs animaux dans la même cage et donc de favoriser leur hébergement en groupe afin de respecter leur instinct grégaire. Le stade de développement correspond à celui fréquemment utilisé pour ce modèle et pour lequel la prise tumorale a été validée au cours de nos différentes études.
Elaboration de solutions pour accélérer la réduction des émissions de méthane entérique dans les élevages de bovins.
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Neuf prises de sang à la veine de la queue en neuf mois, chacune doublée d'un prélèvement de bouse par fouille rectale au cornadis : 56 vaches vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis replacées dans le troupeau. Ces mesures doivent alimenter une base de données nationale sur le méthane que les bovins rejettent en digérant, et valider des indicateurs plus simples à prélever en ferme. Le porteur justifie le choix de l'espèce par le poids des élevages bovins, près de la moitié des émissions agricoles françaises de gaz à effet de serre, face à l'objectif européen d'une baisse de 30 % du méthane d'ici 2030. Réduire le nombre de bovins élevés n'est pas évoqué.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de contribuer à la création d’une base de données nationales incluant des données phénotypiques de bovins de methane entérique obtenues avec un outil de mesure de reference commun à tous les partenaires du projet, et des prédicteurs des émissions de methane (spir fécale, abondance naturelle isotopique, …). Les prédicteurs issus des matrices prélevées sur les animaux du projet permettront de valider les modèles de prediction construits.
Bénéfices attendus
Les bénéfices du projet est d’ordre environmental en réduisant de 30% les émissions de methane issues du tube digestif des ruminants d’ici 2030. Le methane contribue à hauteur de 50% aux émissions de gaz à effet de serre à l’échelle d’une ferme.
Procédures
Au cours des 9 mois d'expérimentation (stabulation et pâturage), les animaux seront soumis à 9 reprises à des prélèvements de sang. L'ensemble de la manipulation avec prélèvements (contention + prélèvement) sur un animal durera moins de 10 minutes.
Impact sur les animaux
Différents prélèvements peu invasifs sont prévus tout au long de l'essai pour caractériser la réponse physiologique, métabolique et digestive des vaches. Il s'agit notamment de prises de sang, effectuées à la veine caudale, de prélèvements de fèces par fouille rectale. Ces prélèvements seront réalisés au cornadis et sont susceptibles d'induire de l'inconfort pendant la manipulation, qui sera toutefois effectuée par du personnel compétent et habitué à ces procédures. La fréquence de prélèvements sera limitée au minimun nécessaire soit 1 prelèvement de chaque matrice en simultané sur le même animal lorsqu’il est au cornadis toutes les 3-4 semaines.
Devenir
Les procédures mises en oeuvre sur les animaux étant de classe légère, les animaux seront gardés en vie et replacés dans le troupeau à la fin de l'expérimentation.
Remplacement
Les expérimentations porteront sur la réponse individuelle zootechnique (ingestion, croissance) et digestive (émissions entérique de méthane, paramètres fermentaires et microbiens) des bovins (vaches allaitantes avec leur veaux) conduits en stabulation ou au pâturage. La mise en place des prédicteurs issus de matrices faciles d’accès sur le terrain pour une utilisation à grande échelle contribue à réduire les contraintes des animaux expérimentaux.
Réduction
D'un point de vue statistique, un calcul de puissance sur la base de données acquises dans de précédentes expérimentations portant sur les émissions de méthane entérique a permis de calculer un nombre minimum d'animaux nécessaire pour pouvoir mettre en avant des différences de réponses zootechniques d'une part et en terme d'émissions de méthane entérique. Afin de ne pas remettre en cause la validité statistique des tests prévus, un effectif de minimum 22 vaches par lot est nécessaire. Pour pallier quelque éventuel problème pouvant affecter le nombre d'animaux (impossibilité de réaliser un prélèvement, maladie...) à inclure dans les analyses qui suivront l'expérimentation, nous recruterons deux lots de 28 vaches.
Raffinement
Les conditions de logement des animaux en stabulation répond aux exigences réglementaires et va même au-delà grâce à des équipements pemettant un confort optimum des vaches (matelas, brosses) et un suivi fin de leur santé et de leur bien-être (outils d'élevage de précision). Lors de la saison de pâturage, les animaux seront logés en extrieur, ce qui correspond à leur besoin "normal", tout en leur assurant un confort optimal. Le recours a des procédures faiblement invasives, mises en oeuvre par du personnel formé et habitué à ces prélèvements, assure que ceux-ci se feront dans les meilleures conditions possibles pour les animaux. En cas de souffrance ou de douleur prolongée à l'issue des prélèvements, les animaux concernés recevront un analgésique en vue d'en atténuer l'intensité.
Choix des espèces
L’objectif de l’Union Européenne de réduire de 30 % les émissions de méthane d’ici 2030, puis d’atteindre la neutralité « carbone » en 2050, nécessite de faire porter les efforts sur l’ensemble des gaz à effet de serre et des secteurs d’activités. En France, l’agriculture représente 19% des émissions de gaz à effet de serre dont près de la moitié provient des élevages bovins lait et viande. Les émissions de méthane entérique, coproduit de la digestion de la cellulose par les ruminants, représentent environ 50% des émissions de gaz à effet de serre d’une exploitation bovine. Le méthane entérique des bovins représente donc près de 5% des gaz à effet de serre totaux français. Les élevages bovins lait et viande sont ainsi confrontés aux objectifs de décarbonation des activités.
Analyse du rôle du métabolisme cellulaire dans les lymphocytes B dans la souris
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
107 souris vont être utilisées pour créer une lignée dont les lymphocytes B sont privés d'une protéine du métabolisme, ce qui les rend plus vulnérables aux infections, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacune est suivie trois jours par semaine depuis sa naissance et hébergée en cage ventilée pour limiter le risque infectieux que le projet lui a créé. Toutes sont tuées pour que leur moelle osseuse soit prélevée. Le bénéfice annoncé tient en une phrase, identifier de nouveaux mécanismes du développement des cellules B, et l'effectif de 107 souris n'est adossé à aucun calcul rendu explicite.
Objectifs
Ce projet vise à comprendre comment le métabolisme de la cellule permet le bon développement des lymphocytes B du sang, c’est à dire un type des cellules du système immunitaire qui protège l’organisme humain contre les infections. Cet objectif repose sur des résultats préliminaires, ayant indiqué qu’ACLY, une protéine qui régule le métabolisme de la cellule, pourrait permettre le développement des lymphocytes B. L’objectif est de vérifier cette hypothèse grâce aux souris dans lesquelles la protéine ACLY va être inactivée de façon très spécifique dans les cellules B. Pour se faire, les souris génétiquement modifiées seront croisées entre elles afin de générer les souris qui inactivent la protéine ACLY dans les lymphocytes B.
Bénéfices attendus
Ce projet fera progresser les connaissances scientifiques car il permettra d'identifier des nouveaux mécanismes qui expliquent le développement des cellules B su sang
Procédures
Ce projet consiste à créer une nouvelle lignée des souris qui pourraient avoir une susceptibilité accrue aux infections
Impact sur les animaux
Nuisances légères liées au risque potentiel d’infections accrues en cas d’exposition des souris aux agents pathogènes.
Devenir
Les animaux seront mises à mort car la moelle osseuse doit être prélevée et analysée
Remplacement
Les objectives du projet ne peuvent pas être réalisés en faisant des expériences alternatives in vitro car le développement des cellules B du sang se fait dans la moelle osseuse. Cela nécessite la présence d’un micro-environnement qui joue un rôle clef dans le développement de ces cellules du système immunitaire.
Réduction
Afin de réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaires à l’expérimentation nous allons: - utiliser une stratégie d’élevage que nous permettra de générer seulement les souris avec les modifications génétiques souhaitées et éviter ainsi de générer des souris qui, n’ayant pas la bonne modification génétique, ne nécessitent pas d’être analysées. - mutualiser au sein de l’équipe les ressources cellulaires post-mortem afin qu’un même échantillon puisse être exploité pour différents projets - effectuer une étude statistique et des expériences préliminaires qui permettra de déterminer le nombre des souris à utiliser pour obtenir l’information scientifique en évitant la répétition de l’expérience. Cela permettra de réduire au minimum l’utilisation des animaux.
Raffinement
Nous veillerons à optimiser l’hébergement afin de minimiser le risque qu’une baisse des cellules B puissent rendre les animaux plus susceptibles aux infections. Pour cela nous allons héberger les souris dans des cages ventilées, qui permettrons de réduire la rencontre avec d’éventuelles micro-organismes. Nous allons aussi réaliser un suivi des souris dès la naissance 3 jours par semaine (lundi, mercredi et vendredi) afin de vérifier qu’il n’ y a pas des signes cliniques liées aux phénomènes infectieux et/ou des signes précoces de souffrance.
Choix des espèces
Le système immunitaire des souris est assez proche de celui des humains. De plus, chez la souris il est possible d'étudier des lignées génétiquement modifiées qui permettent d'étudier finement les mécanismes de développement et de fonctionnement du système immunitaire. Au cours des dernières années, la communauté scientifique a généré deux lignées génétiquement modifiées en utilisant la souris (espèce Mus musculus). Le croisement de ces lignées permettra d’inactiver la protéine ACLY de façon très spécifique dans les cellules B du système immunitaire. Ces deux lignées, qui proviennent de notre élevage, seront croisées dans notre animalerie. Les souris femelles et mâles ainsi générées seront analysées une fois qu’elles auront entre 8 et 12 semaines, c’est à dire l’âge adulte correspondant à un système immunitaire mature.
Développement et validation d’un modèle murin du syndrome de Birk-Barel
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
668 souris porteuses de mutations du syndrome de Birk-Barel vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées au dioxyde de carbone à la fin de chaque procédure. Elles passent un labyrinthe trois fois dix minutes, vingt-quatre heures d'observation de leur activité, un test de sensibilité à la température où la queue est immergée, et pour une série d'entre elles une chirurgie d'une heure pour implanter des électrodes, suivie de trois jours d'isolement par semaine pendant deux à trois semaines. Le porteur écrit qu'aucun de ces tests n'est de nature à causer des souffrances particulières, ce qui lui permet de faire passer plusieurs épreuves au même animal. Sur le remplacement, il indique que l'effet des mutations sur le canal a été établi in vitro, et retient la souris faute d'homologue du gène chez les invertébrés.
Objectifs
Le syndrome de Birk-Barel est une maladie génétique rare avec des symptômes de sévérité variable incluant des anomalies morphologiques, des déficiences intellectuelles plus ou moins marquées, une hyperactivité et une hypotonie. Il est causé par différentes mutations génétiques qui affectent toutes le même gène. Le but du projet est de développer et caractériser des lignées de souris génétiquement modifiées contenant des mutations responsables du syndrome afin d'évaluer si elles reproduisent la pathologie humaine et ainsi constituent un modèle murin de la pathologie. Puis nous évaluerons l'effet de traitements pharmacologiques sur les symptômes.
Bénéfices attendus
D'un point de vue clinique, disposer d'un modèle animal qui reproduit la pathologie humaine permettrait de mieux étudier le syndrome et de pouvoir étudier des pistes thérapeutiques.
Procédures
Les animaux n'ayant subi aucun traitement seront analysés dans des test comportementaux afin d'évaluer leurs fonctions de mémorisation (labyrinthe, 3x10 min), d'activité spontanée (24 h en observation), et dans un test de perception sensorielle. Une autre série d'animaux sera étudiée pour l'activité épileptique spontanée potentiellement entraînée par les mutations. Cette procédure implique l'implantation d'électrodes de mesure par chirurgie (durée de l'intervention, environ 1h) et l'hébergement en individuel 3 jours par semaine pendant 2 ou 3 semaines afin d'identifier d'éventuelles activités électriques anormales spontanées. Nous évaluerons enfin comment ces comportements peuvent être modifiés par différents traitements pharmacologiques. Pour cela les animaux seront traités par injection unique ou quotidienne pendant 14 j selon le type de traitement et analysés dans les tests décrits.
Impact sur les animaux
Le test de sensibilité à la température implique de la contention pendant quelques minutes. Les souris pourraient présenter des signes d'inconfort de durée très brève (qq s) pendant l'immersion de la queue. La chirurgie subie par certains animaux peut être source d'une douleur légère. Les injections provoquent un léger inconfort. La caractérisation de l'activité des animaux impose un hébergement en individuel le temps de l'observation.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux seront mis à mort par inhalation de CO2. Il n'est en effet pas possible de les intégrer dans d'autres procédures en raison des traitements qu'ils auront subis.
Remplacement
L'effet des mutations sur l'activité du canal a été déterminé in vitro. Mais il n'existe pas à notre connaissance d'alternative au modèle animal pour l'étude de l'impact pathologique au niveau de l'organisme. Nous devons utiliser le modèle murin car il n'y a pas d'homologue direct du gène d'intérêt dans les invertébrés.
Réduction
La caractérisation du phénotype sera pour l'essentiel basée sur l'observation du comportement de l'animal. Aucun de ces tests n'est de nature à causer des souffrances particulières, ce qui permet d'utiliser un même animal pour différentes expériences et donc de réduire le nombre d'animaux nécessaires pour arriver à des résultats représentatifs. Un calcul statistique permet de déterminer le nombre minimal de souris nécessaires pour obtenir une puissance statistique suffisante. Le mode particulier d'expression du gène impliqué fait qu'il est possible de produire des individus porteurs qui ne sont pas atteints par le syndromes. Nous ne produirons les individus porteurs de la mutation dans le contexte pathologique qu'au moment de faire les mesures et tous les animaux seront utilisés, afin de réduire au maximum la quantité d'individus porteurs du syndrome et d'optimiser le nombre produit.
Raffinement
La chirurgie sera effectuée selon les bonnes pratiques vétérinaires: anesthésie locale avant la chirurgie, inhalation d'anesthésique général pendant, en contrôlant la température, l'hydratation. Après la chirurgie, l'animal sera maintenu dans une cage de réveil chauffée jusqu'à son réveil complet, puis remis dans sa propre cage d'élevage. Un anti-inflammatoire non stéroidien sera administré par l'eau de boisson pendant 5 jours. La mesure des électroencéphalogrammes impose de maintenir les animaux en hébergement individuel. Pour leur permettre des contacts sociaux, les souris sont placées dans des cages d'hébergement divisées en dux par une cloison transparente en plexiglas et chaque souris occupera une demi-cage. La cloison percée de trous d'environ 1 cm permet aux animaux de se voir, d’échanger des odeurs et également d’avoir un contact grâce à leurs vibrisses. Cet aménagement a pour but de réduire le stress des animaux. Pour toutes les procédures, l'état des souris sera évalué quotidiennement pendant les traitements chroniques afin de contrôler l'absence de trouble. L’évaluation se fera visuellement selon 3 critères : apparence physique, perte de poids, comportements spontanés, avec attribution d'un score. Pour un score entre 1 et 4, l’animal sera surveillé 2 fois par jour et un traitement vétérinaire adapté à l'état de l'animal sera mis en oeuvre jusqu’à un éventuel rétablissement. Si l'animal ne se rétablit pas dans les 24 à 48h (selon le critère observé) ou si le score global est supérieur à 5, une euthanasie sera réalisée par l'observateur.
Choix des espèces
L'effet des mutations sur l'activité du canal a été déterminé in vitro. Mais il n'existe pas à notre connaissance d'alternative au modèle animal pour l'étude de l'impact sur les fonctions physiologiques au niveau de l'organisme. L'absence de gène homologue au gène d'intérêt chez les invertébrés empêche leur utilisation pour étudier le rôle du canal. De plus, le syndrome de Birk-Barel inclut de nombreuses manifestations neurologiques. C'est pourquoi son étude nécessite l'utilisation d'organismes qui présentent une organisation similaire à celle de l'humain. Dans le modèle murin, de nombreux outils ont été développés pour étudier les processus physiopathologiques, à la fois des modèles expérimentaux et des protocoles pour l'analyse de nombreux phénotypes. Il existe de plus des données dans la littérature produits dans des modèles murins sur le gène d'intérêt et la protéine pour lequel il code. Basé sur des travaux précédents de la littérature les expériences seront menées quand les animaux seront âgés de 6-8 semaines, un âge pré-adulte qui correspond à l'équivalent de l'âge de nombreux patients atteints du syndrome de Birk-Barel.
Effets de la pollution au cuivre sur la métamorphose du sar à tête noire, Diplodus vulgaris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système endocrinien
380 sars à tête noire, capturés au stade larvaire dans les zones portuaires où ils viennent grandir, sont exposés au cuivre pendant trois semaines, 360 d'entre eux répartis à quinze par aquarium de trois litres, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacun passe ensuite quinze minutes dans un bassin à deux arènes, où l'on mesure une seule fois le temps qu'il passe près de congénères plutôt que près de saupes. Tous sont tués par surdosage d'anesthésique, l'arrêt des battements du cœur vérifié à la loupe binoculaire, avant les mesures de croissance, de pigmentation et d'expression de gènes. Le bénéfice annoncé est d'améliorer la protection des écosystèmes côtiers où vit cette espèce, et le porteur qualifie le recours à ces larves d'"incontournable".
Objectifs
La majorité des poissons marins ont un cycle de vie découpé en deux parties, composé d’une phase en pleine mer dîte pélagique, où les larves se dispersent et grandissent, suivie d’une phase plus sédentaire, en milieu côtier, où poissons juvéniles et adultes continuent leur croissance. La transition écologique des larves pélagiques aux juvéniles côtiers, ou recrutement larvaire, est primordiale pour le renouvellement des populations de poissons. En milieu marin, les changements climatiques et les pollutions affectent principalement les milieux côtiers où se déroule le recrutement larvaire. Dans certaines zones littorales, la baisse des stocks de poissons est plus la conséquence d’un échec du recrutement larvaire que d’une surmortalité des populations adultes mais les mécanismes biologiques à l’origine des échecs de recrutement larvaire restent méconnus. Nous avons démontré que le recrutement larvaire des poissons marins s’accompagne d’une métamorphose des larves en juvéniles, sous contrôle des hormones thyroïdiennes. Nous faisons l’hypothèse que les stress environnementaux et anthropiques peuvent agir en tant que perturbateurs endocriniens sur les larves de poissons, perturbant leur métamorphose, c’est-à-dire la mise en place des modifications physiologiques, morphologiques et comportementales nécessaires à la survie en tant que juvéniles, causant in fine un échec du recrutement larvaire. Dans un projet récent, nous avons pu révéler différentes concentrations de cuivre dans des zones portuaires de recrutement larvaire du sar à tête noire, Diplodus vulgaris. Dans ce contexte, notre objectif est d'évaluer expérimentalement la toxicité du cuivre sur le recrutement larvaire et la métamorphose de D. vulgaris, à travers des mesures de différents biomarqueurs : 1/ comportementaux (préférences visuelles, vis-à-vis de poissons de la même espèce – conspécifiques – et d’une autre espèce, la saupe Sarpa salpa), 2/ morphologiques (croissance, pigmentation), et 3/ physiologiques (expression de gènes de la métamorphose, taux d’hormones thyroïdiennes). Ce projet permettra d’identifier le potentiel de perturbateur endocrinien d’un polluant commun des zones littorales françaises (le cuivre) sur le recrutement larvaire et la métamorphose de D. vulgaris, afin d’améliorer les mesures de conservation et de protection de ces écosystèmes côtiers.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’identifier le potentiel de perturbateur endocrinien d’un polluant commun des zones littorales françaises (le cuivre) sur le recrutement larvaire et la métamorphose de D. vulgaris, afin d’améliorer les mesures de conservation et de protection de ces écosystèmes côtiers. D. vulgaris a un fort intérêt économique (pêche récréative) et écologique (espèce représentative). Ce projet permettra également de mettre en place une corrélation entre mesures comportementales et mesures physiologiques dont l’objectif est, à terme, de se restreindre aux mesures comportementales et ainsi réduire le nombre d’échantillons biologiques nécessaires aux futures études dans ce domaine.
Procédures
Aucun prélèvement sur animaux vigiles ne sera réalisé. Après exposition à différentes concentrations de cuivre (pour une durée de 3 semaines) les poissons seront transférés individuellement dans un aquarium de choix (aquarium composé de deux arènes identiques, 1 et 2, circulaires, de 30 cm de diamètre, et reliées par un couloir de 5 cm par 5 cm). Dans cet aquarium de choix, les préférences pour des signaux visuels de congénères (signaux présentés dans l'arène 1) versus des signaux visuels de poissons d'une autre espèce (Sarpa salpa, non prédatrice, signaux présentés dans l'arène 2) seront évaluées durant 15 min via une comparaison du temps passé dans chacune des deux arènes. Une seule mesure comportementale sera réalisée par poisson, avant leur euthanasie par surdosage d’anesthésique (balnéation jusqu'à l'arrêt complet des mouvements operculaires et vérification de l’arrêt des battements cardiaques effectué sous loupe binoculaire). Toutes les autres mesures (morphologiques, pigmentaires et physiologiques) seront réalisées sur les poissons après cette euthanasie.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux résultent du stress lié à l'exposition des individus aux polluants. On peut faire l’hypothèse d’un changement de comportement alimentaire et d’une perturbation du développement larvaire avec des retards de croissance et d’apparition du patron de pigmentation, ou à l’inverse, d’une métamorphose plus précoce. Le changement d’aquarium pour les tests de préférence (expérience d’écologie comportementale) peuvent également être source de stress pour les poissons mais sera minimisé par un transfert à l’aide d’un bécher.
Devenir
L'ensemble des animaux sera euthanasié à la fin de l’élevage afin de procéder aux différentes analyses de morphologie et de biologie moléculaire.
Remplacement
L'étude écotoxicologique comprend des mesures 1/ comportementales (préférences visuelles dans un aquarium de choix), 2/ morphologiques (croissance, pigmentation), et 3/ physiologiques (expression de gènes de la métamorphose, taux d’hormones thyroïdiennes). Il s’agit donc de mécanismes non modélisables car s'appliquant à des organismes vivants dans l’intégrité et la complexité qui leur sont propres. Ainsi, aucune expérience in silico ou in vitro ne permet d'accéder à ce type de données. Par conséquent, il n'existe pas de méthode alternative à la réalisation de ce projet et l'utilisation du modèle animal est incontournable.
Réduction
La planification du design expérimental a été faite afin de réduire le nombre d’individus échantillonnés pour l’ensemble des conditions testées permettant une analyse statistique pertinente, c’est-à-dire des triplicats pour chacune des concentrations de cuivre testées (3x4 = 12 aquariums de 3L chacun), et ce dans deux duplicats techniques (2 pédiluves d’expérimentation), soit un total de 24 aquariums contenant chacun 15 larves, soit un total de 360 larves de D. vulgaris exposées. Nous avons pu réduire notre échantillonnage à ce nombre en adaptant notre protocole afin de combiner les mesures comportementales, morphologiques/pigmentaire, et de biologie moléculaire sur les mêmes individus, au lieu d’utiliser 3 groupes d’individus pour ces trois types de mesure. Nous appliquons donc une réduction par 3 du nombre d’animaux prévus dans le cadre de cette experience. Dans le cas où des animaux mourraient durant l’exposition, ces individus ne seront pas remplacés. De plus, ce projet permettra de mettre en place une corrélation entre mesures comportementales et mesures physiologiques dont l’objectif est, à terme, de se restreindre aux mesures comportementales et d’ainsi réduire le nombre d’échantillons biologiques nécessaires aux futures études dans ce domaine.
Raffinement
Les individus seront élevés selon le protocole développé et maîtrisé au sein de notre service d’aquariologie. Ce protocole a été développé pour que le bien-être des individus soit optimal, permettant une bonne croissance et une bonne survie. Notamment, une attention particulière et quotidienne sera portée tout au long de ce projet sur la température et la salinité de l'eau, deux facteurs importants de source de stress. Par ailleurs, le bien-être des animaux sera assuré par un personnel compétent 7J/7J pour l’observation et le soin des animaux. La durée d’exposition a été réduite à 3 semaines, car même si l’ensemble des étapes du recrutement larvaire et de la métamorphose de cette espèce peut prendre jusqu’à 3 mois, nous avons décidé de nous focaliser sur des biomarqueurs dont les principaux changements larves/juvéniles ont lieu dans les 3 premières semaines, afin de réduire la durée d’exposition au cuivre des individus de notre expérience. Bien qu’il n’existe à ce pas encore de grille de scoring officiellement établie chez les poissons, nous examinerons attentivement le comportement de nage afin de déceler tout comportement inhabituel, comme une difficulté de l’individu à contrôler la flottaison, à maintenir son équilibre ou ses trajectoires de nage. Ce comportement individuel sera comparé aux comportements de nage des autres individus de l’expérience.
Choix des espèces
Le sar à tête noire, Diplodus vulgaris, a été choisi comme un modèle adapté pour mener à bien ce projet. En effet, il s’agit d’un modèle pertinent écologiquement pour l’étude du développement larvaire d’un poisson méditérranéen caractéristique de milieux pouvant être sujet à la toxicité des polluants métalliques. Les zones portuaires constituent un secteur de nourricerie pour les D. vulgaris où l’exposition à de multiples facteurs de stress anthropiques est présente. Ces informations ont pu être confirmées par les suivis et mesures effectuées dans un précédent projet de recherche. Nous travaillons sur la période de transition larve - juvénile chez cette espèce et devons donc capturer ces jeunes stades de vie en milieu naturel, au moment du retour des larves dans les habitats côtiers.
Evaluation de la tolérance et étude de la fonctionnalité d’un vaccin luttant contre un des facteurs de l’inflammation, pour prévenir le développement de l’arthrose chez le cheval
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Maladies animales
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Le cheval étant l'espèce visée par le vaccin en développement, sept chevaux adultes appartenant à l'établissement vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils reçoivent trois injections sous-cutanées dans l'encolure sur quatre mois, puis subissent vingt-trois examens cliniques et échographiques et dix-sept prises de sang à la jugulaire étalées sur un an, sans sédation, tenus par un simple licol. Le produit, un vaccin ciblant l'interleukine-6 pour prévenir l'arthrose, a déjà été testé sur des souris et des lapins, et vient de passer un essai de phase I chez l'être humain sans effet indésirable rapporté, ce que le porteur juge insuffisant au motif que le cheval est une espèce "particulièrement réactive". Aucun des sept n'est tué : ils restent la propriété de l'établissement, vivent au pré avec leurs congénères et sont comptés comme réutilisables.
Objectifs
L’arthrose est une affection dominante chez le cheval. C’est en effet la principale cause de boiterie, et de baisse de performance ou d’arrêt de carrière des chevaux de course et de sport. D’autre part, chez le cheval on estime que 50 % des sujets de plus de 15 ans présentent des lésions d’arthrose. Cette affection a donc un impact majeur sur le bien-être des animaux. Actuellement la prise en charge de l’arthrose chez le cheval se fait principalement par des soins locaux par injections intraarticulaires (à base de stéroïdes, de thérapie biologiques ou cellulaires), et/ou par l’administration d’antiinflammatoires non stéroïdiens (AINS) par voie systémique. Une des limites de la thérapie locale est la difficulté de mise en place de ce traitement sur un cheval avec des lésions multiples. De plus l’emploi réitérés des antiinflammatoires stéroïdiens par voie intra-articulaire est reconnu comme favorisant la dégénérescence cartilagineuse. Quant aux thérapies biologiques ou cellulaires, leur coût, limite leur utilisation à un nombre réduit d’articulations. Enfin concernant l’emploi des AINS, leur administration au long cours n'est pas possible du fait des effets secondaires observés (ulcères gastriques, risque d’insuffisance rénale) et leur action est uniquement symptomatique. Les moyens permettant une prise en charge des lésions d’arthrose particulièrement lorsqu’elles sont multiples et sur le long cours restent donc limités. Dans ce contexte une société a adapté son vaccin ciblant l’IL-6 chez l’homme pour élaborer un produit spécifique au cheval. Le conjugué équin ainsi obtenu a été testé sur des souris et des lapins et une production d’anticorps anti-IL-6 équine (eIL-6) a été observée. Les résultats avec le conjugué équin étant très satisfaisants chez la souris et le lapin, les objectifs de ce projet sont dans un premier temps de confirmer sa tolérance chez le cheval, d’évaluer son immunogénicité sur cette espèce et de déterminer la dose optimale de conjugué à injecter. A plus long terme, l’objectif est de pouvoir obtenir une alternative thérapeutique pour la prise en charge de l’arthrose au long cours chez le cheval avec le développement d’un vaccin.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu à terme est le développement d’une nouvelle thérapie, sous la forme d’un vaccin, pour lutter contre l’arthrose chez le cheval. Cette étude constitue une première étape de ce développement qui va permettre de valider la bonne tolérance et fonctionnalité de ce vaccin en évaluant la réponse immunitaire des chevaux injectés en contrôlant la production d’anticorps anti-IL 6 leur permettant de développer une action anti-inflammatoire propre. Cet effet anti-inflammatoire sera alors évalué pour la prise en charge de l’inflammation chronique du phénomène arthrosique grâce à un essai clinique versus placebo sur un effectif de chevaux atteints d’arthrose. Actuellement les thérapies les plus communément utilisées sont des injections intra-articulaires, soit à base de stéroïdes ou de thérapie biologique (à base de sérum autologue, ou chimique comme le gel polyacrylamide) ou cellulaire (à base de cellules souches mésenchymateuses). La limite des stéroïdes est qu’ils ne peuvent être utilisés de façon réitérée au risque d’avoir un effet délétère sur le cartilage articulaire. Quant aux thérapies biologiques leur coût, et la nécessité de répéter les injections ne permet pas de traiter à long terme un cheval avec plusieurs articulations affectées, ce qui est fréquent notamment sur les sujets âgés, pour lesquels l’arthrose touche 50% d’entre eux. Par ailleurs les traitements systémiques les plus utilisés reste les antiinflammatoires non stéroïdiens qui présentent des effets secondaires notables lors d’administration prolongée (ulcères gastriques risque d’insuffisance rénale). Dans ce contexte le vaccin évalué, représenterait une excellente alternative thérapeutique pour une prise en charge de l’arthrose au long cours chez le cheval.
Procédures
- Des vaccins (piqure sous cutanée) seront réalisés à trois reprises sur les chevaux dans l'encolure : le premier jour, un mois plus tard et quatre mois plus tard. Chaque injection dure 1 à 2 secondes sur animal vigile, non sédaté et sans contention autre qu’un licol, celles-ci étant bien tolérées chez le cheval. - Des examens cliniques généraux (examen physique et dynamique, appétit, transit intestinal, auscultation cardiaque, respiratoire et prise de température) et des examens échographiques de chaque côté de l’encolure au niveau des sites d’injection seront réalisés à 23 reprises sur chaque cheval de l’étude durant sa durée (1 an). Il s'agit plus précisemment des jours J-10, 1, 3, 7, 14, 21, 28, 29, 31, 35, 42, 49, 56, 84, 112, 113, 115, 119, 126, 133, 140, 168 et 336. Chaque examen dure environ 10 minutes, il est réalisé sur animal vigile, non sédaté et sans contention autre qu’un licol. - Des prises de sang à la veine jugulaire de 10 mL à 30mL seront réalisées aux jours J-10, 1, 7, 28, 29, 35, 42, 56, 70, 112, 113 et 119, 126, 140, 154, 168 et 336 soit un total de 17 prélèvements pour réaliser les analyses sanguines sur le même prélèvement. Elles seront réalisées sur animaux vigiles non sédatés, ces actes étant très bien tolérés par les chevaux. Ces prélèvements sont très rapides, moins d’une minute.
Impact sur les animaux
Lors d’essais de cette immunothérapie ciblant l’interleukine-6, réalisés sur d'autres espèces animales et l’Homme, aucun effet indésirable grave n’a été observé. Cependant, une induration au point d’injection du conjugué a été observée chez certains patients de façon transitoire. Par ailleurs, les contentions, et piqures cutanées dues à l’administration des doses de vaccin d’une part et les ponctions veineuses d’autre part, entrainent un stress d’une durée maximale de 15 minutes par jour de manipulation, comprenant la réalisation de l’examen clinique général, de l’échographie et d’une injection sous-cutanée et/ou prélèvement sanguin (le stress débute à l’entrée du cheval en salle d’examen et se termine lors de sa sortie). Néanmoins, ce stress est limité par le fait que les chevaux sont toujours manipulés par 2 et qu’ils sont habitués au personnel soignant, à la manipulation et à la réalisation d’échographies. Une brève douleur d’une seconde est ressentie au moment du passage de la peau par l’aiguille lors des administrations de vaccins et ponctions veineuses.
Devenir
Les 7 chevaux du protocole resteront dans l’Etablissement Utilisateur dont ils sont la propriété. Ils vivront au pré avec leurs congénères.
Remplacement
Nous souhaitons développer un vaccin qui, à terme, pourrait prévenir et limiter la progression de l’arthrose inflammatoire chez le cheval. Le modèle animal choisi ici constitue donc l’espèce cible de la thérapie. L’immunogénicité du vaccin et la capacité neutralisante des anticorps ont déjà été testés chez la souris et le lapin. La tolérance aux injections et la surveillance de survenue d’éventuels effets secondaires ont quant à eux déjà été évalués dans plusieurs espèces. De plus, la tolérance de la thérapie étudiée ici est déjà en cours de validation dans l’espèce humaine grâce à un essai clinique de phase I qui vient de se terminer et pour lequel aucun effet indésirable n’a été rapporté. Cependant, les résultats obtenus pourraient ne pas être transposables au cheval, puisqu’il existe des spécificités d’espèce et le cheval est une espèce particulièrement réactive. Il est donc nécessaire de réaliser une étude pilote pour obtenir une preuve de concept de la bonne tolérance et de l’immunogénicité de la thérapie dans l’espèce cible du produit à évaluer, avant d’envisager un essai clinique contrôlé et en aveugle sur des cas spontanés de chevaux souffrant d’arthrose.
Réduction
Le nombre de 3 chevaux par dose (10 μg et 50 μg), a été jugé être le nombre minimal pour lequel cette étude pilote permettra de conclure à une bonne tolérance et à une production systématique et suffisante d’anticorps, sans être due au hasard ou à l’individu, compte tenu des résultats déjà acquis dans les autres espèces dont l’homme. Aucune conclusion statistique ne sera réalisée dans cette étude pilote dont l’objectif est, en cas de résultats favorables pour chacun des 3 chevaux (absence d’effets indésirables aux injections et production d’un niveau satisfaisant d’anticorps) de poursuivre par le lancement d’un essai clinique. Il est important de noter que des doses plus élevées ont été testées dans d'autres espèces et n'ont montré aucun signe de toxicité. Par conséquent, nous nous attendons à une bonne tolérance, même à la dose "forte" (50 μg) de notre produit, sur les chevaux testés. Ainsi, en confirmant que les chevaux pilotes de la présente étude réagissent de la même manière que les autres espèces testées avec l’immunothérapie dont l'homme, la dose minimale (10 μg) sera selectionnée pour réaliser une étude d’efficacité de terrain contrôlée et en aveugle sur un effectif de chevaux dont le nombre sera évalué statistiquement. Cependant, si une tendance vers une différence de production d’anticorps était observée entre les deux lots, la dose la plus efficace en termes de génération d'anticorps neutralisants devra être validée dans une étude dédiée.
Raffinement
Les chevaux seront hébergés dans leur environnement naturel (pature avec abris) et en groupe avec leurs congénères. Les actes pratiqués sont tous de classe légère, et pour limiter le stress lors des examens et prélèvements sanguins, ils seront toujours manipulés par 2. Les chevaux appartenant à l'établissement utilisateur, ils sont habitués au personnel soignant, à la manipulation et à la réalisation d’échographies. Par ailleurs, en cas de réaction inflammatoire au niveau des stites d’injection des vaccins entrainant une douleur ou une raideur de l’encolure, des anti-inflammatoires seront adminisrtés et du froid sera appliqué localement. Aucune nouvelle injection de vaccin ne sera réalisée sur le cheval.
Choix des espèces
Le vaccin que nous souhaiterions tester a été développé à des fins de traitement chez des chevaux arthrosiques. Après deux études pilotes réalisées dans d'autres espèces, nous souhaiterions tester l’immunogénicité de notre vaccin chez le cheval. Il est donc nécessaire pour ce projet d’avoir recours au cheval. En effet les résultats obtenus sur d’autres espèces ne pourraient être transposables directement à l’espèce cible, puisqu’il existe des spécificités d’espèce sur le système immunitaire. Il est donc nécessaire dans le cadre de cette étude de travailler avec l’espèce cible du produit à évaluer. Les chevaux utilisés sont des adultes (≥ 3 ans). Le traitement étudié étant destiné à être utilisé chez l’adulte il est préférable pour cette étude de choisir des animaux de l’âge cible. Par ailleurs, pour la facilité des manipulations il est souhaitable d’avoir des chevaux débourrés donc adultes.