Procédures légères
Etude de la hiérarchie sociale chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour tester si l'absence de certaines molécules du stress prédétermine le rang social, 768 souris sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, toutes tuées à six mois pour prélèvement du cerveau. Le test de préséance dans un tube dure dix minutes par jour et par souris pendant au moins six jours d'affilée, répété une fois par mois pendant quatre mois, suivi de deux tests d'anxiété que le RNT ne nomme pas. Le porteur indique que les mâles peuvent se battre et être blessés au moment du regroupement en cage. Il rattache le projet à la compréhension du lien entre statut social et pathologies psychiatriques chez l'humain, et écrit que la nature de sa recherche "nécessite" des animaux non-humains plutôt que des sujets humains.
Objectifs
La plupart des espèces animales vivent selon une organisation sociale qui engendre une individuation des comportements. Les mécanismes biologiques qui conduisent à son émergence restent mal connus. Il a été montré récemment que l'activité de certains neurones est impliquée dans l'établissement de hierarchies sociales. De plus, nous avons observé une apparition de traits comportementaux spécifiques en fonction du rang social en terme d'anxiété. Les neurones étudiés sont modulés par le stress, laissant entrevoir un rôle potentiel dans l'établissement d'une hierarchie. L'objectif de ce projet est de tester si l'absence de certaines molécules impliquées dans la réponse au stress dans des neurones spécifiques prédétermine le rang social des individus au sein d'une colonie.
Bénéfices attendus
Le statut économique et social chez l'homme est l'un des facteurs impactant le plus la santé physique et mentale. Il a été montré que des souris de rang inférieur présentaient une susceptibilité accrue à des phénotypes de type dépressifs ou addicts. Comprendre les mécanismes participant à la mise en place d'une hiérarchie au sein d'une colonie permettra d'améliorer la compréhension du lien entre vie sociale et pathologies psychiatriques.
Procédures
Les souris seront soumises à des tests comportementaux (mesure de la hierarchie sociale : détermination des souris dominées et dominantes par test de préséance dans un tube, et tests mesurant l'anxiété). Le test de hierarchie dure environ 10min par jour par souris pendant au moins 6 jours d'affilée. Ce test sera répété une fois par mois pendant une durée de 4 mois. Les 2 tests d'anxiété durent chacun 10 min par souris et ne seront pas répétés. A l'issue des tests, les souris sont euthanasiées par une méthode règlementaire en vue des différents prélèvements et analyses.
Impact sur les animaux
Les souris mâles peuvent parfois se battre et être blessées au moment où on les groupe dans la même cage. L'habituation des souris au passage dans le tube peut générer un léger stress pendant 1 ou 2 jours.
Devenir
Chaque animal (âge 6 mois) sera euthanasié à l'issue de la procédure et le cerveau collecté pour analyse anatomique ou biochimique.
Remplacement
Même si nous nous efforçons au maximum de travailler in vitro, la mise en place d'une hiérarchie sociale se fait à l’échelle de l’organisme. Les procédures décrites ici sont donc essentielles pour mieux comprendre la mise en place et le maintien d'une structure hiérarchique chez les animaux. Il n’existe pas encore de modèle computationnel des comportements complexes animaux. La nature expérimentale de notre recherche nécessite l’utilisation de modèles animaux plutôt que des sujets humains. Les résultats obtenus au laboratoire sont toutefois complémentaires à ceux obtenus chez l’homme. L’anatomie, la physiologie et les comportements murins sont suffisamment complexes pour modéliser de nombreux aspects de la biologie humaine. Nous étudions la souris afin de tirer profit des techniques de transgénèse conditionnelle pour l’étude de la fonction des gènes.
Réduction
Nous avons réduit le nombre d'animaux utilisés (768 souris) au maximum en calculant le nombre nécessaire par groupe expérimental grâce à une analyse prédictive du nombre d’animaux en réalisant un calcul de puissance. Nos travaux passés nous indiquent aussi que ces études comportementales nécessitent entre 12 et 24 colonies de 4 souris par groupe expérimental pour atteindre une puissance statistique satisfaisante. Nous analyserons nos résultats avec les tests statistiques appropriés afin d’obtenir des valeurs fiables et robustes. Pour les études anatomiques et de biochimie, nous utiliserons les animaux testés en comportement afin de réduire au maximum le nombre de cohortes
Raffinement
Les souris seront hébergées par groupe de 4 dans des cages adaptées à leur taille et leur nombre. Dans ces cages, l’enrichissement utilisé sera du nid végétal. Les animaux seront suivis 7 jours sur 7 durant l'ensemble de la procédure (acclimatation et handling puis expériences). Une pesée hebdomadaire sera effectuée. Une détérioration de leur état général (perte de poids, prostration, poils souillés) entrainera un arrêt immédiat de la procédure, un suivi journalier de l’animal avec traitement antalgique et éventuellement une euthanasie pour éviter toute souffrance. En cas de blessures, l’animal sera soigné si nécessaire et son état évalué le lendemain. S’il n’est pas complétement rétabli, la procédure sera alors arrêtée pour cet animal.Pour les tests comportementaux, les animaux sont habitués à être manipulés par les expérimentateurs avant le début des tests afin de réduire leur stress. Des points limites adaptés ont été définis pour toutes les procédures.
Choix des espèces
L’anatomie et la physiologie de la souris sont suffisamment complexes pour modéliser de nombreux aspects de la biologie et des comportements humains. Les circuits étudiés dans ce projet sont particulièrement bien conservés chez la souris tant d’un point de vue anatomique que fonctionnel. Dans nos études, les souris sont utilisées afin de tirer profit des techniques de transgénèse. En effet, l’intérêt croissant pour la souris comme modèle a alimenté le développement de techniques sophistiquées pour l’étude des comportements, dans l’organisme vivant. Tous les comportements seront réalisés sur des animaux adultes (entre 8 semaines et 6 mois). Des mâles et des femelles seront étudiés.
Tutorat des gestes techniques de base chez la souris
- Formation professionnelle
Toutes tuées à l'issue, 1 200 souris sont utilisées pour l'apprentissage de gestes techniques de base par des personnels en attente d'habilitation, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent un prélèvement pour génotypage entre 7 et 15 jours, puis au maximum deux piqûres dans leur vie, injection intrapéritonéale, injection sous-cutanée ou prise de sang. Le porteur inscrit la mise à mort elle-même parmi les gestes à apprendre, et indique que les souris utilisées proviennent des élevages internes, leur génotype n'intéressant aucun projet de recherche. Il affirme qu'un organisme vivant est "nécessaire" et que le tutorat ne peut pas se faire sur un autre modèle.
Objectifs
L'unité de service met, à disposition de la communauté scientifique, un ensemble de prestations liées à l’utilisation de modèles animaux à des fins scientifiques. Des modèles rongeurs sont gérés, hébergés, développés et maintenus dans les locaux, pour les besoins de la communauté scientifique qui, pour réaliser sa recherche fondamentale et biomédicale, doit disposer de modèles précliniques permettant de comprendre diverses fonctions biologiques dans les pathologies humaines (maladies immunitaires, métaboliques, infectieuses inflammatoires, cancéreuses, etc). Le service réglementation et la structure bien-être animal de l'unité a établi une procédure obligeant tout utilisateur en attente de son attestation d'habilitation, à suivre un tutorat interne des gestes techniques de base afin de s'assurer que toutes les personnes qui entrent dans l'animalerie respectent le bien être animal.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d’assurer la formation sous forme de tutorat des différents gestes couramment utilisés en recherche utilisant des animaux à des fins scientifiques afin de s’assurer de leur bonne acquisition et ainsi garantir le bien-être animal et le respect des 3R sous la supervision de la structure chargée du bien-être animal. Le tutorat permet également un rappel réglementaire qui favorisera l'application des 3R et l'implication de la structure bien être animal dans les projets.
Procédures
Lorsqu'ils sont nouveaux nés (7-15 jours), un prélèvement sera réalisé pour génotypage. Pendant le projet, les animaux seront soumis à une injection intrapéritonéale une injection sous cutanée, et/ou un prélèvement sanguin (2 piqûres maximum par animal durant leur vie, durée de quelques secondes). Les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire en fin de projet.
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent ressentir un stress lors de leur manipulation. De la douleur légère et de courte durée peut être ressentie lors des différents gestes techniques (piqûre, biopsie pour les animaux qui auront été génotypés). Une hémorragie peut se déclarer exceptionnellement lors des prélèvements de sang. L’anesthésie pourra engendrer une baisse de la thermorégulation et dans de rares cas une détresse respiratoire.
Devenir
L'euthanasie par une méthode réglementaire fait partie des gestes techniques de base en recherche animale nécessaires pour la réalisation des projets scientifiques.
Remplacement
Un organisme vivant est nécessaire pour mener à bien les divers projets scientifiques autorisés au sein de l'établissement. La souris est le modèle le plus utilisé par les chercheurs pour étudier les fonctions biologiques et les pathologies. Par conséquent, le tutorat ne peut pas être réalisé sur un autre modèle .
Réduction
Nous utiliserons 2 souris par personne lors du tutorat. Ces souris proviennent des élevages réalisés dans l'établissement, ce sont les animaux dont le génotype n'est pas d'intêret pour les projets de recherche et qui sont destinées à l'euthanasie. Dans le cadre des 3R, ces souris seront donc utilisées pour ce projet. Il n'y aura pas de test statistique réalisé dans le cadre de ce projet de tutorat. Au total 1200 animaux pourront être utilisés dans ce projet.
Raffinement
Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation avec un cycle jour nuit automatique : les animaux sont hébergés avec leurs congénères (l’isolement est limité au maximum) en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec un des enrichissements ci-après : carré de lanière kraft, batônnet en bois, rouleau en carton ou maisonnette. Les conditions de températures et d’hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Les animaux sont vérifiés quotidiennement. Deux souris seront utilisées par utilisateur afin de permettre leur récupération entre deux gestes techniques. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive et quotidienne des animaux (points limites, implication de la structure bien être animal).
Choix des espèces
La souris est le modèle le plus utilisé par les chercheurs pour étudier les fonctions biologiques et les pathologies. Le tutorat doit se dérouler sur des souris adultes pour être au plus proche des stades de développement utilisés dans les projets de recherche. De plus, dans un souci de bien être animal, les souris utilisées ne seront pas vieillissantes. Ainsi, les animaux auront entre 2 et 6 mois de vie.
Prévention de l’affection du système digestif du porcelet par Lauwsania intracellularis
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Soumis à une vaccination intradermique puis à quatre prises de sang jugulaires en 42 jours, dont deux avec une contention par lasso en acier passé autour du groin, 18 porcelets sevrés à 28 jours sont utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Tous sont tués à l'issue pour prélever leurs contenus intestinaux. L'objet réel est d'évaluer si un additif à base de vitamine D3 renforce l'effet d'un vaccin contre l'iléite, maladie qui réduit jusqu'à 60 % la croissance et l'efficacité alimentaire des porcs atteints. Le porteur rattache le projet à la réduction des antibiotiques et au bien-être des animaux non-humains, tout en indiquant que l'évaluation exige de connaître le mode d'action "chez l'animal auquel il est destiné".
Objectifs
Malgré l’amélioration des conditions d’élevage, notamment grâce aux contrôles vétérinaires réguliers, et de l’état sanitaire des élevages porcins, certaines affections bactériennes subsistent avec notamment les affections du système digestif se traduisant par une diarrhée touchant fortement les jeunes porcelets. Une bactérie particulièrement préoccupant pour les producteurs de porcs est Lauwsonia intracellularis, elle est responsable de la maladie de l’iléite chez les porcs en croissance. La bactérie est endémique aux élevages porcins, avec une présence dans les élevages mondiaux approchant les 96 %, et est responsable de réductions de croissance et d’efficacité alimentaire allant jusqu'à 60 % chez les porcs cliniquement atteints. Dans une perspective globale de développement durable, il est important de définir des solutions alimentaires et de conduite d’élevage face aux maladies des animaux permettant la réduction des antibiotiques, de manière à améliorer la sécurité alimentaire et le bien-être animal. Une des stratégies clé pour protéger les porcs et réduire l’utilisation des antibiotiques, est la vaccination dès le premier âge. Il a été démontré que la vaccination des porcs réduit l'excrétion fécale bactérienne et améliore les performances de croissance par rapport aux porcs non vaccinés. Néanmoins, tout approche vaccinatoire dépends de la capacité de réponse des animaux vacciné, réponse elle-même conditionnée en partie par les taux circulant de certaines vitamines. En effet, il est bien connu qu'une carence en vitamines nuit à la résistance immunitaire des porcs, et en particulier des porcelets, entrainant des déficiences dans la réponse aux maladies infectieuses et inflammatoires. La vitamine D joue un rôle central dans la réponse immunitaire des porcs et plus efficacement, sous sa forme active que sous sa forme classique du fait de sa meilleure biodisponibilité. Ce projet a pour objectif d’évaluer une stratégie de prévention contre Lawsonia intracellularis fondée sur la combination de la vaccination avec une supplémentation nutritionnelle de vitamine D sous forme active chez le porcelet.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’établir si la combinaison de la vaccination contre Lauwsonia intracellularis avec une supplémentation de la forme active de la vitamine D3 dans la ration alimentaire chez les porcelets post-sevrés permet de renforcer le système immunitaire des animaux comme stratégie de protection face à la maladie de l’iléite. Ce projet permettra d’évaluer l’effet synergique des deux approches (vaccination-nutrition) qui ont déjà démontré leur effet bénéfique individuellement. Il permettra en outre de prendre en compte toutes les interactions cellulaires complexes qui ont lieu in vivo et qui peuvent influencer la réponse immunitaire. Ce projet permettra aussi de déterminer les paramètres les plus pertinents pour évaluer la réponse immunitaire dans des conditions expérimentales standardisées et d’optimiser le nombre d’animaux nécessaires et suffisant pour répondre à l’hypothèse de l’étude en maitrisant mieux les écarts types de nos paramètres d’intérêts et raffiner les tests statistiques utilisés.
Procédures
Les animaux seront soumis à la procédure pour une durée de 42 jours. Au cours de la procédure, les animaux seront nourris avec un aliment standard répondant à leurs besoins nutritionnels et supplémenté avec de la vitamine D3 (groupe T1) ou supplémenté pour le groupe T2 avec la forme active de la vitamine D3 plus disponible. Les animaux seront soumis à une vaccination 14 jours après leur arrivée en injection intradermique (temps d'injection ne dépassera pas 5 secondes), à 4 prélèvements sanguins à J0, J14, J36 et J42 au niveau de la veine jugulaire avec une période de récupération d’au moins une semaine entre les prélèvements. A chaque temps de prélèvement, un volume de 4 ml de sang nécessaire et suffisant à l'analyse des différents paramètres sanguins sera prélevé sur chaque animal. Pour chaque prise de sang le temps de prélèvement ne dépassera pas 1 minute
Impact sur les animaux
Selon les caractéristiques du produit, des réactions locales au site d’injection du vaccin, se limitant à un léger gonflement (< 5 cm de diamètre) peuvent fréquemment survenir et disparaissent dans les 4 semaines suite à la vaccination. Inconfort et stress dû à la contention des animaux pour la vaccination et les prises de sang répétées.
Devenir
Tous les animaux entrant dans la procédure expérimentale seront mis à mort à l’issu de la procédure afin de réaliser des prélèvements d’échantillons biologiques (contenus intestinaux)).
Remplacement
L’évaluation d’un additif alimentaire avec une activité immunostimulante supposée implique de prendre en compte toutes les interactions cellulaires complexes entre les organes qui ont lieu in vivo et donc d’avoir recours aux animaux et de connaitre son mode d’action chez l’animal auquel il est destiné.
Réduction
Des calculs statistiques détaillés ont été réalisés afin de déterminer le nombre d’animaux maximum a utilisé pour évaluer l’hypothèse de ce projet exploratoire. Le nombre d’animaux à utiliser permettra d’apporter des bonnes conditions d’élevage en favorisant une hiérarchie sociale essentielle au bien-être des animaux. Des analyses post-mortem seront réalisées sur les tissus de chaque animal afin de générer le maximum d’informations possible par animal pour valider la solution explorée dans ce projet (vaccination-nutrition). Le nombre d'animaux et la conception expérimentale de ce projet ont été établis en suivant une approche statistique validée par un biostatisticien.
Raffinement
Le stress dû à la contention des animaux en vue de leur pesée individuelle est réduit en réalisant les opérations de contention dans le calme et sans brutalité en évitant de claquer les portes des cages métalliques, en attrapant les porcelets de 5 à 20 kg par la patte arrière juste au-dessus du jarret et en le soulevant en plaçant l’autre main sous la poitrine pour les sortir. A J14, les activités sont réalisées de manière à manipuler les animaux le moins possible et les pesant d’abord puis en faisant la prise de sang (décubitus dorsal) et la vaccination intradermique avant de les remettre dans leur cage. Lors des prises de sang à JO et J14, chaque animal est présenté en décubitus dorsal. Pour les prises de sang à J36 et J42 chaque animal est présenté à l’aide d’un lasso en acier souple en bon état maintenu à la main et tiré vers l’avant afin que la tête soit alors présentée légèrement relevée (méthode assurant la protection des animaux et des manipulateurs). L’inconfort et le stress dus à l’immobilisation des animaux sont réduits par une manipulation compétente et rapide des animaux par les applicateurs de la procédure, par un prélèvement de faibles volumes de sang en fonction de la volémie, par l’application d’un point de pression sur le site de prélèvement et en respectant les périodes de récupération nécessaires entre les prises de sang. A la fin de la prise de sang, l’animal peut-être gratouiller au niveau du groin ou sous le cou. Un minimum de deux observations quotidiennes des animaux est réalisé afin de détecter prématurément des signes cliniques. Dès l'observation d'un signe clinique une grille de score de point limites est utilisée. Les conditions d’hébergement des animaux sont définies de telle sorte que l’enrichissement des cages (jouet en caoutchouc et en matière organique suspendu), la densité des animaux par cage, ou encore les paramètres environnementaux (température et hygrométrie…) procurent le maximum de confort aux animaux, et restent supérieurs ou égaux à la législation en vigueur. Les porcelets sont hébergés en respectant 0.5 m2 de surface minimale d’hébergement par porc jusqu’à 30 kg de poids final plus 0.24 m2 d’aire de repos. Aucun animal ne reste isolé, en cage individuelle sans contact olfactif, auditif et visuel avec ses congénères, ceci afin de réduire au minimum l’angoisse et le stress des animaux.
Choix des espèces
Les additifs alimentaires développés sont destinés à être incorporés dans les aliments destinés aux porcins (porcelets) qui représentent de ce fait la cible privilégiée de la solution testée. Procédure expérimentale réalisée en utilisant des porcelets sevrés à 28 jours d’âge au niveau de l’élevage et réceptionnés avec un poids vif de 6-8 kg en moyenne. Les animaux seront utilisés au stade de porcelets post sevrés de 28 jours pour favoriser l’immunité active des porcs au jeune âge.
Manipulation transgénique des taux d’acides gras polyinsaturés dans des populations neuronales spécifiques: conséquences sur la prise de décision
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
840 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles subissent une chirurgie stéréotaxique de quatre-vingt-dix minutes, une privation alimentaire maintenue à 90 % de leur poids pendant environ huit semaines et treize semaines de régimes lipidiques modifiés, puis un conditionnement opérant où il faut appuyer sur un levier pour obtenir de la nourriture. 720 sont tuées pour analyse histologique et les 120 géniteurs à sept ou huit mois, à la fin de leur période de reproduction. Le porteur qualifie les effets de la privation alimentaire de "très limités" et justifie le recours aux souris par des dimensions comportementales qu'il déclare non modélisables in vitro ou in silico.
Objectifs
Le but de ce projet est de déterminer quelles sont les types de neurons qui sont vulnérables à une déficience en acides gras polyinsaturés (AGPI) de type n-3. Pour cela, nous utiliserons une approche transgénique qui permettra de restaurer les taux d'AGPI dans des populations spécifiques de neurones en situation de carence générale en AGPI n-3. Nous testerons les processus de prise de décision par des tâches comportementales de conditionnement opérant où l'animal doit appuyer sur un levier pour obtenir une récompense alimentaire. Nous mesurerons l'activité neuronale par des approches d'imagerie in vivo chez l'animal se comportant.
Bénéfices attendus
Ces études permettront de comprendre comment le statut cérébral en AGPI - qui est perturbé dans plusieurs pathologies psychiatriques- influence les processus de prise de décision.
Procédures
Les procédures de conditionnement opérant nécessitent une déprivation alimentaire légère (maintien à 90% du poids ad libitum) durant environ 8 semaines - 1 chirurgie stéréotaxique d'environ 90 minutes- Exposition chronique à des régimes modifiés en lipides pendant environ 13 semaines
Impact sur les animaux
Une déprivation alimentaire légère (maintien à 90% du poids ad libitum) a des effets très limités pour l'animal. Les chirurgies stéréotaxiques présentent un degré de sévérité modéré durant la période entourant l'opération. L'exposition chronique à des régimes modifiés en lipides n'a pas d'impact évident pour l'animal.
Devenir
Tous les animaux expérimentaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure pour procéder à des analyses histologiques (720). Les géniteurs (120) seront mis à mort à l'âge de 7-8 mois, à la fin de la période de reproduction.
Remplacement
Ce projet ne peut être réalisé sans l'utilisation de modèles animaux puisqu'il s'intéresse à des dimensions comportementales, non modélisables sur des modèles in vitro ou in silico.
Réduction
Tous les efforts seront faits pour réduire le nombre d'animaux utilisés. En particulier, nous utiliserons une stratégie de croisements génétiques qui permettra l'utilisation de tous les animaux de la descendance et comparerons les mâles et les femelles. Du fait de cette stratégie, tous les animaux (génotypes et sexes) issus de nos croisements seront utilisés. Le nombre d'animaux nécessaires est basé sur des expériences précédemment effectuées au laboratoire permettant de révéler des différences statistiques entre groupes.
Raffinement
Tous les efforts seront faits pour réduire la souffrance des animaux. Les animaux seront hébergés en cages collectives et environnement enrichi (igloo, bâtons à ronger et lanières de papier). Du fait de la déprivation alimentaire durant les expériences de conditionnement opérant, les animaux seront observés et pesés tous les jours de la semaine. Concernant la chirurgie stéréotaxique, des analgésiques et anesthésiques seront administrés. Les animaux seront observés jusqu'au réveil puis 2 fois par jour pendant 3 jours. Les points limites seront évalués à l'aide d'une grille et seront consignés sur une fiche de scorage. Si un score élevé persiste pendant plus de 48h les animaux seront mis à mort. Dans tous les cas, si des blessures apparaissent, elles seront immédiatement soignées et les animaux seront surveillés 2 fois par jour. Si un animal présente un comportement anormal traduisant un état de mal-être il sera immédiatement isolé et surveillé. Si l'animal ne montre pas d'amélioration significative il sera mis à mort dans les 48h.
Choix des espèces
Ce projet nécessite l'utilisation de modèles transgéniques disponibles uniquement dans des modèles souris. Les animaux expérimentaux seront utilisés à l'âge adulte (>8 semaines) puisque le projet vise à évaluer les conséquences fonctionnelles des manipulations en AGPI sur le cerveau mature.
Evaluation de sources d’astaxanthine d’origine naturelle sur la pigmentation des filets chez la truite arc en ciel.
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Pour comparer des sources d'astaxanthine et colorer la chair des filets, 320 truites arc-en-ciel sont utilisées pendant 84 jours dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, toutes tuées à l'issue pour la levée des filets. Elles sont anesthésiées et pesées toutes les trois semaines, prélevées de sang, et soumises à deux collectes d'excréta par compression de l'intestin, que le porteur associe à une inflammation de l'anus. Les 40 poissons du groupe contrôle positif sont tués avant d'être donnés à un zoo. Le porteur affirme que l'astaxanthine est "indispensable" à la santé des poissons et qu'il est "nécessaire" d'identifier des sources naturelles pour satisfaire les préférences des consommateurs pour des filets bien colorés.
Objectifs
L’astaxanthine est un caroténoïde qui joue un rôle prédominant dans la pigmentation des espèces aquacoles comme les salmonidés. Cependant, comme les poissons ne peuvent pas en produire il doit être apporté dans la ration alimentaire. Ainsi, en élevage aquacole, l’astaxanthine constitue un ingrédient essentiel de la composition des aliments car il est indispensable pour la santé des poissons et permet également de satisfaire les préférences des consommateurs pour des filets de salmonidés bien colorés. Enfin, la demande sociétale de produits animaux élevés avec des aliments exempts de produits synthétiques étant croissante, il est nécessaire d’identifier des sources d’astaxanthine d’origine naturelle, présentant une efficacité de pigmentation optimale pour les espèces aquacoles cibles et être commercialement accessible à tous. Une source naturelle d’astaxanthine issue d’une algue non génétiquement modifiée cultivée dans des bioréacteurs (Haematococcus pluvialis, HP) a été testée lors d’un précédent projet. Ce projet consistait à suivre la biodisponibilité de cette source d’astaxanthine, par dosage plasmatique. Les résultats ont montré que l’astaxanthine provenant des extraits d’HP était retrouvée dans le plasma mais à des quantités plus faibles que la version synthétique. Ces résultats pourraient s’expliquer soit par la paroi cellulaire épaisse des algues empêchant l’absorption des pigments, soit par la forme estérifiée de l’astaxanthine d’algues, moins disponible pour la pigmentation que la forme libre de l’astaxanthine synthétique. Un traitement chimique au préalable permettant de dégrader la paroi cellulaire pour rendre le pigment plus disponible serait envisageable. Cependant, il serait plus couteux et moins naturelle que de soumettre l’astaxanthine à une augmentation de température et de pression par le processus d’extrusion pour dégrader les parois cellulaires. Le processus d’extrusion qui constitue la transformation incontournable des aliments à destination des poissons apparait comme la solution la plus simple pour améliorer la disponibilité des pigments. Ce nouveau projet propose d’évaluer si un processus d’extrusion appliqué aux aliments pour poisson permet d’améliorer la biodisponibilité d’extraits d’astaxanthine d’HP en déterminant alors la pigmentation des filets de poisson, mais aussi d’évaluer spécifiquement l’impact de la forme estérifiée de l’astaxanthine sur la disponibilité du pigment.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront de déterminer si le processus de transformation (extrusion), étape nécessaire à la fabrication des aliments pour poisson est suffisant pour rendre plus biodisponible les pigments en provenance de la source naturelle d’astaxanthine en comparaison à la source synthétique d’astaxanthine. Ce projet permettra aussi de statuer si c’est la structure cellulaire de la biomasse d'algues séchées en provenance d’Haematococcus pluvialis qui est à l’origine de la moindre absorption de l’astaxanthine de HP et donc déterminer si un traitement de la biomasse en amont est nécessaire en plus afin de rendre biodisponible les pigments et de favoriser la pigmentation de la chair, produit final pour les consommateurs.
Procédures
Les animaux seront soumis à la procédure pour une durée de 84 jours. Au cours de la procédure, les poissons de tous les groupes seront pesés toutes les 3 semaines après anesthésie. Lors du transfert des poissons du bac d’élevage au bac d’anesthésie, les poissons ne restent pas plus de 30 secondes en dehors de l’eau. Les poissons des groupes 1 et 4 seront soumis à un prélèvement sanguin en fin de procédure après anesthésie pour l'analyse de la concentration plasmatique en caroténoïdes et la détermination de paramètres antioxydants. Pour chaque prise de sang, le temps de prélèvement ne dépassera pas 1 minute. Les poissons sont soumis à deux collectes d’excréta avec un période de récupération d'au moins 7 jours.
Impact sur les animaux
Stress dus à la capture et à la sortie des bassins pour la pesée et la collecte des excréta. Saignement mineur au niveau du site de prélèvement sanguin. Inflammation de l’anus dû à la compression de l’intestin pour la collecte des excréta.
Devenir
Tous les animaux de la procédure seront mis à mort à la fin de la procédure pour réaliser les prélèvements de filet de poisson. En ce qui concerne les animaux du groupe contrôle positif soit 40 poissons, ils seront mis à mort avant de faire l’objet d’une donation dans un Zoo.
Remplacement
La procédure expérimentale est nécessaire et ne peut pas être remplacée par une autre stratégie n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants. Il n'existe pas de modèle in vitro ou in silico capable de mettre en évidence la biodisponibilité des caroténoïdes spécifiquement destinés aux poissons. L’efficacité des caroténoïdes ne peut être évaluée qu’en utilisant l’animal auquel il est destiné.
Réduction
Des calculs statistiques ont été réalisés afin de déterminer le nombre d’animaux adéquat pour ce projet. Les calculs ont été faits sur la base de résultats obtenus dans d’autres études sur les paramètres de pigmentation de la chair des poissons. Le nombre d’animaux à utiliser permettra d’apporter de bonnes conditions d’élevage en favorisant une hiérarchie sociale nécessaire au bien-être des animaux et d’obtenir des données scientifiquement robustes. Des analyses post mortem seront réalisées sur les tissus de chaque animal afin de générer le maximum d’informations possibles par animal.
Raffinement
Avant toute manipulation (pesée ou prélèvement) au cours d’une étude, les truites arc en ciel sont anesthésiées. La capture et le stress dus à la sortie des bassins pour la pesée par groupe des animaux et les prises de sang sont réduits par une manipulation délicate des animaux par les applicateurs, un séchage modéré des poissons, le port de gants, l’utilisation d’un mousse humide pour poser l’animal sur le support de contention et d’un point de pression sur le site de prélèvement comme décrit dans le procédure interne qui définit le volume limite de prélèvement sanguin et les périodes de récupération nécessaires. Le stress dû à la manipulation répétée pour la collecte des excréta est réduite en appliquant une période de récupération d’au moins sept jours et pas plus de 2 collectes. Un minimum de deux observations quotidiennes des animaux est réalisé afin de détecter prématurément des signes cliniques. Dès l'observation d'un signe clinique une grille de score de point limites est utilisée. Les conditions d’hébergement des animaux sont définies de telle sorte que la densité des animaux par bassin, les paramètres environnementaux ou encore la qualité d’eau procurent le maximum de confort aux animaux, et restent supérieurs ou égaux à la législation en vigueur. Aucun animal ne reste isolé sans contact visuel ou tactile avec ses congénères, ceci afin de réduire au minimum l’angoisse et le stress des animaux.
Choix des espèces
Les produits d’astaxanthine évalués chez la truite arc en ciel sont destinés à être incorporés dans les aliments comme colorant pour les salmonidés. La truite est un bon modèle pour les salmonidés car elle est taxonomiquement proche du saumon et les résultats pourront être transposés chez le saumon. La truite est également un animal plus résistant aux conditions d'élevage, aux maladies, avec un taux de croissance plus élevée. Seulement des poissons femelles diploïdes sont utilisés dans l’étude. Les poissons sont triés en fonction de leur poids afin de pouvoir constituer des bassins de poids homogène au démarrage de l’étude . Utilisation de truites de 120 grammes. Cette taille permet d’élever les poissons pendant 12 semaines dans de bonnes conditions d’élevage avec un poids final estimé à 700 g nécessaire pour pouvoir effectuer le prélèvement sanguin et les levées de filets demandées par la procédure.
Etude chez la souris du rôle joué par la neuroinflammation périnatale dans la progression de la tauopathie à l’âge adulte, une composante majeure de la maladie d’Alzheimer
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Injectées dix fois en cinq jours peu après leur naissance, avec une substance inflammatoire ou une solution saline, puis opérées du cerveau à l'âge adulte pour une partie d'entre elles, 1 869 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Toutes sont tuées à l'issue pour l'analyse de leur cerveau, de même que les reproducteurs en fin de fertilité et les descendants au génotype non retenu. L'équipe veut savoir si cette inflammation précoce accélère ou freine l'accumulation de la protéine Tau chez des souris transgéniques ou injectées d'un vecteur viral, et une partie des souris passe quatre à cinq tests comportementaux de mémoire que le résumé ne nomme pas. Le porteur qualifie l'injection dans le cerveau d'acte "peu invasif" dont les souris récupèrent "très rapidement". Il indique aussi que, dans sa colonie, les souris porteuses de plaques amyloïdes connaissent une mortalité précoce liée à des crises d'épilepsie spontanées, de 6 % chez les mâles et 13 % chez les femelles, qui peut atteindre 30 % après une injection intracérébrale.
Objectifs
Il n'existe pas actuellement de traitement curatif de la maladie d’Alzheimer (MA) dont le nombre de cas est amené à augmenter régulièrement au cours des prochaines décennies du fait du vieillissement de la population. L'amélioration de la connaissance de la MA permettra d'identifier de nouvelles possibilités de traitements et de nouveaux marqueurs diagnostiques afin d'améliorer la prise en charge des patients, ce qui est un enjeu crucial de santé publique. Cette maladie, causée par une lente dégénérescence des neurones, se caractérise par la présence dans le cerveau de plaques amyloïdes, et de dégénérescences neurofibrillaires, résultant de l’accumulation de la protéine Tau. La protéine Tau est exprimée dans les axones des neurones, où elle régule la dynamique du réseau de microtubules (sortes d’armatures de soutien des cellules). Dans la MA, on assiste à une modification de la protéine Tau qui se traduit par une formation d'agrégats toxiques s’accumulant dans les neurones entrainant leur mort. Ce phénomène, appelé tauopathie, joue un rôle majeur dans la maladie d'Alzheimer, car il existe une très bonne corrélation entre la progression de la tauopathie et celle des symptômes de la maladie. Les recherches récentes désignent la neuroinflammation (mécanisme de l'immunité cérébrale pour protéger le cerveau des agressions) comme acteur majeur parmi l’ensemble des causes de la MA. Il est bien établi que la microglie, cellule immunitaire cérébrale, joue un rôle dans l’élimination des plaques amyloïdes. Le rôle de la microglie dans la tauopathie est cependant moins étudié. Pourtant, des études récentes suggèrent que la microglie joue un rôle dans la propagation de la tauopathie entre neurones connectés. Il est donc crucial de déterminer quel état microglial favorise ou au contraire ralentit la progression de la tauopathie. Pour répondre à cette question nous utiliserons deux modèles murins de la maladie d’Alzheimer dans lequel un syndrome inflammatoire sera induit par des injections de protéines stimulant la réaction immunitaire. Ce protocole sera appliqué sur différents animaux modèles de la MA soit transgéniques, soit par transfert de gène à l'aide de vecteurs AAV. Cela permettra d'analyser l'effet de la modification à long terme de la microglie sur l'évolution de la tauopathie, et de déterminer quel état d'activation microgliale il faut favoriser pour lutter contre la progression de la tauopathie.
Bénéfices attendus
La maladie d’Alzheimer est une maladie incurable et mortelle causée par la dégénérescence progressive des neurones,ayant pour conséquence des déficits cognitifs importants évoluant invariablement jusqu’à la démence et la perte d’autonomie complète. Elle touche près d’une personne sur 5 au-delà de 75 ans. Les traitements disponibles actuellement ne font que ralentir très modérément la progression de la maladie. Il est donc nécessaire de mettre au point des nouveaux traitements qui représenteront de réelles avancées thérapeutiques pour les patients et leurs proches. Pour mettre au point ces nouveaux traitements, il est nécessaire de mieux comprendre quelles sont les causes de la maladie, ce qui permettra d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. C’est l’objectif principal de ce projet qui vise à mieux comprendre l’implication d’un type de cellules cérébrales impliquées dans la réaction immunitaire, les cellules microgliales, dans la progression de la maladie d’Alzheimer. Ces cellules sont les macrophages résidents du cerveau et sont activées concomitamment à la neurodégénérescence. Nous utiliserons un modèle d’activation à long terme de la microglie obtenu par administration d’une cytokine pro-inflammatoire dans les jours qui suivent la naissance. Ce protocole sera combiné à des modèles murins de maladie d’Alzheimer. Afin de mieux cerner le rôle de la microglie dans le développement de la pathologie, les effets de l’injection de la substance activant la réaction inflammatoire sur l’évolution des symptômes cognitifs et des lésions tissulaires seront étudiés. Nous réaliserons également une étude des gènes exprimés par la microglie afin de caractériser les voies de signalisation et les processus métaboliques dérégulés. En plus de l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques, ce projet permettra de mieux comprendre le rôle de l’activation microgliale en fonction des phases de la maladie d’Alzheimer, et quelle(s) stratégie(s) thérapeutique(s) adoptée(s) aux différents stades de la pathologie.
Procédures
Les animaux seront soumis à différentes interventions : - L’ensemble des animaux inclus dans les cohortes expérimentales recevront une injection d’une substance inflammatoire) ou de solution saline (10 injections sur 5 jours sur souriceaux vigiles [30 secondes par injection]). - Une partie des animaux recevra une injection intracérébrale à l’âge adulte (entre 3 et 9 mois en fonction des groupes) par une technique de chirurgie spécifique au cerveau (durée de la chirurgie : 20 à 30 minutes. Cet acte est peu invasif et les animaux récupèrent généralement très rapidement dans un délai de l’ordre de quelques heures. - Une partie des animaux recevra une injection unique de vecteur utilisé pour apporter le gène d’intérêt aux cellules cibles à l’âge adulte (2-3 mois). Cet acte dure moins d’une minute et se pratique sous anesthésie légère. Une partie des animaux sera soumise à 5 tests comportementaux peu stressants et destinés à évaluer leur capacités cognitives et mnésiques. Chacun de ces tests durent entre 30 sec et 6 min par souris et par jour. L’ensemble des tests est effectué sur une période de 4 à 6 semaines en fonction du nombre de tests prévus (4 à 5).
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis à différents types de manipulations qui entraineront des effets indésirables différents : - L’injection de la substance inflammatoire aux souriceaux entraîne des effets secondaires minimes, principalement une inflammation périphérique et centrale, ainsi qu’une hypothermie transitoire. Tous ces effets cessent après l’administration. - Les effets secondaires liés à l’injection intracérébrale se limitent à une douleur transitoire au niveau de l’abord chirurgical (incision du scalp et pose d’agrafes). - Deux des trois modèles de souris utilisés ne présentent pas de symptômes plus invalidants que les déficits cognitifs décrits dans la littérature. - Les souris présentant des plaques amyloïdes ont un phénotype dommageable (présence d’un caractère qui altère gravement l’état général de l’animal) car elles présentent des crises d’épilepsie spontanées conduisant à une mortalité précoce avec un pic entre 1 et 3 mois d’âge. Dans notre colonie, la mortalité est de 6% chez les mâles et 13% chez les femelles, mais elle peut atteindre 30% suite à une injection intracérébrale. - L’injection intraveineuse peut entraîner une hémorragie légère qui se résorbe spontanément en quelques minutes. - Les tests comportementaux sont réalisés sur animaux vigiles et peuvent entraîner un stress léger. Ce stress sera réduit au minimum par l’habituation à l’expérimentateur avant chaque session de comportement.
Devenir
Tous les animaux qui seront inclus dans des cohortes expérimentales sont in fine destinés à une étude histologique (analyse des tissus) et/ou transcriptomique (analyse de l’expression des gènes) des régions atteintes du cerveau, ce qui nécessite leur euthanasie pour prélever cet organe. L’euthanasie interviendra par des méthodes adaptées et validées. Les animaux reproducteurs des différentes lignées transgéniques utilisés pour générer les souris incluses dans les cohortes expérimentales seront euthanasiées en fin de période de fertilité. Ces animaux ne seront en effet plus utilisables dans le cadre du projet, et ne pourront pas non plus être recyclés dans d’autres projets du fait des potentiels biais expérimentaux induits par la période de reproduction active (effets des changements hormonaux chez les femelles et développement de l’agressivité envers les congénères chez les mâles). L’euthanasie interviendra par des méthodes adaptées et validées. Afin de minimiser le temps d’élevage en captivité, les animaux issus de ces accouplements dont le génotype n’est pas souhaité pour le projet seront euthanasiés immédiatement à l’issue de la procédure de génotypage par les mêmes méthodes. Le fond génétique de ces différentes lignées, qui peut diverger de celui des souches de souris initiales, ne permet pas la reutilisation des animaux pour d’autres projets afin d’éviter tout risque de biais expérimental dû au fond génétique.
Remplacement
Ce projet fait appel à des modèles de souris déjà caractérisés de la maladie d’Alzheimer. A l’heure actuelle, ce projet ne peut ni être réalisé à l’aide de modèles cellulaires, ni être simulé par des techniques informatiques. En effet les symptômes neurologiques cognitifs de la maladie ne peuvent être répliqués que chez l’animal, notamment dans les modèles génétiques murins. Par ailleurs, les modifications de l’activation microgliale qui surviennent au cours du vieillissement normal et pathologique ne peuvent pas être reproduit dans des modèles cellulaires 2D ou organoïdes. Enfin, l’étude des relations entre cellules gliales et neurodégénérescence requiert toute la complexité des réseaux neuronaux qui se mettent en place au cours de la maturation et du vieillissement du cerveau. Il est donc nécessaire de réaliser ce projet sur une espèce modèle mammifère comme la souris, présentant le plus possible de similitudes avec la physiologie humaine, c’est à dire possédant un cerveau complexe doté d’un système limbique permettant d’exprimer des comportements sophistiqués. De plus la proximité entre l’espèce humaine et la souris maximisera la pertinence des cibles thérapeutiques identifiées au cours de ce projet.
Réduction
Une simulation statistique a été réalisée pour déterminer le nombre minimum d’animaux par groupe, nécessaire pour observer des effets significatifs compte tenu des valeurs attendues en fonction des analyses pratiquées pour chaque procédure. Cette simulation est fondée, d’une part, sur des données obtenues dans la littérature scientifique et, d’autre part, sur les valeurs que nous avons observées dans le passé lors d’expériences utilisant des analyses similaires. Ainsi, nous prévoyons d’utiliser 1869 animaux lors des expériences qui seront menées pendant les 5 années de l’étude. Ce nombre maximum, qui comprend 66 groupes expérimentaux et 52 groupes témoins de référence qui seront étudiés tout au long des 5 années du projet, a été déterminé en fonction des expériences à réaliser pour pouvoir répondre à la question scientifique. Pour minimiser le nombre d’animaux utilisés dans le projet nous prévoyons que les cohortes incluses dans les différentes procédures puissent être étudiées sur différents paramètres. Par exemple certains animaux seront utilisés à la fois pour des études transcriptomiques et histologiques.
Raffinement
Le suivi quotidien des souris hébergées en groupe dans un milieu enrichi et l’application de critères d’arrêt en élevage et en expérimentation permettra de garantir leur bien-être. En cas d’apparition d’effets inattendus, le vétérinaire de l’installation sera alerté afin de mettre en œuvre des traitements appropriés. L’état de santé des animaux sera surveillé tout au long de l’expérience. Les protocoles d’anesthésie et d’analgésie des procédures chirurgicales ont été définis et validés par une équipe vétérinaire. Des échelles cliniques journalières, un soutien nutritionnel adapté et l’application de critères d’arrêts permettent de veiller au bien-être des rongeurs. Les animaux bénéficieront de périodes de récupération suffisantes après les anesthésies générales et les gestes chirurgicaux. L’état de santé des souriceaux sera surveillé de manière biquotidienne tout au long de la période de traitement périnatal. Leur état de forme sera évalué grâce à une grille de score permettant de définir le point limite au-delà duquel le traitement ne pourra être poursuivi pour l’animal en question. Les tests comportementaux seront précédés par une phase d’habituation à l’expérimentateur afin de minimiser le stress et d’assurer une reproductibilité optimale de ces expériences.
Choix des espèces
Choix de l’espèce modèle : L’objectif de ce projet est d’améliorer les connaissances sur la maladie d’Alzheimer afin d’identifier de nouvelles pistes thérapeutiques. La région initialement et la plus gravement atteinte dans la MA est le système limbique (connu sous le nom de cerveau émotionnel) qui gère la mémoire et les émotions. Les modèles animaux invertébrés ne possèdent pas de système limbique. Il est donc nécessaire de mener ce projet sur une espèce dotée d’un tel système, similaire à celui retrouvé dans l’espèce humaine. Les rongeurs, et la souris en particulier, possèdent un système limbique très proche de celui de l’espèce humaine. De plus, la grande proximité entre le génome de la souris et le génome humain assure une pertinence maximale des cibles thérapeutiques qui seront identifiées au cours de ce projet. Les souris qui seront utilisées reproduisent les différentes lésions anatomiques retrouvées dans le cerveau des patients atteints de MA. Elles présentent également des altérations cognitives (défauts de mémoire spatiale et de mémoire de travail) qui sont caractéristiques de la MA. Ces déficits peuvent être quantifiées par des tests comportementaux qui sont réalisés en routine au laboratoire. Choix du stade de développement étudié : Les administrations de cytokines seront réalisées à la période périnatale pour respecter le protocole d’activation microgliale à long terme largement validé et publié par nos collaborateurs. La MA se déclare la plupart du temps chez le sujet âgé, mais des déficits subtils apparaissent longtemps en amont du diagnostic. Nous étudierons donc les modèles animaux à un temps précoce et a un temps tardif pour refléter les effets observés en début et en fin du processus pathologique, soit entre 5 et 14 mois selon les différents modèles de MA qui seront étudiés au cours du projet.
Caractérisation et recherche d’indicateurs de la santé globale du veau en races Holstein et Normande
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
Soumis à quatre prises de sang, cinq écouvillonnages rectaux, des écouvillons nasaux et buccaux et trois tontes dorsales, 270 veaux femelles Holstein et Normande sont maintenus au cornadis ou en cage de contention, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Aucun n'est tué dans ce projet, tous étant destinés à d'autres expérimentations qui prolongeront celle-ci. L'objectif déclaré porte sur des indicateurs de santé du jeune bovin, que le porteur rattache à la "durabilité" économique de l'élevage et à son "acceptabilité sociétale". Il revendique aussi l'une des premières utilisations mondiales d'un outil de biotechnologie, testé "à grande échelle" par comparaison avec la formule sanguine.
Objectifs
La santé a longtemps été considérée sous la forme d’un caractère binaire : l’animal est sain ou malade au regard d’une affection ou d’une maladie donnée, à un instant donné. Toutefois, l’état de santé général est multifactoriel et évolutif. Il possède un fort impact sur le bien-être de l’animal, de même que sur ses performances zootechniques et sa longévité. De ce fait, il s’agit d’un caractère clé pour la durabilité tant environnementale qu’économique de l’élevage, ainsi que pour son acceptabilité sociétale. Dans une optique de re-conceptualisation de la santé pour prendre en compte son caractère continu, explorer ses mécanismes biologiques, et étudier ses liens avec les autres performances, un collectif de scientifiques a défini ensemble les contours d’une nouvelle expérimentation de long terme en bovins laitiers. Le projet que nous vous soumettons aujourd’hui est la première brique de cette expérimentation et porte sur les veaux. Le jeune âge est un moment critique, marqué par des taux de mortalité importants et pouvant avoir une influence sur la vie entière de l’animal. L’objectif de ce projet est d’obtenir une caractérisation biologique fine et longitudinale (i.e. à plusieurs temps au cours des six premiers mois) des différentes couches de la variabilité individuelle, de manière à établir des liens entre ces paramètres et la santé de l’animal, à court et à long terme. Afin de pouvoir distinguer ce qui est liée à la génétique des animaux par rapport aux conditions environnementales, un effectif d’animaux important sera nécessaire. Toutefois, certains paramètres mesurés pourraient rapidement s’avérer inutiles à certains temps (absence de variabilité individuelle, corrélation très forte entre plusieurs paramètres…). Aussi, la présente demande possède un second objectif, celui d’identifier, sur la base des deux premières cohortes de veaux, les phénotypes (ce que l'on peut mesurer) et les temps de la vie du jeune animal les plus pertinents à analyser sur l’ensemble des cohortes et ainsi alléger le protocole.
Bénéfices attendus
Tout d’abord, nous attendons de ce projet des avancées de connaissances scientifiques, avec une meilleure caractérisation des phénotypes mesurés (variabilité individuelle, sensibilité environnementale, évolution au cours du temps), et des relations qui les unissent, afin d’identifier les synergies et les compromis entre fonctions physiologiques. L’ensemble de ces résultats servira également à déterminer quelles sont les mesures clés à reproduire dans les prochaines cohortes, et ainsi à raffiner le protocole. Par ailleurs, il s’agira de l’une des toutes premières utilisations mondiales d'un outil de biotechnologie. Il s'agira de tester à grande échelle ce nouvel outil et il pourra être validé par comparaison avec la formule sanguine. Si cette efficacité est vérifiée, il pourra à terme être utilisé sans nécessité d’avoir en parallèle la formule sanguine. Ce développement serait fort utile pour la gestion quotidienne des expérimentations, surtout dans le cadre de dates de vêlage étalées dans le temps. Par la diversité des phénotypes explorés et grâce à l’utilisation d’outils innovants, ce projet se positionne en front de science. Il représente également une opportunité forte pour tisser et renforcer des collaborations de manière concrète entre des scientifiques d’horizons différents de par son caractère transdisciplinaire.
Procédures
Pour la caractérisation fine des animaux, des prélèvements sanguins et des écouvillons nasaux, buccaux et rectaux seront effectués 4 fois (5 pour les rectaux) au cours de l’expérimentation sur les femelles vigiles, maintenues en cage de contention ou au cornadis. Une tonte dorsale sera effectuée 3 (ou 4 fois pour un sous-échantillon d’animaux) dans les mêmes conditions. Les mesures de poids (une fois tous les deux semaines) se feront sans geste technique autre que le déplacement et la contention des animaux. Voici le temps estimé pour chaque acte : Prise de sang : 2 minutes Microbiote : quelques secondes pour chacun des trois sites Poils : quelques secondes
Impact sur les animaux
Les prélèvements prévus (prises de sang, tonte de poils et écouvillonnages nasaux, rectaux et buccaux) seront réalisés dans le cadre d'une contention adaptée au poids des veaux (animal au cornadis ou animal bloqué dans une cage). Cette contention, ainsi que la simple présence humaine et la manipulation associée peuvent générer un stress ponctuel chez l'animal. Le prélèvement en lui-même (en particulier le prélèvement sanguin) peut générer sur le moment une douleur limitée et fugace. De part les interventions d'élevage, une phase d'imprégnation à l'homme est réalié dès la naissance de chaque veau. Cela réduit grandement le stress généré par la présence de l'homme lors des prélèvements, d'autant que ce sont les mêmes personnes qui interviennent. Il n'est attendu aucun dommage ni effet indésirable à moyen ou long terme. Il n'y a pas de mise à mort des animaux.
Devenir
Les procédures n’entravent pas le devenir de l’animal et n’ont qu’un effet limité et de court terme sur son bien-être. Aussi, l’ensemble des animaux inclus dans cette expérimentation va poursuivre une vie normale d’un animal de renouvellement dans un troupeau de bovins laitiers. La suite de leur vie fera l’objet de nouvelles expérimentations poursuivant celle-ci.
Remplacement
Les mécanismes étudiés mettent en jeu des interactions complexes au sein de l’hôte qu’il est impossible de reproduire dans un modèle cellulaire, de culture d’organe ou in silico.
Réduction
La présente demande porte uniquement sur la fin de la cohorte 2024 et sur les deux cohortes suivantes complètes, soit un total d’environ 270 veaux. Le choix de faire porter ce projet exploratoire sur 270 animaux a été déterminé à partir des éléments suivants : - la plupart des paramètres sont analysés en une seule fois pour tous les animaux à la fin de chaque campagne, il nous faut donc considérer des campagnes entières - Analyser une unique campagne représente un risque de non-représentativité si l’effet campagne est important - l’effectif de deux campagnes complètes (120*2=240 animaux) nous semble suffisant pour évaluer la redondance ou l’absence de variabilité. - la présente demande est formulée en cours de campagne 2024. Si une réponse positive était obtenue avant la fin des vêlages de cette année, nous estimons pertinent de réaliser également les prélèvements sur les dernières naissances de la campagne (maximum 30 femelles), aussi bien pour pouvoir mieux évaluer les variabilités annuelles que pour avoir des premiers a priori sur les paramètres. Les données de ces 270 premiers veaux s’ajouteront aux données de futures expérimentations afin de constituer une population assez grande pour une étude génétique (généralement 600 individus nécessaires pour une puissance statistique suffisante).
Raffinement
Plusieurs dispositions ont été prises afin de raffiner ce protocole. Tout d’abord, les différentes mesures ont été regroupées sur les mêmes temps afin de limiter le nombre d’interventions sur les animaux. Ensuite, chaque intervention a été pensée de manière à limiter les nuisances pour les animaux (limitation des volumes de sang prélevés, utilisation de tondeuse vétérinaire silencieuse pour limiter le stress…) Enfin, il est attendu, compte tenu du caractère exploratoire du projet et du nombre de paramètres mesurés, que certains caractères ne s’avèrent au final pas pertinents (redondance, absence de variabilité individuelle…). Une étape supplémentaire du raffinement sera, sur la base des résultats obtenus sur ces premières cohortes, de réduire le nombre et les volumes de prélèvements afin de ne garder que ceux apportant de l’information pour inscrire dans la durée un protocole allégé. La procédure impliquée dans le projet est de classe légère et appliquée par des opérateurs expérimentés. Les conditions d'hébergement et d'alimentation répondent aux normes d’élevage en intérieur avec une aire paillée et, suivant son âge, une ration de colostrum, de lait puis d’alimentation solide dans des distributeurs en accès libre. L’état de santé des animaux sera surveillé tout au long de l’expérience. La prophylaxie et le traitement des animaux en cas d’affection ne sont pas modifiés par la mise en oeuvre du projet. Tout animal présentant un trouble de santé sera soigné en fonction de la pathologie conformément aux pratiques de l'élevage, et, au besoin, le vétérinaire praticien sera consulté. Les animaux sont gardés en vie en fin d'expérimentation.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie est le bovin. Il s’agit de femelles de race Holstein et Normande, grandes races laitières françaises (et internationale pour la Holstein). Ces animaux ne sont pas transgéniques et ont été obtenus par des méthodes de reproduction utilisées en élevage classique. Les animaux seront des veaux femelles de leur naissance à 6 mois d’âge car nous souhaitons étudier la santé du jeune bovin.
Elevage avec identification et génotypage invasifs
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
- Système urogénital
Rats : 500
Réutilisés pour la plupart dans d'autres procédures, 24 500 souris et 500 rats subissent entre 7 et 12 jours de vie, sans anesthésie, un tatouage des doigts suivi d'une biopsie de la queue, dans des procédures d'un niveau de souffrance déclaré léger. Le porteur précise que les nouveau-nés dont le génotype ne convient à aucun projet sont tués dès le sevrage, et que d'autres sont tués pour prélever des organes. Il compte l'absence d'anesthésie parmi les avantages de ces deux gestes, et signale comme effets indésirables rares une hémorragie de la queue ou le rejet des petits par leur mère. Les essais de génotypage à partir de follicules pileux n'étant pas concluants, il conclut qu'il est "indispensable" de recourir à la biopsie caudale.
Objectifs
L'objectif de cette demande est d'identifier et de génotyper l'ensemble des animaux génétiquement altérés produits par l'Etablissement Utilisateur (EU) pour répondre aux besoins des équipes de recherche. Il s'agit d'un double geste invasif consistant en une identification par tatouage digital selon un code de numérotation défini suivi d'une biopsie de queue pour le génotypage réalisés sur un animal de 7 à 12 jours. Pour les animaux adultes, seule une biopsie d'oreille est réalisée. Cette identification et ce génotypage se justifient par la nécessité de sélectionner les animaux d'intérêt pour l'expérimentation, sélectionner les géniteurs permettant l'amplification et l'entretien des colonies, sélectionner les animaux pour la formation, le maintien des compétences et les prélèvements d'organes ou de tissus pour des études ex vivo. Les animaux dont les génotypes ne conviennent pas pour les projets expérimentaux soumis et n'étant pas utilisés pour les prélèvements post-mortem, pour les activités d'élevage ou encore pour la formation ne seront pas conservés.
Bénéfices attendus
La procédure d'identification et de génotypage est nécessaire à la sélection d'animaux d'intérêt dans les projets de recherche autorisés. L'identification par tatouage permet d'identifier individuellement les animaux de manière permanente. Le tatouage permet également d'éviter d'avoir recours à l'anesthésie. Le génotypage par biopsie de l'extrémité de la queue permet d'obtenir des résultats fiables grâce à une faible quantité de matériel génétique et de minimiser les risques de contaminations des échantillons. Il permet également de ne pas recourir à l'anesthésie des animaux.
Procédures
Prélèvement sur animal vigile Tatouage et prélèvement pour génotypage: 1 seule procédure par animal n'exédant pas 2 minutes
Impact sur les animaux
La procédure d'identification et de génotypage consiste en deux actes succéssifs. Ces deux gestes induisent une douleur légère de courte durée. L'animal est maintenu en contention pendant ces deux actes ce qui est une source de stress. Celle-ci sera minimisée au maximum par l'expérience du zootechnicien réalisant les gestes. Dans de très rares cas, certains effets indésirables supplémentaires peuvent survenir : une légère hémorragie à l'extrémité de la queue ou le rejet des nouveuax-nés par la mère.
Devenir
Tous les animaux sont gardés en vie à l'issue de la procédure. Leur devenir différe ensuite selon les résultats du génotypage : 1) Ils sont sélectionnés pour un projet, pour de la formation ou pour le maintien des compétences 2) Ils sont conservés pour l'entretien des colonies 3) Ils sont mis à mort pour des prélèvements post-mortem 4) Ils sont mis à mort dès le sevrage si leurs caractéristiques génétiques ne répondent pas aux besoins du projet expérimental et si aucune autre utilisation n'est possible.
Remplacement
Des essais sont en cours au niveau de la plateforme de génotypage afin de réaliser les génotypages à partir de prélèvements non invasifs de follicules pileux. Mais à ce jour, les résultats ne sont pas concluants et un doute sur des résultats conduirait à la nécessité de procéder à un nouveau prélèvement. En effet, une erreur de génotypage se traduirait par la mise en accouplement d'animaux n'ayant pas les caractéristiques attendues. Cela impliquerait : - une augmentation du nombre d'animaux produits inutilement - la naissance d'animaux avec un phénotype potentiellemnt délétère - l'utilisation d'animaux génétiquement sans intérêt dans des projets expérimentaux induisant des résultats erronés et non exploitables (si l'erreur n'est pas détectée précocement). Il est donc indispensable de recourir à une méthode de génotypage fiable. Or il n'existe pas actuellement de méthode de prélèvement non invasive aussi performante que la biopsie de l'extémité de la queue.
Réduction
A ce jour, nous ne disposons pas d'autres méthodes aussi efficaces nous permettant de sélectionner des animaux génétiquement altérés. Le responsable de l'EU établit un plan d'élevage en amont en concertation avec le/les porteur(s) de projet afin de réduire autant que possible le nombre d'animaux générés et donc d'animaux identifiés et génotypés. En outre, nous favorisons l'utilisation des animaux avec un génotype sans intérêt dans d'autres projets ou pour des formations afin de ne pas élever ces animaux à ces seules fins et de réduire le nombre global d'animaux produits dns l'EU.
Raffinement
Des points limites précoses sont mis en place. De plus, les actes d'identification et de prélèvement pour génotypage sont réalisés par du personnel expérimenté, formé par tutorat. La parfaite maîtrise du geste par des agents qualifiés permet de réduire l'inconfort et le stress ressentis par l'animal. Ces identifications et biopsies sont réalisées avec du matériel approprié permettant un geste rapide et précis dans le respect des règles d'asepsie établies dans l'EU. Par ailleurs, la procédure est réalisée dans une salle d'expérimentation calme. Les cages y sont amenées les unes après les autres afin de réduire autant que possible le stress des animaux. Enfin, dès que la procédure est terminée, les nouveaux-nés sont remis en présence de leur mère.
Choix des espèces
La souris et le rat sont des espèces de choix pour les projets ayant cours dans l'EU. Ces espèces permettent d'obtenir aisément des lignées génétiquement altérées par différentes méthodes et donc créer des modèles murins de pathologies bien caractérisées. La très grande majorité des animaux sont identifiés et prélevés entre 7 et 12 jours. A cet âge, les animaux sont aisément manipulables, le cartilage est souple et les groupes sociaux constitués sont stables. Nous éviterons autant que possible les biopsies sur animal adulte.
Effet de l’enrichissement de l’environnement et de l’activité physique sur une maladie du cerveau EU1/2
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour mesurer les effets de l'enrichissement du milieu et de l'exercice sur un modèle murin de maladie d'Alzheimer, 480 souris sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées pour prélèvements post-mortem. L'étude des bienfaits de l'environnement passe par un isolement en cage individuelle de trois mois pour 240 d'entre elles, et par 33 jours d'isolement pour les tests comportementaux, que le porteur reconnaît générateurs de stress. Un de ces tests place les souris dans une eau à 22 °C quatre fois par jour pendant six jours, avec risque d'hypothermie transitoire. Le porteur affirme qu'aucune alternative cellulaire ne convient et que seul l'animal entier permet ce travail.
Objectifs
L’environnement, tel que l’augmentation des activités sociales, de la nouveauté et de l’activité physique, influence positivement l’expression des gènes nécessaires à la plasticité neuronale dans le cerveau. Cela est possible grâce à des mécanismes appelés épigénétiques, c’est à dire qu’ils permettent l’adaptation des programmes génétiques. L’objectif de ce projet vise à établir ces régulations génétiques/épigénétiques à l’échelle de tout le génome, c’est à dire de doser tous les gènes qui seront changés par les conditions d’hébergement, et leur régulation au sein même du génome, ainsi que ceux qui seront relargués dans le sang. Pour ce faire, nous utilisons un modèle animal (souris) de maladie du cerveau. Une fois les transcrits identifiés dans le sang, ils pourraient servir de biomarqueurs pour faire valoir de l’efficacité d’un hébergement enrichi (environnement ou exercice physique). De plus, ces études seront menées de façon cellule-spécifique (cellules neuronales et non neuronales) car toutes les cellules ne répondent pas de la même façon à l’environnement. Ce projet questionne les mécanismes moléculaires et cellulaires sous-jacents aux effets bénéfiques de ces changements d’environnement, leur efficacité au niveau cognitif (évaluations comportementales) et les modifications structurelles et fonctionnelles qu’ils induisent sur le cerveau (imagerie). Le projet sera mené sur des souris mâles et des souris femelles.
Bénéfices attendus
Le principal bénéfice attendu de ces études est l'obtention de données claires démontrant si des (et quelles) modifications épigénétiques et programmes génétiques sous-tendent les effets bénéfiques de l’environnement enrichi et de l’exercice physique dans un modèle de maladie du cerveau aussi répandu que la maladie d’Alzheimer. De plus, cette étude apportera des réponses concrètes sur les mécanismes d’action impactés par l’environnement et l’exercice sur le plan comportemental, cellulaire et moléculaire : formation de la mémoire à long terme dans l’hippocampe et le cortex frontal, transcription des gènes dans l’hippocampe, formation d’épine dendritiques dans l’hippocampe, impact sur les différentes structures cérébrales. En apportant des bases mécanistiques, ces études permettront d’étayer les connaissances plus fondamentales de l’effet bénéfique de l’environnement et leur implication en santé humaine. Ces études apporteront des bénéfices en santé humaine car elles dévoileront des pistes et des preuves de concept pour la mise en place de stratégies de prévention. En fournissant des informations sur les mécanismes moléculaires/cellulaires, dépendants du sexe et de l'âge, qui sous-tendent les interventions non pharmacologiques telles que l'environnement enrichi et l’exercice physqiue dans les principales régions cérébrales affectées par la maladie d’Alzheimer, nos données offriront de nouvelles opportunités pour la personnalisation de la médecine et leur mise en place aux stades les plus précoces. Ce projet devrait in fine permettre un traçage biologique (dans le sang) visant à utiliser des stratégies thérapeutiques nouvelles, ou combinatoires soutenant des stratégies non pharmacologiques (épi-médicaments ou thérapies basées sur l'ARN). Ces études permettront aussi de mieux comprendre la maladie d’Alzheimer, son développement et sa progression dans les modèles animaux, qui pourront être ensuite rapportés/étudiés chez l’Homme. Enfin, ce projet comprend les analyses conjointes sur les souris mâles et femelles. Les taux de prévalence de la maladie d'Alzheimer varient en fonction de l'âge mais aussi du sexe, les femmes représentant deux tiers des patients atteints. En apportant une analyse complète (cognitif, moléculaire, imagerie cérébrale) des différences entre mâles et femelles, ce projet apportera donc un bénéfice sur la compréhension de mécanismes pouvant être spécifiquement liés au sexe.
Procédures
240 animaux vigiles seront hébergés en cage isolée avec dispositif de nidification pendant 3 mois (de 6 à 9 mois), 120 bénéficieront d’une roue d’activité sur laquelle ils pourront tourner, cette roue sera bloquée pour les 120 autres animaux. Comportement réalisé sur 160 animaux vigiles sur une période de 33 jours/animal, période durant laquelle les animaux sont hébergés en cage individuelle pour tester différents aspects comportementaux et mnésiques (en moyenne 15 minutes par jour) sur 13 jours environ avec des phases de repos de 3 jours entre les tests. Les souris transgéniques modèle de maladie développent des déficits mnésiques à l’âge de 9 mois.
Impact sur les animaux
L’isolement des congénères nécessaire pendant les tests comportementaux (33 jours) et pendant l’hébergement en cage d’exercice, ainsi que et leurs contrôles (3 mois) peut générer un stress. Dans un des tests comportementaux, les animaux sont placés dans l’eau à 22°C pendant un temps inférieur à une minute (4 fois/jour pendant 6 jours), ce qui peut produire un stress thermique ainsi qu’une hypothermie transitoire. Les études de comportement pourront induire du stress aux animaux.
Devenir
Tous les animaux (480) seront mis à mort à l’issue de chaque procédure pour prélèvements et analyses post-mortem.
Remplacement
Dans la mesure où nos travaux portent sur les caractérisations comportementales et moléculaires suite à un changement des conditions environnementales (hébergement spécifique), il n’est pas possible de recourir à un autre type de modèle d’étude qu’à celui de l’animal entier. Nous ne pouvons pas utiliser d’alternative cellulaire. Notons que les modèles murins (souris) récapitulent les symptômes majeurs de la maladie (déficit de mémoire) et restent ainsi des outils uniques pour l'étude des mécanismes physiopathologiques, la validation de cibles thérapeutiques et la réalisation de tests précliniques.
Réduction
Nous avons réduit au strict nécessaire le nombre d’animaux pour permettre des analyses statistiques sur des groupes incluant mâles et femelles, soit 20 souris/groupe (10 mâles et 10 femelles) pour le comportement et l’imagerie cérébrale, et 6 souris/groupe (soit 3 mâles et 3 femelles) ainsi que 4 souris/groupe (soit 2 mâles et 2 femelles) pour les approches moléculaires. L’efficacité de chaque type d’hébergement sera effectuée à l’aide de tests statistiques adaptés. Les calculs fait tiennent compte de la variabilité interindividuelle. Ainsi, pour toutes nos analyses, nous utiliserons à la fois des animaux mâles et femelles dans nos expériences de manière à ne pas biaiser nos résultats, et les sexe ratios seront conservés entre les différents groupes.
Raffinement
Pour appliquer le principe de raffinement, un enrichissement environnemental est apporté dans les cages standards ainsi que dans les cages à roue : dispositif de nidification (certifié contact alimentaire) chaque semaine. Les changes seront opérés par les animaliers à l’aide de tunnels (polycarbonate transparent), permettant de réduire le stress des animaux, notamment efficace chez les souris (raffinement d’hébergement). Dans le cas d’hébergement en cage isolé (cages à roue et comportement), plusieurs cages (3 au minimum) seront maintenues côte à côte sur les rayonnages des racks de stabulation. Des points limites prédictifs sont mis en place pour limiter la souffrance : les souris sont observées lors de la visite journalière, et une surveillance plus détaillée des souris se fait tous les 15 jours (observation visuelle de l’aspect général, posture). Les souris sont habituées à la manipulation par l’expérimentateur pour réduire le stress lié à la manipulation lors des tests comportementaux. Les animaux sont testés dès le début de l’apparition des déficiences mnésiques afin de réduire le temps d’hébergement des animaux en animalerie. Les procédures incluant une perfusion sur cœur battant sous anesthésie profonde ou un prélèvement sanguin terminal sont réalisées sous anethésie additionnée d’une couverture analgésique locale. Pendant la semaine qui suit, le suivi quotidien est renforcé.
Choix des espèces
Le modèle rongeur représente une alternative de choix pour la modélisation préclinique des maladies du cerveau ayant une origine génétique. En effet, les maladies du cerveau que nous étudions dans ce projet apparaissent à l’âge adulte (40-50 ans) lorsque ce sont des formes génétiques. Elles apparaissent plus tardivement, quand leur origine n’est pas connue, le vieillissement étant un facteur de risque majeur de ces pathologies. Ainsi, les animaux étudiés seront testés à l'âge de 9 mois, nos études antérieures ayant montré que cela correspond au moment où les premiers signes de déficits mnésiques apparaissent dans ce modèle. De plus, ces modèles permettent de répondre à la question posée car les souris possèdent des structures neuro-anatomiques comparables à celles du cerveau humain.
Effets d’un médicament anti-rejet de greffe sur la sensibilité colique
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système nerveux
60 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à sévères. Elles reçoivent un immunosuppresseur par sonde orale à sept reprises, sont pesées dix-sept fois, puis subissent un test de distension colorectale de 40 minutes avant d'être tuées pour prélèvement d'organes. Le porteur annonce comme effets attendus une perte de poids, de la diarrhée, du sang dans les selles et des douleurs digestives, l'objectif étant justement de provoquer ces troubles pour mesurer la sensibilité du colon. Il indique que les études in vitro ne reproduisent pas la complexité du tube digestif et des tissus qui l'entourent.
Objectifs
La transplantation d’organe est un traitement de choix pour certaines pathologies chroniques. La greffe améliore la qualité de vie et la survie des patients. Ces dernières années, l’augmentation de la survie du greffon est attribuée à l’utilisation des traitements immunosuppresseurs afin d'éviter tout rejet. Cependant l'utilisation des immunosuppresseurs peut provoquer de nombreux effets indésirables. Une meilleure gestion de ces effets pourrait contribuer à l’amélioration de la qualité de vie des transplantés. L'acide mycophénolique (MPA) est l'un des médicaments immunosuppresseurs les plus utilisés dans les transplantations d'organes solides, comme le rein ou le foie. Le traitement au MPA est associé à des effets indésirables, parmi lesquels les troubles gastro-intestinaux constituent une préoccupation majeure. En effet, plus de 30 % des patients présentent des effets indésirables gastro-intestinaux. La seule option thérapeutique actuelle consiste en une réduction de la dose ou de la fréquence d'administration, ou à un remplacement par d’autres molécules moins efficaces, ce qui augmente le risque de rejet de greffe. Le MPA est responsable d’altérations du microbiote intestinal, appelées dysbiose. Le microbiote intestinal, qui est constitué de microorganismes comme des bactéries, est nécessaire au processus de digestion et, à travers la production d’acides gras à chaine courte (AGCC) particuliers, il protège la paroi intestinale. Notre objectif est de confirmer le développement d'effets indésirables gastro-intestinaux suite à l'aministration de MPA chez la souris, principalement au iveau de la sensibilité colique, afin de pouvoir par la suite proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour lutter contre une entéropathie modérée provoquée par le MPA chez la souris.
Bénéfices attendus
Le MPA est l’immunosuppresseur le plus utilisé pour éviter le rejet de greffes d’organes solides. L’entéropathie induite par le MPA touche aujourd’hui plus de 30% des patients transplantés : sont proposés à ces patients une diminution de la dose de MPA ou une substitution de cet immunosuppresseur par une autre classe thérapeutique moins efficace sur le maintien et la tolérance de la greffe. L'étude de la sensibilité colique pourrait permettre de proposer de nouvelles approches thératpeutiques pour soulager ces patients.
Procédures
- Préhension pour pesée (animal vigile, tous les animaux, moins de 30 secondes par animal, 17 fois par animal) - Contention pour habituation à l’administration par voie orale à l’aide d’une canule (animal vigile, tous les animaux, moins de 1 minute par animal, 9 fois par animal) - Administration par voie orale à l’aide d’une canule (animal vigile, tous les animaux, moins de 1 minute par animal, 7 fois par animal) - Prélèvement sanguin (animal anesthésié, tous les animaux, moins de 1 minute par animal, 1 fois par animal) Les modes d’administration utilisés (administration par voie orale à l’aide d’une canule) ont été décrites dans la littérature pour ces molécules, et sont reconnues efficaces. Enfin, en fin de précédure 2, les souris subiront un dernier test (40 min par souris sur l'ensemble des souris), le test de distension colorectale, afin d'évaluer leur sensibilité colique avant d'être mis à mort à la suite de ce test de distension colorectale.
Impact sur les animaux
Des effets indésirables sont attendus pour les animaux traités à l’immunosuppresseur comme une perte de poids, de la diarrhée, la présence de sang dans les selles, des douleurs digestives et des altérations du comportement.
Devenir
A l'issu de l'ensemble des procédures, les animaux seront mis à mort afin de réaliser des prélèvements d'organes.
Remplacement
L’utilisation de cellules in vitro a permis de démontrer certains effets intéressants du médicament immunosuppresseur MPA et des AGCC. Cependant, les études in vitro ne permettent pas actuellement de reproduire la complexité du tube digestif et des tissus qui l’entourent. Or les effets globaux du MPA et des AGCC, s’ils existent, résulteront de l’interaction du médicament et des AGCC avec différentes cellules au sein de différents tissus et organes. A ce stade des travaux, les études in vitro doivent être complétée par des études sur l’animal afin d’apporter la preuve définitive de l’effet protecteur des AGCC vis-à-vis de l’entéropathie induite par le traitement immunosuppresseur chez les greffés.
Réduction
Dans le but de réduction du nombre d’animaux, le projet comprend 2 étapes : une étude pilote pour déterminer la dose de MPA à utiliser et l’étude à proprement parler des AGCC sur l’entéropathie induite par le MPA. Cette stratégie en deux étapes permet de limiter le nombre d’animaux utilisés dans l’étude de l’effet des AGCC. De plus, un test statistique dit puissance a été réalisé afin de déterminer le nombre minimal d’animaux à utiliser pour avoir des résultats exploitables. Enfin, des tests statistiques seront réalisés pour analyser les données.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des conditions conformes à l’espèce et qui respectent leur bien-être : densité animale, température, hygrométrie contrôlées, présence d’enrichissement, eau et nourriture à volonté. Les animaux seront habitués aux expérimentateurs et aux manipulations. L’état général des animaux sera surveillé quotidiennement, voire deux ou trois fois par jour si l’état le nécessite. La douleur sera abrégée sans délai via l’administration d’antalgique dérivé de la morphine, ou si l’état le justifie, l’animal sera euthanasié. Les personnes qui manipuleront et observeront les souris sont expérimentées.
Choix des espèces
La souris est un modèle de référence pour l’étude des entéropathies que l’Homme développe. Les animaux utilisés seront des souris adultes d’un poids moyen de 24-26 g âgées de 8-10 semaines au début du projet. A ce stade de développement les souris présentent des caractéristiques physiologiques stables. De plus, ce stade de développement est celui utilisé dans les publications de référence pour le projet.
Evaluation de la capacité d’une hormone recombinante à induire des ovulations fertiles chez la brebis
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
Mettre au point une hormone de reproduction recombinante, en vue d'un brevet, pour remplacer l'eCG tirée du sang de juments gestantes : 50 brebis vont être utilisées dans ce but, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque brebis passe trois séries d'expériences, chacune avec la pose d'une éponge dans le vagin, une injection d'hormone dans le muscle et quinze jours de prise de sang quotidienne à la jugulaire, soit 45 prises de sang. Le porteur présente comme premier bénéfice la réponse aux "attentes sociétales concernant le bien-être animal", en épargnant les juments saignées et souvent avortées pour produire l'hormone, et invoque aussi l'image des industriels et des éleveurs. Les 25 brebis traitées à l'eCG naturelle, autorisée, retournent dans l'élevage, et les 25 traitées à l'hormone recombinante, sans autorisation de mise sur le marché, sont tuées et envoyées à l'équarrissage.
Objectifs
La maîtrise de la reproduction en élevage des ruminants (bovins, ovins, caprins) ainsi que des porcins fait appel depuis 70 ans à une hormone naturelle très active, purifiée à partir de sang de juments gestantes (PMSG : Pregnant Mare Serum Gonadotropin, aussi appelée eCG : equine Chorionic Gonadotropin). Les fortes oppositions d’ordre éthique liées au bien-être animal nous ont conduit à envisager la production de cette hormone par génie génétique et sa production in vitro en cultures cellulaires, donc sans prélèvement de sang sur des « animaux-usines ». L’objectif du projet est de réaliser une preuve de concept de la capacité des eCG recombinantes d’induire une ovulation fertile chez la brebis avec une efficacité similaire à celle de la eCG extraite du sang des juments gravides. L’objetif final est le dépôt d’une demande de brevet pour les eCG recombinantes afin de proteger la proprieté intellectuelle.
Bénéfices attendus
Le principale benefice de l’eCG recombinante est de répondre aux attentes sociétales concernant le bien-être animal. En effet, on évitera de prélever de grands volumes de sang chez des juments gestantes, puis souvent de réaliser les avortements car les concentrations baissent fortement dans la deuxième moitié de la gestation et qu’il est plus rentable pour la production de l’hormone de redémarrer une gestation. Redistribuer à des millions d’animaux d’élevage une eCG partiellement purifiée provenant de sérums de multiples juments, au statut sanitaire inconnu, constitue un risque. En 2017 l’Union Européenne a publié un rapport dans lequel elle se dit "vivement préoccupée par l'importation et l'utilisation de médicaments vétérinaires contenant de la eCG". Cette situation impacte très négativement l’image des industriels et des éleveurs, lesquels se trouveraient par ailleurs en grande difficulté en cas d’interdiction de la eCG naturelle. Par ailleurs, en l’état, la capacité de synchroniser les ovulations par des méthodes sans hormone (effet mâle et photopériode pour les brebis) est insuffisante pour la pratique efficace de l’insémination artificielle, véritable pilier de la diffusion du progrès génétique en élevage. Le besoin d’une molécule de type eCG est réel et pressant pour les entreprises et les éleveurs, avec un cahier des charges exigeant, respectueux du bien-être animal. Notre proposition est le développement d’une eCG recombinante largement similaire à la eCG mais n’impliquant pas, de fait, le prélèvement de volumes sanguins très conséquents chez des juments gestantes. Ceci permettrait donc d’éliminer l’utilisation des juments pour la production de l’eCG et par consequant une amélioration du bien être animal.
Procédures
Chaque brebis sera soumise à 3 séries d’expériences et chaque expérience est constituée de la pose d'une éponge intravaginale et d’une injection intramusculaire d’hormone suivie par quinze jours de prélèvements sanguins à raison d’un prélèvement par jour et par brebis. Chaque prélèvement sanguin dure entre 3 et 5 seconds.
Impact sur les animaux
Les différentes prises de sang à la jugulaire peuvent engendrer une légère douleur ainsi qu’un hématome au niveau du site de prélèvement, les injections en intramusculaire peuvent également engendrer une légère douleur au niveau du site d’injection. De plus, la contention pour ces différents actes peut stresser les animaux. La pose d’une éponge intravaginale peut être désagréable pour la brebis.
Devenir
Comme l’eCG naturelle possède une AMM (autorisation de mise sur le marché) les 25 brebis traitées avec cette eCG seront réplacées et retourneront dans l’élevage. Par contre, comme l’eCG recombinante n’a pas d’AMM les brebis traitées avec cette molécule seront euthanasiées et envoyées à l’équarissage.
Remplacement
La physiologie est bien plus que la somme des multiples niveaux d’action – que nous sommes loin d’appréhender. Et cette somme ne peut pas être anticipée ; notre niveau de connaissance est très insuffisant. Chaque niveau interagit avec celui ou ceux qui a (ont) engendré son activité, et réagit aussi en fonction des niveaux d’intégration supérieurs afin de produire la réponse physiologique la mieux adaptée (le nombre de paramètres intégrés nous échappe largement mais reste la clé de l’adaptation des organismes à leur environnement – laquelle est en perpétuelle évolution). Tout cela ne peut se produire que dans un organisme entier ; aucune possibilité de reproduire cette somme d’interactions dans un modèle in vitro – on parle ici assurément de multiples (dizaines?) de types cellulaires et d’organes « indépendants » - ou dans un quelconque modèle in silico – qui restera toujours borné par les informations (partielles et incomplètes) dont nous pouvons le nourrir. Aujourd’hui, aucune approche in vitro ou in silico ne peut rendre compte de la complexité de ce qui se passe dans un organisme entier. Ceci justifie pleinement l’emploi d’animaux entiers ; seuls à même de rendre compte de ce que signifie la physiologie, et seule option valide pour espérer modifier les paramètres de celle-ci
Réduction
Nous allons réutiliser le même lot de brebis pour réaliser les trois experiences prévues dans le projet. Nous allons utiliser deux lots de 25 brebis. Ce nombre a été éstimé en utilisant un test de comparaison de deux proportions (proportion de brebis ayant ovulé et nombre d'ovulations fertiles dans chaque groupe).
Raffinement
Suite à l’injection et au prélèvement de sang nous donnerons des granulés à manger comme renforcement positif. Tout au long des experiences les animaux seront régulierement surveillés pour identifier des possibles signes de douleurs ou d’inconfort. Tout signe d’inconfort et/ou de douleur sera pris en charge par des antalgiques locaux. Les brebis étant des animaux sociaux resteront en groupe tout au long de l’expérience afin d’éviter un stress d’isolement social. Un suivi journalier sera mis en place tout au long de la période des prélèvements pour évaluer l'état de bienêtre des animaux en s'assurant que les points limites ne soient pas atteints. Le comportement et l'apparence seront suivi avec attention pour détecter d'éventuels signes de souffrance et de détresse. En cas de signe de détresse et de malêtre significatif, les animaux seront traités comme suit : Anti inflammatoire non stéroïdien en intramusculaire éventuellement renouvelé 48H après si signes douloureux. Dans le cas où ces traitements ne résulteraient pas en une amélioration significative de l’état des animaux, ou dans le cas où certains comportements témoignant une douleur seraient détectés les animaux seraient alors euthanasiés par surdosage de barbituriques intraveineux.
Choix des espèces
La brebis est une des espèces cibles pour l’utilisation d' eCGs recombinante dans la maitrise de la reproduction en élévage. En outre la brebis est un modèle largement utilisé pour l’étude de la reproduction chez les animaux d’élevage et nous pouvons nous baser sur une littérature très riche sur ce modèle. Pour pouvoir étudier l'effet sur l'ovulation et la fertilité nous utiliserons des brebis adultes.
Etude histologique de l’évolution de l’ataxie de Friedreich sur les ganglions de la racine dorsale
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour étudier l'ataxie de Friedreich, 400 souris sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance allant de léger à sévère, toutes tuées par perfusion intracardiaque afin de prélever leurs ganglions rachidiens. Le porteur indique que les souris porteuses de la mutation développent progressivement des signes de la maladie humaine, et fixe une grille de score, tremblements, hypolocomotion, dos voûté, perte de poids de plus de 10 %, au-delà de laquelle il les met à mort. La description des gestes infligés tient en une phrase, alors que la souffrance déclarée atteint le niveau sévère. Il affirme qu'aucune culture cellulaire ni modèle in silico ne permet d'étudier les cellules satellites gliales, "encore trop peu connues".
Objectifs
L’ataxie de Friedreich est une maladie neurodégénérative d’origine génétique. Elle est causée par une mutation du gène de la frataxine conduisant à une expression réduite de la protéine frataxine et à un dysfonctionnement des neurones présents dans des ganglions nerveux situés le long de la colonne vertébrale. Ces neurones sont recouverts de cellules satellites gliales qui contribuent à leur bon fonctionnement. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre les rôles des neurones et des cellules satellites gliales dans le développement de l’ataxie de Friedreich. Pour cela, nous utiliserons un modèle de souris permettant d’induire la baisse d’expression de la frataxine uniquement dans les neurones des ganglions touchés par la maladie. La procédure sera optimisée afin de respecter les devoirs de Réduction et Raffinement et pour assurer l'absence de douleur. La surveillance continue de l'animal permettra d'arrêter la procédure expérimentale lorsque l'animal montre des signes d’anxiété. La procédure vise à optimiser le confort des animaux et réduire le nombre d'animaux.
Bénéfices attendus
L’objectif de ce projet est de comprendre le rôle respectif des neurones proprioceptifs et des cellules satellites gliales dans le développement de l’ataxie de Friedreich, et de déterminer si les cellules satellites gliales peuvent constituer des cibles thérapeutiques potentielles.
Procédures
Les souris subiront une perfusion intracardiaque sous anesthésie chimique.
Impact sur les animaux
Dans notre étude, les animaux sont porteurs de la mutation de la frataxine seulement dans les neurones proprioceptifs vont progressivement développer certains des signes de la maladie humaine. Ils nécessiteront un suivi particulier et si une aggravation de leur état est observée, la procédure sera arrêtée pour ces animaux.
Devenir
A l'issue de la procédure 1, les animaux sont gardés en vie afin d'être inclus dans la procédure 2. En effet, la procédure 1 permet de produire les animaux utilisés dans la procédure 2. A l'issue de la procédure 2, les animaux seront mis à mort soit par perfusion intracardiaque précédée d’une anesthésie/analgésie chimique afin de prélever les ganglions rachidiens dorsaux et d’étudier au niveau cellulaire et moléculaire ces ganglions.
Remplacement
Les procédures expérimentales ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information. L’utilisation de cultures de cellules satellites gliales ou de co-cultures neurones-cellules satellites gliales ne permet pas une étude physiopathologique des interactions propriocepteurs-cellules satellites gliales : les cultures induisent des altérations morphologiques et physiologiques majeures des propriocepteurs et des cellules satellites gliales ne reproduisant pas les mécanismes physiopathologiques existant in vivo. Il n’existe pas, dans notre domaine, d’alternatives satisfaisantes aux méthodes expérimentales proposées dans ce projet (expériences ex vivo et in vivo sur l’animal). Par ailleurs, aucun modèle in silico n'existe pour étudier les cellules satellites gliales, encore trop peu connues.
Réduction
Compte tenu de la littérature et de notre expérience, les expériences décrites nécessitent un minimum de 5 animaux. Nous utiliserons les tests statistiques appropriés pour analyser nos données. Les t-tests seront utilisés pour évaluer si deux groupes diffèrent l’un de l’autre. Les tests ANOVA seront utilisés pour réaliser des comparaisons multiples entre les différents groupes expérimentaux (plus de 2 groupes). Ces tests nécessitent d’avoir un nombre minimum d’animaux pour atteindre les seuils statistiques de significativité en fonction des expériences réalisées. De plus, les croisements et les lots seront optimisés selon les génotypes et les sexes afin d’avoir le plus d’animaux expérimentaux avec le bon génotype et avec une représentation homogène des sexes.
Raffinement
Les animaux seront placés dans des cages, en communauté de 2 à 5. L’eau, la nourriture et du matériel de nidification, seront placés dans chacune des cages. Chaque animal bénéficiera d’une attention et de soins de qualité par du personnel qualifié, afin d’assurer un bien-être optimal, tout au long de l’étude. Les animaux seront suivis quotidiennement par les mêmes expérimentateurs afin de réduire leur stress au maximum. Dès l’apparition des symptômes sensorimoteurs, même mineurs, les animaux seront nourris avec de la nourriture humide au sol pour faciliter leurs apports en nutriments et en eau. Une surveillance quotidienne des points-limites (apparence, comportement, signes cliniques) et un suivi du poids hebdomadaire sera mis en place. Les points limites suivants seront évalués : 1. Apparence de l’animal : 0=normale ; 1=manque de toilettage ; 2=poil ébouriffé, dos voûté, prostration ; 2. Comportement (tenant compte des symptômes attendus): 0=normal ; 1=fort tremblement, hypolocomotion; 2=manque d’alimentation/déshydratation ; 3. Poids : 0= perte de poids comprise entre 0 et 5% ; 1=perte de poids comprise entre 5 et 10% ; 2=perte de poids de plus de 10%. Si un animal atteint le score de 2 pour un des paramètres ou si le score total est supérieur à 3, l’animal sera mis à mort.
Choix des espèces
La souris est le modèle standard pour l'étude des fonctions et dysfonctions du système nerveux des mammifères. L'anatomie, la morphologie cellulaire, la biochimie et la physiologie du système nerveux de la souris sont bien caractérisés. Il existe une vaste littérature sur le comportement sensorimoteur et sensoriel de la souris. De plus, la possibilité d’utiliser des souris génétiquement modifiées est un grand avantage pour les études physiologiques car les gènes codant certaines protéines peuvent être manipulés (activés, inactivités, surexprimés) ou des transgènes exprimés chez ces animaux afin d’aider à mieux comprendre certains mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans les maladies neurodégénératives. Des souris adolescentes, jeunes adultes allant de 3,5 à 15,5 semaines seront utilisées afin de suivre l’évolution de la pathologie.