Procédures légères
Étude la fonction cardiaque de souris ayant des modifications post-traductionnelles de la tubuline
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
100 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Une partie porte une cardiomyopathie génétique et reçoit des injections hebdomadaires dans l'abdomen ainsi que des échocardiographies mensuelles sous anesthésie sur trois mois, avant la mise à mort pour prélever les organes. Le porteur indique que l'anesthésie gazeuse peut provoquer un stress thermique et, rarement, un arrêt cardio-respiratoire. Il affirme que le recours à la souris est "indispensable" et que le développement de ces stratégies "ne peut se faire que sur un modèle animal".
Objectifs
Ce projet a pour but l’évaluation des modifications de la tubuline sur la fonction cardiaque puis d'evaluer l’effet bénéfique de petites molecules touchant ces modifications chez des souris atteintes d’une maladie génétique touchant le muscle cardiaque. Nous venons de démontrer que cette approche était un moyen de corriger le la pathologie cardiaque ches des souris.
Bénéfices attendus
Ce projet peut aboutir à la première description du role des modification de la tubuline dans le developement de pathologies cardiaques. Les repercussions peuvent etre majeures en santé humaine, en tant que medecine personnalisee pour cette pathologie, pour laquelle aucun traitement n'est actuellement disponible. En effet, tout impact positif sur la fonction cardiaque avec ces traitements, sera etudié pour une utilisation en clinique.
Procédures
1) Injection dans un etat vigile de l'animal. Dans son intégralité (contention+injection), le geste s'effectue rapidement en quelques secondes; 2) Echocardiographie tous les mois, pendant 3 mois, sous anestesie. La durée d’une échocardiographie est de 5 à 10 minutes par souris. Les souris seront des animaux controles non genetiquement modifiés et des souris presentant une cardiomyopathie génétique (modele murin d'étude). les injections intra-peritoneales (abdomen) se font toutes les semaines, sur la duree du traitement. Les souris seont euthanasiees en fin de protocole par methode reglementaire en vue des prelevements tissulaire pour analyse.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sur les animaux sont surtout dus à un éventuel développement précoce du phénotype dommageable de la lignée qui développe une pathologie cardiaque induisant une insuffisance cardiaque (10 mois pour les mâles et 12 mois pour les femelles). L'injection intrapéritonéale peut entraîner chez l'animal un stress de courte durée (contention et piqûre). La fonction cardiaque sera évaluée par échocardiographie, sous anesthésie gazeuse. Cette technique d'imagerie cardiaque n'est pas invasive mais l’anesthésie peut induire un stress thermique et dans de rares cas des complications (arrêt cardio-respiratoire).
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin de la procédure. Les organes des animaux seront prélévés pour une étude moléculaire de la correction génique et du recouvrement des mécanismes cellulaires.
Remplacement
Le but de notre projet est l’identification d’une possible stratégie thérapeutique pour optimiser le traitement pour la cardiomyopathie. Pour cela il est nécessaire d’étudier le rôle de notre approche corrective, et les effets du traitement dans un modèle animal tel que la souris pour avoir accès à la fonction cardiaque. Pour réaliser cette étude, l’utilisation du modèle murin est donc indispensable. La finalité de cette étude est de développer des stratégies thérapeutiques, ce qui ne peut se faire que sur un modèle animal. La pathologie d'intérêt est modélisée uniquement dans l'espèce mus musculus. Les souris mutantes récapitulent à l’état homozygote les caractéristiques phénotypiques de la cardiomyopathie. Néanmoins, autant que possible et si la question posée peut être résolue ainsi, des expériences in vitro avec des lignées cellulaires seront réalisées pour limiter au maximum le recours à l'utilisation de souris.
Réduction
Les processus expérimentaux seront conçus de façon à utiliser un nombre de souris limité permettant une analyse statistique. Les protocoles seront rigoureusement élaborés et réfléchis en avance pour que l’expérience soit interprétable et que l’on n’ait pas à la refaire. Nous allons effectuer le projet sur 10 groupes de 10 souris (non genetiquement modifiée et souris modeles de la pathologie), en etudient l'effet sur les deux sexes ( 10 souris pour groupes pour un total de 100 souris)
Raffinement
Les conditions d’hébergement et l’enrichissement du milieu sont gérés par l’animalerie. Les souris sont stabulées sur des portoirs ventilés avec un système d'abreuvement automatique et nourriture à volonté. Le cycle d'éclairage est de 12h par jour (les lumières s'allument automatiquement à 6h du matin et s’éteignent le soir à 18h). Les zootechniciens assurent un contrôle quotidien des animaux afin de relever le moindre signe de souffrance, un changement régulier des cages, un nombre réduit d’animaux par cage (5 maximum hors cages d’accouplement) et pas d’animaux isolés. Le changement des cages se fait sous hotte aspirante et les cages possèdent des filtres. L’enrichissement du milieu consiste en l’ajout de lanières de papier Kraft afin que les souris puissent faire un nid ainsi que des tunnels en carton. Enfin, si nécessaire, la nourriture pourra être mise à disposition sur le plancher de la cage et de la bouillie pourra être introduite dans les cages si nécessaire. Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne jusqu’à leur euthanasie (suivi de poids hebdomadaire, évaluation du bien-être général, vérification de l’absence de nécroses ou escarres). L'état de santé des animaux aisi que la survenue de points limitres sera surveillé quotidiennement par du personnel compétent. Les effets indésirables attendus par les traitements sur les animaux peuvent survenir suite à l'anesthesie (risques d'hypothermie our d'arret cardio-respiratoire). Notre connaissance approfondie de l'histoire naturelle du developpement du phenotype chez le modele souris (plus de 20 ans avec cette lignee de souris), permet de determiner precisement la progression de l'atteinte cardiaque et en particulier l'age. Dans notre experience, nous n'avons jamais observé de tels effets mais nous allons les surveiller avec la plus grande attention. Lorsque les points limites sont atteints pour des animaux, nous procederons a une euthanisie par methode reglementaire.
Choix des espèces
La pathologie d'intérêt est modélisée uniquement dans l'espèce mus musculus. Les souris mutantes récapitulent à l’état homozygote les caractéristiques phénotypiques de la cardiomyopathie . Les premiers symptômes sont détectés dès 3 mois chez les souris homozygotes et évoluent rapidement jusqu’au décès des animaux provoqué principalement par l’aggravation du phénotype cardiaque (vers 10 mois d'âge).Nous allons etudier le benefice des traitements sur des souris entre 3-6 mois, lorsque la pathologie cardiaque apparait.
Albinisme et développement du système visuel de modèles murins
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système nerveux
1833 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés, une partie étant opérée sous anesthésie sans réveil. Elles subissent des injections dans le cerveau ou dans l'œil, une électroporation in utero sur les embryons, puis des tests visuels comme le test de la falaise visuelle et l'électrorétinogramme, avant d'être tuées pour prélever leurs yeux et leur cerveau. Le porteur étudie des mutations responsables de déficits visuels congénitaux et renvoie les retombées thérapeutiques au "long terme". Il décrit un recours à des cellules et des organoïdes pour une partie des expériences, mais indique que la souris reste "le modèle de choix" pour reproduire ces mutations.
Objectifs
L'objectif de ce projet est de mieux comprendre quelles sont les altérations structurelles et fonctionnelles du système visuel dans différents modèles murins de maladies génétiques causant des déficits visuels provenant d’un mauvais développement de l’œil aux stades embryonnaires. Ce projet a l'avantage de combiner des approches variées de génétique de la souris ou permettant l'expression de molécules d'intérêt dans la rétine ou dans le cerveau, des méthodes histologiques et de traçage neuronal permettant d’observer les projections visuelles.
Bénéfices attendus
L’étude de ces souris modèles murins de pathologies visuelles héréditaires permettra de caractériser précisément les défauts visuels (anatomiques, structurels et fonctionnels) et de déterminer ainsi l’impact de chaque mutation afin de comparer leur effet délétère. Ceci nous permettra notamment d’établir des liens de cause à effet et de déterminer un ordre hiérarchique de ces différentes mutations dans les mécanismes à l’origine des divers défauts visuels. De plus, ce projet nous permettra d’identifier les conséquences de ces mutations et de trouver les mécanismes impliqués afin de pouvoir proposer des nouvelles voies thérapeutiques à long terme.
Procédures
1833 animaux seront soumis aux différentes interventions suivantes : - Une biopsie prélevée au niveau de la queue pour déterminer le profil génétique des animaux - une injection stéréotaxique cérébrale (procédure chirurgicale, 45 min) ou une injection intraoculaire (procédure chirurgicale, 20 min) - une électroporation in utero (procédure chirurgicale, 30 min) suivie d’une injection intraoculaire (procédure chirurgicale, 20 min) - des tests comportementaux : test de la taille relative (5x5min en 1 jour), test de la falaise visuelle (10x5min en 3 jours) à suivre, puis 3 jours au moins après au test optomoteur (animal vigile, 2,5 min) et à nouveau 3 jours après au moins à un electrorétinogramme (procédure chirurgicale, 30min) -Pour tous les animaux, une euthanasie sous anesthésie et analgésie générale est réalisée pour prélèvement de tissus (yeux et cerveaux). -Toutes les procédures chirurgicales sont réalisées sous anesthésie et analgésie générale avec une prise en charge analgésique post-opératoire.
Impact sur les animaux
Une biopsie prélevée au niveau de la queue pour déterminer le profil génétique des animaux peut causer de la douleur. Suite à l’anesthésie, il peut survenir de manière rare une réaction de détresse respiratoire ou de mort immédiate. Suite aux actes chirurgicaux, les plaies (crâne ou abdomen) ou site d’injection (œil) peuvent être inflammés ou infectés. Suite à l’électroporation in utero, des problèmes au niveau de la mise bas pourraient survenir du fait de la manipulation des embryons lors de la procédure. Après tous les actes chirurgicaux, une douleur post-opératoire est possible. Les tests comportementaux peuvent induire un stress chez les animaux.
Devenir
Tous les animaux de chaque procédure seront euthanasiés afin de réaliser des analyses histologiques sur les tissus.
Remplacement
Certaines des expériences pour étudier la fonction des gènes impliqués dans ces maladies congénitales visuelles seront réalisées sur des lignées cellulaires ou des cellules rétiniennes ou organoïdes issus de cellules souches pluripotentes induites afin de remplacer l’utilisation de modèles animaux par des modèles cellulaires.
Réduction
Le nombre total d’animaux utilisés est 1833. L'électroporation in utero pour marquer les axones rétiniens et également inactiver ou surexprimer des gènes a l’avantage d’être rapide et de réduire le nombre de souris nécessaires par comparaison aux méthodes classiques de génération de lignées de souris mutantes. Les différentes procédures comportementales pour mesurer la vision binoculaire et l’acuité visuelle ainsi que l’enregistrement des cellules rétiniennes seront faites sur les mêmes animaux afin de diminuer le nombre d’animaux nécessaires. Ces mêmes animaux seront utilisés pour des prélèvement de cerveau et de rétine afin de diminuer le nombre d'animaux utilisés pour le prélèvement de tissu fixé. La taille des effectifs a été établie grâce à des tests statistiques sur des lignées similaires. Plus spécifiquement sur la procédure d’électroporation in utero, des femelles gestantes additionnelles sont utilisées comme mères adoptives car les femelles s’occupent moins bien de leur portée après un contexte d’opération au niveau de l’abdomen. Aucune procédure expérimentale ne sera réalisée sur ces mères adoptives, mais cela permet d’augmenter la survie des petits électroporés et donc de réduire le nombre de souris sur lesquelles des procédures chirurgicales seront effectuées.
Raffinement
Les expérimentateurs sont formés par des personnes compétentes en respectant les réglementations en vigueur (formation d’expérimentation animale et de chirurgie). La Structure chargée du Bien Etre des Animaux et les personnels de l’animalerie veillent au respect des règles et assurent une surveillance quotidienne, ainsi que le maintien du statut sanitaire. Les animaux sont hébergés selon la législation en vigueur. Les animaux provenant d’un autre établissement utilisateur auront une période d'acclimatation d’au moins 5 jours avant le début des procédures expérimentales. Un suivi post-opératoire ainsi que des points limites ont été définis pour chaque procédure (tels que la surveillance du poids des animaux, l'absence de locomotion, l'état du pelage, la prostration) conduisant à l’euthanasie après consultation du SBEA ou d’un vétérinaire. Toutes les procédures chirurgicales sont accompagnées d’anesthésie et d’analgésie générale. L’anesthésie gazeuse est privilégiée car elle permet un réveil quasi immédiat après chirurgie, ce qui permet à l’animal de récupérer plus vite. Pendant la chirurgie, les animaux sont maintenus sur un coussin chauffant. Pour l’électroporation in utero, des femelles gestantes sont utilisées comme mères adoptives car les femelles s’occupent moins bien de leur portée et encore plus après un contexte d’opération au niveau de l’abdomen. Aucune procédure expérimentale ne sera réalisée sur ces mères adoptives, mais cela permet d’augmenter la survie des petits électroporés.
Choix des espèces
L'organisation des voies visuelles est bien conservée entre la souris et l'humain. Le développement de la rétine et du cerveau est bien caractérisé chez la souris, permettant d’étudier les anomalies dans des modèles de souris de pathologies visuelles congénitales. La souris reste le modèle de choix pour la génération de lignées transgéniques et la plupart des mutations humaines à l’origine des différentes pathologies que nous étudions n’ont été reproduites que dans des modèles murins. Plusieurs stades seront analysés: nous nous intéressons au développement du système visuel en étudiant majoritairement les stades postnataux et adultes pour étudier la connectivité neuronale entre la rétine et le cerveau. Les âges étudiés, jour de naissance (P0), puis 3ème jour postnatal (P3) et 7ème jour postnatal (P7), correspondent différentes étapes de développement du système visuel et il est important de savoir à quel moment les défauts apparaissent chez les modèles murins de maladies. Quand ce n’est pas nécessaire, notamment pour étudier la fonction visuelle, nous utiliserons des souris adultes.
Evaluation de la prédiction des thermothérapies percutanées dans la prostate et le foie par IRM sur modèle porcin
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles urogénitaux
50 porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Les animaux castrés reçoivent des injections de testostérone toutes les deux semaines pendant trois mois pour hypertrophier la prostate, puis subissent sous anesthésie une thermoablation du foie et de la prostate par laser ou micro-ondes guidée par IRM. Le porteur indique que la testostérone peut modifier le comportement et signale que la procédure de thermoablation, terminale, ne devrait pas causer d'effets indésirables. Il valide une technique destinée à traiter des tumeurs humaines et affirme qu'aucune méthode in silico ne peut remplacer l'animal.
Objectifs
Ce projet a pour but de valider la pertinence d’une technique de thermoablation (consistant à détruire des tissus par la chaleur) par fibre laser et micro-ondes sous guidage IRM, pour traiter des tumeurs de la prostate et du foie chez l’homme. Elle présente peu de complications et un temps de récupération rapide pour les patients en comparaison de la chirurgie conventionnelle. Cependant, cette procédure interventionnelle demeure assez peu normalisée, ce qui conduit à une variabilité de l’efficacité des traitements cliniques. L’utilisation de l’IRM pour estimer la quantité de chaleur déposée permet de visualiser l’avancement de la procédure en 3D et temps réel. Cela ouvre donc la possibilité d’optimiser le traitement (de manière à recouvrir toute la tumeur en réduisant au maximum l’impact sur les tissus sains environnants). Pour cela, une étape importante consiste à valider la thermométrie IRM. Il s’agit de vérifier que les dimensions des lésions thermiques mesurées sur les données de thermométrie correspondent aux dimensions des lésions mesurées sur les tissus après prélèvement. Par nature, le porc juvénile castré possède une très petite prostate comparée à celle de l’homme mâture, ce qui complique la procédure interventionnelle. Un traitement hormonal préalable à la thérapie par laser ou micro-ondes est donc nécessaire pour induire une augmentation du volume de la prostate, afin d’obtenir un modèle animal dont les caractéristiques anatomiques sont plus proches des situations cliniques.
Bénéfices attendus
Le bénéfice principal attendu de ce projet est la validation des données de thermométrie pour prédire les dimensions des lésions thermiques par nécrose de coagulation lors d’ablations laser et micro-ondes réalisées sur le foie et la prostate. D’autre part, les données expérimentales obtenues dans ce projet permettront d’affiner les protocoles de thermoablation (durée et température cible) des dispositifs médicaux évalués. Ces données serviront également à raffiner les logiciels de simulation afin de réduire le nombre d’animaux à inclure dans des études ultérieures.
Procédures
Les animaux inclus dans cette étude subiront une injection intramusculaire toutes les deux semaines pendant 3 mois maximum (animaux vigiles). Une procédure d’injection minimisant le stress de l’animal sera appliquée (bolus de moins de dix secondes). Pour la procédure mini invasive de thermoablation sous IRM, les animaux seront placés sous anesthésie générale et analgésie adaptée (l’anesthésie par injection de médicaments en quelques secondes). Des aiguilles laser ou micro-onde seront insérées dans le foie et/ou la prostate, via une légère incision pratiquée sur la peau de l’animal, pour réaliser des ablations (lésions) thermiques. Pour les besoins de l’expérimentation, la procédure durera un maximum de 4h. Pour réaliser des images anatomiques, le respirateur pourra être mis en pause pour une durée de 30s.
Impact sur les animaux
Bien que l’injection de testostérone soit déjà validée en clinique humaine, l'influence de ce type d’injection chez le porc juvénile castré reste peu documentée. Les nuisances potentielles suivantes seront évaluées lors de la phase de croissance : modification du comportement (ex : agressivité envers les congénères et vis-à-vis des soigneurs/manipulateurs) et variation notable de la prise de poids par rapport aux courbes documentées pour cette espèce. La procédure expérimentale de thermo-ablation est terminale et réalisée sous anesthésie générale et analgésie adaptée. Ce type de procédure est déjà en place et maitrisée par l’équipe de l’établissement utilisateur. Il n’est donc pas attendu d’effets indésirables sur cette partie de l’expérimentation.
Devenir
Après induction d’une hypertrophie de la prostate, tous les animaux vont rentrer dans un protocole de thermoablation à l’issue duquel tous les animaux seront euthanasiés afin d’explanter les tissus cibles.
Remplacement
Il est nécessaire d’évaluer in vivo l’efficacité et l’innocuité des techniques de thermoablation en vue d’une application chez l’homme. Des évaluations sur organes ex vivo ont déjà été réalisées et sont systématiquement effectuées pour chaque dispositif d’ablation avant d’envisager une évaluation in vivo. Néanmoins, ces expériences ne permettent pas d’analyser précisément l’influence de la diffusivité thermique, de la perfusion tissulaire, des mouvements (respiratoires, péristaltisme digestif), de la proximité des gros vaisseaux (artères et veines), des interfaces entre différents organes et de leur composition (infiltrats graisseux notamment) qui influent très fortement sur la distribution résultante de la température tissulaire autour du dispositif de thermoablation.
Réduction
L’évaluation préalable sur des gels et organes ex vivo permet de valider la compatibilité IRM de chaque dispositif médical de thermoablation à disposition sans recourir à une expérimentation in vivo. Une fois cette phase réalisée, les expérimentations in vivo sont réalisées avec comme objectif de valider le côté prédictif des données de thermométrie IRM et de définir les dimensions typiques atteignables pour différents protocoles (durée, température maximale) de thermoablation. La possibilité de réaliser plusieurs ablations sur un même animal (une sur la prostate et jusqu’à 3 sur le foie) permet de réduire le nombre d’animaux à inclure. Si l’utilisation de testostérone pour augmenter la taille de la prostate porcine ne permet pas d’obtenir une hypertrophie suffisante de la prostate pour réaliser des thermoablations dans cet organe, les animaux concernés seront utilisés pour réaliser des ablations thermiques sur le foie. En effet, il n’a pas été démontré dans la littérature qu’une supplémentation à court terme en testostérone provoquait des dommages hépatiques (physiologie et morphologie). Les prostates des animaux ne répondant pas suffisamment au traitement hormonal (hypertrophie insuffisante) ou n’ayant pas subi d’ablation dans cet organe pourront être prélevées pour réaliser des tests ex-vivo. Actuellement, nous n’avons pas d’estimation de la variabilité des mesures que nous observerons. Le nombre d’animaux par campagne de validation annuelle a été établi sur la base de validations précédentes réalisées sur le foie, en considérant que la variabilité des mesures sera plus faible sur la prostate. Les premières expériences nous permettront d’avoir une estimation plus précise de la variabilité de nos mesures ; il nous sera alors possible d’ajuster le nombre d’animaux requis pour les différentes campagnes, suivant une approche statistique.
Raffinement
Toutes les procédures expérimentales ainsi que l’environnement d’hébergement sont adaptés au projet. Les animaux seront maintenus dans un premier temps chez l’hébergeur annexe de l’EU en condition de ferme puis au sein de l’EU. Les animaux seront en hébergement collectif avec des objets d'enrichissement (Kong, balles, jouets en caoutchouc durs mastiquables...) à disposition. Les gestes interventionnels seront toujours réalisés sous anesthésie générale et analgésie adaptées. Le bien-être de l'animal sera contrôlé en veillant aux conditions d'hébergement et au comportement des animaux durant les deux phases d'acclimatation d’une semaine : celle précédant les injections chez l’hébergeur et celle précédant l’expérimentation terminale réalisée sur le site de l’établissement utilisateur. Des critères d’alerte précis sont surveillés chez l’éleveur. Si l’animal présente un signe clinique ou développe un comportement agressif, la posologie sera ajustée (réduction de moitié de la dose injectée) assortie d’une surveillance accrue du comportement de l’animal. Si dans les deux semaines qui suivent, l’animal ne retrouve pas un comportement normal, le traitement sera arrêté. Le comportement des premiers animaux permettra d’ajuster si nécessaire la posologie à appliquer pour les animaux suivants. Les gestes interventionnels sont réalisés sous anesthésie générale avec une analgésie adaptée. Un monitoring continu des signaux physiologiques sera réalisé pendant toute la procédure et permettra d’évaluer sir les points limites prédéfinis sont atteints (plage de température corporelle physiologiques et rythme cardiaque limite).
Choix des espèces
Du fait de ses caractéristiques anatomiques (taille, structure et morphométrie des organes, stabilité génétique) et son métabolisme proche de ceux de l’homme, le porc est le modèle de référence pour l’évaluation des dispositifs médicaux d’ablation. D’autre part, les organismes de régulation des dispositifs médicaux (FDA, CE) exigent la production de résultats sur ce modèle animal pour évaluer la conformité réglementaire. Enfin, il n’existe pas à ce jour de méthode de substitution in silico permettant de s’affranchir d’une phase expérimentale sur animal vivant. L’hébergeur va directement accueillir dans son enceinte agrée des animaux âgés de 2 mois (ces animaux ayant été castrés à l’âge de 10 jours). Il sera alors nécessaire de commencer les injections sur ces animaux (entre 15-20kg), l’objectif étant de réaliser les ablations sur des cochons entre 45 et 90 kg après 3 mois de traitement. En dessous de quatre mois , les porcs risquent d’être trop petits, avec une trop petite prostate pour obtenir des résultats concluants. Au-dessus de 5 mois, les porcs risqueraient d’être trop volumineux pour réaliser les expériences sous IRM dans de bonnes conditions.
Etude de l’effet de l’harmaline sur le développement de l’organisation modulaire du réseau olivo-cérébelleux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
563 souris vont être utilisées, tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, les 60 mères étant réutilisées pour l'élevage. Les souriceaux reçoivent deux injections intrapéritonéales d'harmaline par jour pendant cinq jours, ce qui provoque des tremblements aigus et une phase d'hyperactivité gênant la prise alimentaire. Le porteur indique un retard de poids inférieur à 4 % et signale que la manipulation peut conduire les mères à rejeter leurs petits. Il étudie le rôle de l'activité neuronale dans le développement d'un réseau du cervelet et affirme qu'une telle étude n'est pas possible en culture cellulaire.
Objectifs
Dans le cerveau, la cellule de Purkinje du cervelet reçoit différents types de connexions, dont celles des fibres grimpantes, axones des neurones de l’olive inférieure. L’activité neuronale régule la formation et le maintien des synapses entre fibres grimpantes et cellules de Purkinje, ce qui fait du réseau olivo-cérébelleux un système d’étude idéal pour analyser les mécanismes moléculaires dépendants de l’activité menant à l’établissement de réseaux neuronaux fonctionnels. De plus, le réseau olivo-cérébelleux présente une organisation en modules, traitant différentes informations sensorielles et motrices, et permettant un contrôle précis de différentes fonctions et en particulier la motricité. Nous proposons d’étudier le rôle de l’activité neuronale dans l’établissement de l’organisation modulaire de ce réseau ainsi que dans la régulation des facteurs moléculaires contrôlant sa mise en place.
Bénéfices attendus
Les maladies mentales et neurologiques constituent un réel problème de santé publique puisqu’elles sont la première cause d’invalidité dans le monde. Parmi ces maladies, la schizophrénie et l'autisme touchent chacune environ 1% de la population. Les symptômes associés à ces maladies sont très variés et apparaissent dans l'enfance pour l'autisme, et à la fin de l’adolescence ou chez le jeune adulte pour la schizophrénie. Les patients présentent par exemple des déficits cognitifs (concentration, attention, mémoire de travail…) qui apparaissent dans l’enfance et auraient pour origine des défauts neurodéveloppementaux. Les traitements, qui restent pour l’heure purement symptomatiques, sont la plupart du temps peu efficaces. Il est donc crucial de comprendre l’origine de ces maladies, pour pouvoir ouvrir de nouvelles voies thérapeutiques. Les synapses, connexions permettant aux neurones de communiquer entre eux, sont indispensables au bon fonctionnement du cerveau. Aujourd’hui, il est très bien établi que des déficits de connectivité neuronale sont présents dans le cortex chez des patients atteints d'autisme ou de schizophrénie. En revanche, en dépit de la présence évidente de déficits cérébelleux chez certains patients, l’implication du cervelet dans ces pathologies reste très peu étudiée. La présente étude nous permettra d’identifier des déficits synaptiques dans le réseau olivo-cérébelleux, suite à la modulation de l’activité neuronale au cours du développement du cervelet et nous aidera à mettre en évidence les protéines synaptiques potentiellement modulées par l’activité neuronale qui pourraient provoquer l’apparition de certaines maladies du cerveau lorsqu’elles sont dérégulées.
Procédures
Nous injecterons les souris en intra-péritonéal, 2 fois par jours pendant 5 jours. Chaque injection prend moins d'une minute. Le poids des souriceaux sera déterminé avant chaque injection afin d'adapter la dose à injecter. Les animaux sont maintenus immobiles en réalisant un pli de peau au niveau du dos, légère contention permettant l’insertion de l’aiguille très fine dans l'abdomen. Lors des injections, les souriceaux sont séparés seulement quelques minutes de leur mère afin de minimiser le stress de la mère et des souriceaux. Lorsque l'âge voulu est atteint, les souris seront toutes anesthésiées grâce à un gaz anesthésiant puis euthanasiées.
Impact sur les animaux
Chez la souris, la dose de produit injectée conduit à des tremblements aigus et temporaires des muscles axiaux et a un effet de type anxiolytique. Après chaque injection, les souris présentent une période de quelques heures d’hyperactivité qui semble conduire à une difficulté à se nourrir pendant cette période, avec un retard de prise de poids que nous avons établi à moins de 4% par rapport aux contrôles dans notre précédent projet autorisé par le CEEA. Lorsque les souris sont en âge de se nourire, de la poudre de croquette humidifiée est ajouté dans la cage pour favoriser le nourrisage. La manipulation des souriceaux peu parfois amener les femelles à rejeter leurs petits. Pour éviter cela, les cages ne sont pas changées pendant la période d’injection pour conserver au maximum les odeurs familières et rouler les souriceaux dans la sciure souillée au moment de les remettre avec leur mère. Aucun autre effet indésirable n’a été observé sur ces animaux dans notre précédent projet.
Devenir
Pour les études d’électrophysiologie, de biochimie ou d'histologie, les 563 animaux injectés seront euthanasiés en fin de procédures. Les 60 mères seront réutiliées à des fins d'élevage dans notre animalerie. Après les injections, les animaux resteront auprès de leur mère dans une cage enrichie (cotons et dôme en carton pour leur nid) jusqu’à l’âge du prélèvement.
Remplacement
La souris est devenue un modèle de choix pour l’étude des mécanismes moléculaires régulant les grandes fonctions biologiques. Elle permet l’analyse in vivo de ces mécanismes et des conséquences de leurs perturbations à différents niveaux : comportemental, physiologique et moléculaire. Elle permet également de créer des modèles d’étude des pathologies humaines. Certaines études fonctionnelles ne peuvent pas être réalisées chez les patients. De plus, il est important d’étudier les réseaux cérébelleux dans le contexte du cerveau puisque le cervelet est connecté à d’autres régions du cerveau dont le cortex qui est déjà connu pour son implication, par exemple, dans l'autisme ou la schizophrénie. Une telle étude ne serait donc pas possible en culture cellulaire et nécessite d’avoir recourt à des animaux vivants.
Réduction
Le projet est conçu pour limiter le nombre de souris au minimum dans la limite de ce qui est permis pour obtenir des résultats statistiquement et scientifiquement valides en prenant en compte la nécessité d’avoir plusieurs échantillons et de reproduire les résultats de manière indépendante pour éviter les différences dues à la variabilité biologique (sexe, caractéristiques génétiques…), à la variabilité environnementale (différence liée à la vie avec la mère). Après sevrage des souriceaux, les mères peuvent continuer à être utilisées pour de nouveaux accouplements dans notre animalerie.
Raffinement
Les conditions d'élevage, d'hébergement, de soins et les méthodes utilisées sont les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durable que pourraient ressentir les animaux. Notamment, des compléments environnementaux (dômes en carton, cotons, baguettes en bois) sont ajoutés afin de permettre à la femelle de créer un meilleur nid, de diminuer tout stress éventuel et d'user ses dents. De même, les injections intrapéritonéales chez le souriceau seront réalisées avec des aiguilles très fines afin de minimiser la douleur. Lors de ces injections, les souriceaux sont séparés de la mère afin de minimiser le stress de la mère et des souriceaux. Les cages ne sont pas changées pendant la période d’injection pour conserver au maximum les odeurs familières et rouler les souriceaux dans la sciure souillée au moment de les remettre avec leur mère afin d’éviter le rejet des souriceaux par la mère. Les animaux sont surveillés quotidiennement jusqu’à leur euthanasie. Lorsque les souris sont en âge de se nourrir seules, de la poudre de croquette humidifiée est ajouté dans la cage pour favoriser le nourrissage après l'injection qui provoque des tremblements temporaires. Nous utilisons une grille de suivi des animaux, les points limites sont mis en place pour éviter toute douleurs ou mal être des animaux.
Choix des espèces
Les souris sont devenues des modèles de choix pour l’étude des mécanismes moléculaires régulant les grandes fonctions biologiques. En effet, elles permettent l’analyse in vivo de ces mécanismes et des conséquences de leurs perturbations à différents niveaux : comportemental, physiologique et moléculaire. Elles permettent également de créer des modèles d’étude des pathologies humaines. De plus, le court cycle de reproduction chez la souris et sa petite taille permettent de maintenir ces animaux relativement facilement, tout en gardant une espèce assez proche de l’homme en terme de développement. La topographie du réseau olivo-cérébelleux s’établit en plusieurs étapes, dont une étape de raffinement qui est dépendante de l' activité et qui se produit entre P5 et P21. Le stade auquel l’activité joue un rôle majeur n’est pas connu et sera défini en réalisant plusieurs séries d’expériences avec plusieurs groupes de souris entre P5 et P21. Nous utiliserons également des souris plus agées (P45) comme contrôles, car à ce stade la carte topographique est établie et l'activité neuronale continue de contrôler la connectivité.
Utilisation de l’imagerie in vivo pour l’évaluation des candidats vaccins et l’amélioration des vaccins existants
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Rats : 200
Hamsters dorés : 300
Autres rongeurs : 200
Lapins : 100
Cochons : 100
Macaques à longue queue : 80
8 980 animaux non-humains vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, une partie tuée et les autres réutilisés, adoptés ou renvoyés à l'élevage. L'effectif comprend 8 000 souris, 300 hamsters dorés, 200 rats, 200 autres rongeurs, 100 lapins, 100 porcs miniatures et 80 macaques à longue queue, infectés par des bactéries ou virus modifiés puis suivis par imagerie sous anesthésie. Le porteur indique que les produits sont "en général bien tolérés" et n'attend que des réactions locales, sans détailler les effets de l'infection sur chaque espèce. Cette société décrit un service d'évaluation de vaccins destiné aux dossiers réglementaires et affirme que l'imagerie in vitro ne peut se substituer aux "organismes entiers".
Objectifs
Ce projet a pour objectifs d’évaluer la qualité de nouveaux vaccins (exemple à la base de l’ARNm) ou de vaccins existants grâce à l’imagerie par fluorescence et/ou par bioluminescence, ou par mesure du poids moléculaire des lipides grâce au MALDI-MSI (Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization as a Mass Spectrometry Imaging). Les critères d’évaluation sont : - La protection des vaccins développés en traitements préventifs et/ou thérapeutiques de maladies infectieuses grâce au suivi des pathogènes (bactéries/virus génétiquement modifiées) ou marqués par des molécules fluorescentes - La biodistribution et le mécanisme d’action des différentes molécules (ex : cellules, antigènes, adjuvants, anticorps, nanoparticules). Le suivi de certaines molécules d’intérêt par fluorescence est possible grâce à un fluorochrome (molécules assez petite) pouvant se greffer sur des molécules biologiques avec une perturbation nulle ou minimale de leurs propriétés physico-chimiques. Ainsi, la fluorescence peut par exemple être utilisée pour un suivi de biodistribution effectué par exemple sur des anticorps, des peptides, ou bien des acides nucléiques. L’imagerie par bioluminescence est une modalité faisant appel au génie génétique. Son principe repose sur l’intégration du gène codant pour la luciférase qui est une enzyme présente, à l’état naturel, dans des organismes tels que la luciole ou l’anémone de mer. Si ce gène est correctement intégré, les cellules vivantes exprimeront la luciférase qui, au contact de son substrat, la luciférine, donnera lieu à une réaction enzymatique émettrice de photons. Ces photons seront détectés par la caméra à haute sensibilité. Il sera alors possible de localiser et de quantifier in vivo les cellules ayant intégrées la construction luciférase.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus pour ce projet sont multiples : i) Sélection des antigènes et des adjuvants constituant le vaccin, ii) Évaluation de la biodistribution et des mécanismes d’action du vaccin, iii) Évaluation de la performance du vaccin au niveau préclinique avant les essais cliniques chez l’homme, iv) Support au développement des procédés des antigènes et des adjuvants. Ces différentes données précliniques ont pour but de supporter des essais cliniques et l’enregistrement du candidat vaccin ou l’amélioration de vaccins existants. Ces données sont généralement incluses aux différents dossiers réglementaires.
Procédures
En plus des paramètres mesurés par imagerie in vivo, des prélèvements de sang ou autres fluides biologiques (écouvillonnages nasaux, vaginaux, lavages broncho-alvéolaires, liquide cérébro-spinal, etc.) peuvent être réalisés afin d’étudier la virémie ou la bactériémie à des temps intermédiaires. Occasionnellement, différents organes et fluides physiologiques sont prélevés en fin d'étude après euthanasie des animaux pour déterminer des charges virales, bactériennes, parasitaires, l'expression d'antigènes in vivo, réponses immunes pré et post-infection etc. Occasionnellement, des animaux infectés peuvent être euthanasiés avant la fin de l'étude pour répondre à des questions particulières (imagerie ex vivo, réponses immunes précoces à l'infection contre une charge infectieuse, etc.) Concrètement, les animaux sont soumis à : - Des observations cliniques quotidiennes (observation de l’état général des animaux, des sites injectes, gonflements des ganglions, mobilité, etc.) - Des pesées quotidiennes ou hebdomadaires (contention pour mesurer l’évolution du poids corporel) - Des anesthésies volatiles quotidiennes ou hebdomadaires ou chimiques, - Des injections par différentes voies d’administration, intramusculaire de 1 à 3 injections à 1 à 4 semaines d’intervalle, intranasale de 1 à 3 injections à 1 à 4 semaines d’intervalle, sublinguale de 1 à 3 injections à 1 à 4 semaines d’intervalle, intraveineuse , intrapéritonéale - Des prélèvements de sang, d’organes (1 fois en prélèvement terminal), de fluides corporels (urine, salive), fèces etc. - Des euthanasies en phase terminale effectuées sous anesthésies par du personnel spécifiquement formé et selon la procédure en vigueur.
Impact sur les animaux
Le projet consiste en l’administration d’un ou plusieurs antigènes marqués ou non et si nécessaire d’un adjuvant marqué ou non. Les produits sont en général bien tolérés. Aucune réaction systémique n’est attendue. Quelques réactions locales (rougeur, nodule, abcès froid) sont possibles.
Devenir
Certaines procédures nécessitent de l’imagerie ex vivo sur des organes spécifiques ce qui implique une euthanasie des animaux. Les autres animaux peuvent être réutilisés, replacés ou adoptés.
Remplacement
Des essais in vitro sont également utilisés pour déterminer les seuils de détection in vitro et ex vivo des appareils d’imagerie, ils apportent des données complémentaires mais, à ce jour, ne peuvent se substituer aux essais in vivo sur des organismes entiers.
Réduction
Les schémas expérimentaux de ce projet feront l’objet d’une revue par des biostatisticiens, afin de calculer au plus juste le nombre d’animaux nécessaire. Il est à noter que l’imagerie in vivo permet un suivi longitudinal sur une durée définie de chaque animal qui est par conséquent son propre témoin, ce qui permet de réduire considérablement le nombre d’animaux par étude. En effet, en se basant sur les études effectuées au cours des 5 dernières années, maximum 1000 souris par an seront dédiées aux études de biodistribution et de criblage des molécules, antigènes etc. Environ 50 souris par groupe avec 2 à 4 groupes par étude et 4 à 5 études par an. De plus, maximum 600 souris par an seront utilisées pour les autres études, par exemple, mécanisme d’action et la formation et preuve de concept. Maximum 60 hamsters et 40 rats par an seront dédiés à des études avec des agents pathogènes. Pour ces études 4 à 6 animaux par groupe seront utilisés avec 3 à 4 groupes par étude. Maximum 2 à 3 études par an seront réalisées. Maximum 20 lapins par an seront utilisé pour des recherches spécifiques d’inflammation. Pour ces tests 3 à 5 animaux par groupe avec 1 à 2 groupes par étude sont prévus. Une à deux études par an seront effectuées pour ces recherches spécifiques. Concernant les miniporcs et les PNH, nous allons effectuer deux études maximums par an et par espèce. Ces études rares seront dédiées pour étudier les mécanismes d’action de certaines molécules spécifiques ainsi que l’immunogénicité de ces molécules chez ces espèces. Quatre à six animaux par groupe avec 1 ou 2 groupes par étude sont prévus.
Raffinement
Pour les procédures ou d’effets indésirables sont attendus, des points limites sont mis en place afin d’éviter aux animaux toutes atteintes potentielles à leur bien être tout au long des dites procédures. Les animaux sont hébergés en groupe dans des cages contenant des dispositifs d’enrichissement. Les locaux utilisés sont conformes aux standards réglementaires et suivis par un personnel spécifiquement formé. De plus, le raffinement réside dans deux caractéristiques principales. Tout d’abord, dans la majorité des cas, cette technique est non invasive puisque les souris sont simplement anesthésiées pendant une courte durée lors des acquisitions d’images et réchauffées grâce à un plateau chauffant afin d’éviter les risques d’hypothermie. D’autre part, la sensibilité des appareils d’imagerie in vivo permet de diminuer les doses de pathogènes administrées aux animaux par rapport aux modèles classiques.
Choix des espèces
L’imagerie préclinique in vivo est une technique initialement adaptée au petit animal (principalement la souris et les rats/hamster avec un poids inférieur à 200g). Ceci est dû à la détection difficile du signal lumineux dans les tissus profonds des animaux de plus grande taille. Néanmoins, de nouvelles techniques semi-invasives permettent d’étendre le champ d’application de l’imagerie in vivo à des espèces plus grandes (ex : lapin, miniporc, macaque) et font l’objet d’une procédure spécifique. Le modèle animal utilisé est sélectionné également en fonction des antigènes évalués, du type de réponse immune analysé et des données de la littérature ou des connaissances scientifiques. D’autre part, certaines espèces animales sont sensibles aux pathogènes d’intérêt et d’autres non. D’autres aspects techniques sont aussi à prendre en compte : taille des animaux (voie ou volume des administrations, volume de prélèvement…), disponibilité des outils immunologiques adaptés à l’espèce (cytokines, marqueurs cellulaires…). Les souris mutantes ou transgéniques constituent dans certains cas une opportunité unique pour étudier les mécanismes d’actions et les voies associées à la réponse immunitaire.
Elevage de lignées de souris génétiquement modifiées et biopsies pour leur génotypage
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
12 000 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, une partie tuée et environ 200 réutilisées. Chaque animal subit le prélèvement d'un millimètre de queue sous anesthésie locale pour son génotypage, avant le sevrage. Le porteur indique que les souris au génotype recherché rejoignent d'autres procédures, tandis que celles sans intérêt sont réutilisées ou tuées. Il reconnaît qu'aucune méthode de génotypage moins invasive, comme la PCR sur poils, ne donne à ce jour de résultats exploitables dans son établissement.
Objectifs
Le projet consiste à produire des souris génétiquement modifiées qui nécessitent un prélèvement d'un petit bout de la queue (1mm maximum) afin de connaitre leur génétique et savoir si elles seront utilisables pour les projet de recherche ou non.
Bénéfices attendus
Raffiner la production de souris génétiquement modifiées en prenant en charge la douleur ressentie lors de l'acte de biopsie pour génotypage.
Procédures
Identification et prélèvement d'un petit bout de la queue pour caractérisation des souris (moins d'une minute).
Impact sur les animaux
Lors de l'acte de prélèvement d'un bout de queue les animaux peuvent ressentir de la douleur. C'est pourquoi nous réalisons cet acte sous anesthésie locale.
Devenir
Les animaux présantant un génotype d'intérêt seront utilisés dans des procédures expérimentales de notre établissement en utilisation continue. Les animaux dont le génotype n’a pas d’intérêt pour les projets expérimentaux initiaux seront soit réutilisés pour d’autres projets expérimentaux quand c’est possible, soit euthanasiés.
Remplacement
Différentes stratégies de remplacement peuvent être appliquées par les chercheurs en amont de l'élevage des souris (expériences préparatoires in vitro, modélisations, veille scientifique) ou en aval des expérimentations (modélisation, raffinement des méthodes statistiques). Pour ce projet précis, il n'est pas possible de remplacer l'élevage de lignées de souris car ces animaux correspondent au coeur-même des projets des utilisateurs. Pour le moment, aucune autre méthode de biopsie pour génotypage moins invasive fonctionne. En effet, les protocoles de génotypage par PCR sur des poils ne nous ont toujours pas permis d'obtenir des résultats exploitables pour déterminer le génotype de nos animaux. Mais nous sommes toujours dans le recherche d'un nouveau protocole et nous ne manquerons pas de changer pour une méthode de biopsie moins invasive dès que possible.
Réduction
La réduction en pratique d'élevage nécessite une optimisation de l'âge des animaux géniteurs afin d'obtenir la plus grande descendance avec un minimum de cages d'accouplement. Elle nécessite aussi un choix approprié des génotypes des géniteurs (choix du mâle vs femelle; utilisation hétéro/homozygote, etc). La production sera rationnalisée par l’établissement de programmes d’élevage afin de ne pas produire plus d'animaux que nécessaire pour la production de lots expérimentaux.
Raffinement
Le raffinement des conditions d'élevage se traduit par un enrichissement des cages de production et de stabulation des animaux (batonnets de coton, maison en carton, mise à disposition de l'aliment et/ou de la source hydratée sur la litière si besoin , etc... adaptation du nombre d'animaux / cage). Immédiatement avant l'acte de prélèvement du bout de la queue (1mm maximum), la pulvérisation d'un anesthésique sera effectuée sur la queue de l'animal afin de réduire au maximum toute douleur pouvant être ressentie. Une infection au niveau du site de biopsie serait le point seul point limite pouvant être atteint. Il s'agit ici d'une anticipation d'une potentielle infection car le cas ne nous est jamais arrivé, bien que nous réalisons ce geste sur un grand nombre d'animaux. Si cela devait nous arriver, nous désinfecterions la plaie avec de la povidone iodée (Vétédine) dans un premier temps et si l'état de l'animal ne s'améliore pas alors nous euthanasierons l'animal afin de stopper ses souffrances.
Choix des espèces
La souris est un animal permettant un grande variété de techniques génétiques permettant d'établir des relations entre gènes, fonctions, comportements et pathologies. L'acte de biopsie d'un bout de queue est réalisé sur les nouveau nés, ceci afin de pouvoir les génotyper avant le sevrage dans une optique de réduction.
Nouvelles molécules impliquées dans le dialogue entre intestin et son microbiote : rôles dans le maintien de la santé intestinale
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
900 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère pour 680 d'entre elles et léger pour 220. Une colite est provoquée par du dextran sulfate de sodium ou des injections d'anticorps, puis les animaux, y compris des souriceaux, reçoivent des gavages répétés de micro-ARN, d'anti-inflammatoire ou de microbiote. Le porteur indique que la colite entraîne diarrhées et perte de poids et que les gavages stressent les animaux, notamment les nouveau-nés. Il affirme que la dynamique des maladies inflammatoires de l'intestin ne peut être imitée in vitro ou in silico.
Objectifs
Le côlon est un organe qui héberge une communauté complexe de microorganismes que l’on appelle microbiote. Des modifications du microbiote, sont observées et impliquées dans de nombreuses pathologies et notamment les MICI (Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin qui comprennent la maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique), caractérisées par une inflammation chronique de la paroi du tube digestif. C’est pourquoi, un dialogue permanent entre l’hôte et le microbiote est essentiel dans le maintien de l’équilibre fonctionnel de l’intestin (homéostasie intestinale). En plus de la présence du microbiote, le contenu intestinal recèle d’autres éléments dont les micro-ARN (ou miARN, petites molécules présentes dans les cellules et qui freinent l’expression des gènes). Les miARN circulants (sanguins) ont récemment été étudiés pour leur rôle de marqueur de l’inflammation dans la colite expérimentale chez la souris et dans les MICI chez l’homme. De plus, des données nouvelles de la littérature scientifique ont mis en évidence que les niveaux d’accumulation de certains miARN contenus dans les selles (miARN fécaux) étaient affectés par la présence et la nature du microbiote. Le rôle déjà établi des miARN au niveau de nombreuses fonctions physiologiques dans l’organisme et la proximité des miARN fécaux avec les bactéries du microbiote laissent penser que les miARN et les bactéries du tube digestif peuvent interagir et influencer l’état de santé intestinal. L’objectif principal de notre projet est d’étudier le rôle des miARN présents dans le contenu intestinal, leur rôle comme intermédiaire entre l’hôte et le microbiote et leur potentiel anti-inflammatoire. Nous chercherons à comprendre le dialogue entre miARN et microbiote et les rôles respectifs de chacun dans l’inflammation intestinale.
Bénéfices attendus
Nos travaux contribueront à la compréhension des mécanismes par lesquelles les miARN et le microbiote interagissent et nous permettrons de mettre en évidence de nouveaux outils thérapeutiques, les miARN, pour le traitement des maladies humaines associées à l'inflammation chronique, en particulier les maladies inflammatoires de l'intestin (MICI).
Procédures
Les animaux seront soumis à une ou plusieurs de ces interventions ayant pour but soit de créer de la colite chez les souris soit de la traiter, ou alors de suivre l’évolution de la colite et du microbiote chez chaque animal : - Les fèces seront récoltés en disposant les animaux dans des petites boîtes en plastique pendant 30 à 60 min. Après que les animaux aient fait naturellement leurs besoins, ils seront replacés dans leur cage d’origine. - Un ou des gavages (selon la procédure : de miARN, de l’anti-inflammatoire 5-ASA ou de microbiote) seront effectués à l’aide d’une sonde souple non traumatique sur animal éveillé soit une fois par semaine pendant 10 semaines soit une fois par jour pendant 1 semaine. Chaque gavage dure environ 10 secondes. - 1 gavage par jour sera effectué à l’aide d’une sonde souple non traumatique sur des souriceaux de 7 à 10 jours. Chaque gavage dure environ 20 secondes. - Des injections d’anticorps anti-IL10, dans le but d’induire une colite, seront réalisées dans l’abdomen (4 injections au total : 1 par semaine pendant 4 semaines) des animaux éveillés. Chaque injection dure environ 10 secondes. - Les prélèvements de sang seront réalisés uniquement sur des animaux anesthésiés juste d’être euthanasié soit un seul prélèvement par animal. Ce geste dure environ 1 minute.
Impact sur les animaux
Des nuisances seront générées chez les animaux soumis à un traitement Dextran Sodium Sulfate, qui induit la colite. Les effets de la colite chez la souris sont l’apparition de diarrhées et une perte de poids. Il est aussi reconnu que les gavages utilisés par ailleurs dans certaines procédures, peuvent induire un stress chez les animaux. Le gavage des souriceaux est reconnu comme pouvant occasionner un stress supplémentaire aux souriceaux lié à la manipulation et la contention de nouveaux nés.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l'issue de chaque procédure afin de collecter les organes en post-mortem pour analyse ultérieure.
Remplacement
Les modèles cellulaires ou la modélisation informatique ne permet pas d’imiter la dynamique de la progression des MICI. Les conséquences liées à la maladie peuvent être validées uniquement dans des modèles qui présentent la véritable pathologie dans des conditions identiques/similaires à celles qui surviennent chez l'homme ou l’animal. Les expériences exploratoires ne peuvent pas être réalisées directement sur les sujets humains en raison des méthodes et procédures invasives et de l'incertitude des résultats. L’utilisation de l’animal permet d'analyser les mécanismes des MICI au niveau de l'organe et des cellules, de tester l'efficacité des traitements et d’évaluer leur risque relatif avant qu'ils ne soient testés sur des sujets humains. Comprendre comment les miARNs peuvent moduler l'inflammation intestinale permettra à terme le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques au bénéfice des patients atteints de MICI.
Réduction
Ces travaux s’inscrivent dans la continuité d’un projet de recherche et de travaux précédemment publiés. Des précedents travaux ainsi que des expérimentations préliminaires, ont donc permis d’établir un nombre optimal d’animaux par groupe et réduit au maximum pour obtenir des résultats interprétables. De plus, l’utilisation d’un logiciel, a permis de définir le nombre d’animaux nécessaires et suffisants pour avoir des résultats reproductibles et significatifs. Les données obtenues seront traitées en utilisant des tests statistiques.
Raffinement
Les souris seront surveillées quotidiennement pendant toute la durée du protocole par du personnel compétent. Les mesures nécessaires à la prise en charge de la douleur potentielle des souris avec colite seront adaptées en fonction de l’état des animaux (analgésie et suivi des signes de mieux/mal être avant et après le traitement). Les effets du traitement seront contrôlés par une surveillance selon un score standardisé. Ce score (prenant en compte la variation du poids de l’animal, son apparence externe, les signes cliniques mesurables et le changement de comportement) correspond à une grille d’évaluation clinique permettant de prendre des mesures progressives (points limites) en fonction de l’élévation du score (augmentation de la fréquence des observations, administration de solution saline pour lutter contre la déshydratation, administration d'antalgiques pouvant être renouvelé toutes les 12h, euthanasie précoce). Ainsi, le protocole expérimental pourra être atténué voire suspendu en cas de mauvaise tolérance ou de souffrance des animaux. L’environnement des animaux sera enrichi afin de leur permettre d’avoir un comportement le plus naturel possible (cotons, maisons, cycle jour/nuit).
Choix des espèces
Des souris qui présentent des colites ou des lésions similaires aux MICI humaines de façon à imiter le développement, les symptômes et les complications de la maladie sont indispensables pour la réalisation de ce projet. Notons que les miARNs sont les mêmes chez la souris et l'Homme et que des travaux antérieurs de la littérature scientifique ont validé l'utilisation de souris comme modèle animal pour l'étude de la colite, et l'inflammation. Enfin, de nombreux réactifs et outils de recherche, nécessaires à cette recherche, sont spécifiques et ont été validés dans cette espèce. Les souris utilisées pour les expériences auront de 7 jours à 112 jours de vie. Ceci correspond à l’âge optimal pour obtenir la meilleure reproductibilité de la colite et a été décidé en fonction de travaux antérieurs utilisant des modèles de colite murine.
Diminution des comportements sexuels délétères chez les porcs mâles non castrés à l’aide d’une plante
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
36 porcs mâles vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis remis dans le circuit d'élevage. Chaque animal subit une immobilisation au lasso de quelques secondes pour une prise de sang unique, afin de mesurer l'effet d'une poudre de gattilier sur la testostérone et les comportements sexuels. Le porteur indique que l'immobilisation et le prélèvement provoquent une douleur faible et brève. Il vise à réduire les chevauchements entre porcs non castrés en engraissement et affirme que l'étude du comportement ne peut être remplacée par une approche in vitro.
Objectifs
Depuis le 1er janvier 2022, la castration à vif des porcelets est interdite, leur castration doit être réalisée sous anesthésie et analgésie. Certains éleveurs font le choix d’élever des porcs mâles non castrés, mais ils peuvent être confrontés à des problèmes comportementaux. En effet, la production d’hormones sexuelles augmente avec le développement pubertaire au cours de la phase d’engraissement. Ces hormones stimulent le comportement sexuel et peuvent induire des chevauchements qui conduisent parfois à des chutes, des boiteries, et des paralysies partielles de l’arrière-train dans les rares cas extrêmes. L’augmentation de l’espace et l’enrichissement du milieu comme c’est le cas en système biologique ne permettent pas de réduire totalement ces comportements de chevauchement. Notre objectif est de tester les effets des fruits du gattilier réduits en poudre distribués sur la ration alimentaire. Le gattilier ou « Chastetree » (nom scientifique : Vitex agnus-castus) est une plante méditerranéenne connue dès le Moyen-âge pour réduire la libido des moines (effet anaphrodisiaque). Les fruits du gattilier sont autorisés en tant que matières premières pour l’alimentation animale. L’objectif de ce projet est d’étudier l’effet sur le comportement des porcs et les concentrations plasmatiques de testostérone d’une dose croissante de gattilier au cours de la croissance des porcs (afin de conserver le ratio quantité de gattilier/poids vif).
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de vérifier si la distribution de doses croissantes de l’aliment testé (poudre de fruits de gattilier) à des porcs mâles non castrés en engraissement permet de diminuer les comportements sexuels délétères par des analyses physiologiques du comportement et des concentrations de testostérone et d’objectiver les effets de cette plante autorisée pour l’alimentation animale en vue d'une application en élevage.
Procédures
Ce projet comporte une prise de sang en condition vigile pour 36 porcs en fin d’engraissement lors d’une immobilisation au lasso. La phase d’immobilisation pour la prise de sang est très courte et dure 7 secondes en moyenne et dans tous les cas moins de 30 secondes.
Impact sur les animaux
L'immobilisation au lasso et la prise de sang provoquent une douleur de faible intensité, transitoire et de courte durée.
Devenir
Tous les animaux sont gardés en vie et remis dans le circuit classique d'élevage porcin.
Remplacement
Le projet concernant le comportement sexuel du porc en croissance, son utilisation ne peut être remplacée par une approche in vitro ou de modélisation.
Réduction
Le nombre de porcs a été limité à 2 lots de 18 porcs qui auront une prise de sang car cet effectif permettra de réaliser un test statistique pour comparer le niveau de testostérone entre le lot témoin et le lot traité.
Raffinement
Les prises de sang seront réalisées par du personnel expérimenté. Tous les animaux seront élevés en conditions biologiques (accès à des surfaces paillées de 1.3 mètres carrés par animal et courettes de 1 mètre carré par animal avec un enrichissement par de la paille à disposition). Les animaux seront surveillés quotidiennement et des points limites ont été définis permettant une action dans les plus brefs délais.
Choix des espèces
Ce projet a pour objectif d’étudier le comportement des porcs à l’engraissement, nous utiliserons donc l’espèce porcine. Nous utiliserons les animaux en fin d’engraissement à 170 jours d’âge afin de voir l’effet de l’aliment sur les taux de testostérone qui augmentent au cours de la puberté.
Travaux pratiques en écologie et évolution des interactions hôte-parasite chez le pigeon urbain (Columbia livia)
- Enseignement supérieur
150 pigeons des villes vont être capturés puis relâchés, utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque oiseau est maintenu deux à trois semaines en volière, pesé, épouillé, soumis à une prise de sang et à une injection sous-cutanée d'un mitogène, dans le cadre de travaux pratiques de master. Le porteur indique que ces gestes n'occasionnent qu'un stress transitoire et que les individus, marqués, sont ensuite suivis pour d'autres programmes de recherche. Il affirme que les objectifs pédagogiques, dont l'apprentissage de la manipulation d'un animal vivant, ne peuvent être atteints avec des vidéos ou des cadavres.
Objectifs
Dans le cadre de la formation en Master, nous avons mis en place une session de travaux pratiques (en automne) sur la découverte des ectoparasites, des parasites intestinaux et des parasites sanguins du pigeon urbain en relation avec le phénotype (poids, sexe, couleur, immunocompétence) et l'environnement (degré d'urbanisation) de celui-ci. L'objectif de ces travaux pratiques est quadruple. Le premier est d'observer la diversité des parasites du pigeon dans différents tissus (plumes, intestin et sang) et leurs cycles de vie. Le deuxième est fondamental et vise à faire comprendre aux étudiants le rôle des facteurs phénotypiques et environnementaux sur les paramètres épidémiologiques (prévalence et intensité). Le troisième vise à leur apprendre à manipuler et à mesurer des vertébrés vivants ainsi que de réaliser une prise de sang sur ce vertébré. Le quatrième est de les sensibiliser à l'éthique en expérimentation animale en leur enseignant les rudiments en éthique animale (les 3R, la douleur, les points limites, la législation etc...). Dans ce contexte, les étudiants seront invités à manipuler un pigeon, le peser, lui mesurer les tarses, l'aile, lui peigner les plumes pour collecter les ectoparasites du plumage, lui prélever une goutte de sang afin d'identifier les parasites sanguins et lui injecter un mitogène en sous-cutané pour mesurer une valeur de l'immunocompétence.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de ces travaux pratiques sont, comme décrit précédemment, multiples. Le premier est d'observer la diversité des parasites du pigeons dans différents tissus (plumes, intestin et sang) et leurs cycles de vie. Le deuxième est fondamental et vise à faire comprendre aux étudiants le rôle des facteurs phénotypiques et environnementaux sur les paramètres épidémiologiques (prévalence et intensité). Le troisième vise à leur apprendre à manipuler et à mesurer des vertébrés vivants ainsi que de réaliser une prise de sang sur ce vertébré. Le quatrième est de les sensibiliser à l'éthique en expérimentation animale en leur enseignant les rudiments en éthique animale (les 3R, la douleur, les points limites, la législation etc...).
Procédures
Les pigeons seront capturés en condition naturelle avec une épuisette raquette, placés en volière 2 semaines avant la procédure et seront soumis à 3 interventions sur animaux vigiles: la première constitue des mesures morphométriques et un épouillage par une contention spécifique (20 minutes), la deuxième est une prise de sang unique par individu (5 minutes) et la troisième est une injection unique en sous-cutané d'un mitogène (5 minutes). Ces interventions seront effectuées les unes après les autres et dureront moins de 30 minutes par individu. A l'issue de cette procédure (2 jours de TP) et donc après moins de 3 semaines en volières, les pigeons seront relâchés à l'endroit où ils ont été capturés.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues concernent principalement le stress de la capture de la manipulation, du brossage, de la prise de sang et de l'injection et d'un environnement non adapté lors du transport. Ces nuisances ne durent que le temps de la manipulation ou du transport et n'engendrent aucun effet indésirable. En effet, dans nos précédentes études, les pigeons se remettent rapidement de telles interventions et reprennent des comportements normaux (alimentation, lissage des plumes, reproduction et interactions sociales).
Devenir
A la fin de la procédure, les pigeons seront replacés dans les volières avant d'être relâchés dans leur milieu de capture. En effet, l'ensemble des procédures étant légères, elles n'impactent pas la survie et la reproduction des individus en conditions naturelles. De plus les individus sont marqués, cela nous permet de suivre ces individus dans le temps afin d'estimer leurs survies pour nos programmes de recherche sans avoir à en recapturer. Nous mutualisons donc ces animaux à des fins de recherche.
Remplacement
Afin d'atteindre les objectifs pédagogiques qui se focalisent sur une population de vertébré en conditions naturelles, le recours à des animaux est nécessaire et il n'y a pas moyen de le remplacer. En effet, il est impossible d'estimer la variabilité entre individus en prévalence et abondance de parasites et en immunocompétence à l'aide de vidéos, de mannequins ou de cadavres. De plus, l'objectif pédagogique vise également l'apprentissage de la manipulation d'un animal vivant. Ces objectifs ne sont atteignables qu'en utilisant des animaux vivants. Dans ce contexte, le pigeon biset Columba livia apparaît comme étant un modèle animal idéal pour étudier les mécanismes écologiques et évolutifs en milieu urbain. En effet, c’est un oiseau issu d’élevage domestique relâché par l’homme par le passé qui s’est installé dans les zones urbaines et qui est, a priori, soumis à de fortes pressions évolutives. De par ses grandes facilités d’adaptation, il constitue le modèle vertébré « sauvage » le plus répandu en zone urbaine. Son étude permet d’une part de dégager des principes généraux et fondamentaux en écologie urbaine et en évolution en milieu urbain et d'autre part d'étudier les différents parasites qu'il héberge. La variabilité individuelle des pigeons peut être caractérisée facilement par des étudiants (coloration, comportement, immunocompétence, mesure morphométrique) grâce à des protocoles mis au point dans notre laboratoire et l'identification de nombreux parasites est accessible. Toutes ces caractéristiques en font un modèle idéal pour enseigner de manière pratique toutes les approches évolutive, écologique et éco-épidémiologique. De plus, cette espèce est très répandue et ne constitue pas une espèce menacée d’extinction.
Réduction
Nous échantillonnerons 30 pigeons par an (30 par TP sur 5 ans donc 150 au total) que nous maintiendrons en captivité dans les volières. Les promotions d'étudiants sont autour de 20 pour les TPs. Cet effectif nous permettra d'avoir au moins un pigeon par étudiant. En mutualisant les données, il sera également possible de tester des relations entre les variables individuelles et les variables épidémiologiques avec une bonne puissance statistique. En nous basant sur les TPs précédents, les tests de puissance révèlent par exemple qu'un effectif de 30 permet de détecter une corrélation significative entre la couleur mélanique et l'immunocompétence. Ceci correspond donc à un effectif minimum permettant à la fois d'avoir une puissance statistique pour détecter les relations et de faire manipuler l'ensemble des étudiants.
Raffinement
Pendant ces 3 semaines, les pigeons seront hébergés en volière extérieure en grillage galvanisé, divisée en 16 compartiments et couverte en partie par un toit en tôle. Les compartiments sont plus longs que larges, ce qui permet aux individus d’effectuer de brefs vols. Chaque compartiment est enrichi de 6 nichoirs, de 4 perchoirs en bambou, une mangeoire, un abreuvoir d’eau et une baignoire. Tous ces enrichissements permettent de réduire le stress de la captivité. Aucune médication n'est prévue dans le cadre de cette procédure (pas d'acte invasif) mais une surveillance attentive permet de suivre les animaux de manière ciblée. De plus, cette procédure repose sur une équipe technique et pédagogique ayant une expérience sur le pigeon de plus de 15 ans. Lors du déroulement du projet, nous avons également identifié des points limites. En effet, dans le cas où nous détectons un comportement anormal, des signes d'infection, une perte de masse de plus de 30 pourcent, ou une blessure conséquente à la procédure (ces informations sont donc les points limites), les individus seront alors exclus des procédures et isolés en quarantaine. Le vétérinaire sera alors contacté pour soigner ou euthanasier l'individu.
Choix des espèces
Le pigeon biset Columba livia apparaît comme étant un modèle animal idéal pour étudier les mécanismes écologiques et évolutifs en milieu urbain. En effet, c’est un oiseau issu d’élevage domestique relâché par l’homme par le passé qui s’est installé dans les zones urbaines et qui est, a priori, soumis à de fortes pressions évolutives. De par ses grandes facilités d’adaptation, il constitue le modèle vertébré « sauvage » le plus répandu en zone urbaine. La variabilité individuelle des pigeons peut être caractérisée facilement par des étudiants (coloration, comportement, immunocompétence, mesure morphométrique) grâce à des protocoles mis au point dans notre laboratoire et l'identification de nombreux parasite est accessible. Toutes ces caractéristiques en font un modèle idéal pour enseigner de manière pratique toutes les approches évolutive, écologique et éco-épidémiologique. De plus, cette espèce est très répandue et ne constitue pas une espèce menacée d’extinction. Les pigeons échantillonnés seront tous adultes (jeunes adultes entre 4 et 8 mois ou adultes de plus de 8 mois). Les adultes sont, d'une part, moins sensibles au stress de la procédure que les juvéniles et, d'autre part, présentent une variabilité en parasites plus importantes que les juvéniles. Ils sont donc plus adaptés à l'objectif scientifique du TP qui vise à expliquer la variabilité de la prévalence et l'abondance des parasites par différentes variables individuelles.
Cartographie moléculaire et fonctionnelle des neurones hypothalamiques dans l’obésité
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
1 440 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent un gavage oral de tamoxifène une fois par jour pendant cinq jours avant d'être tuées pour prélever le cerveau, afin de cartographier des neurones de l'hypothalamus impliqués dans l'obésité. Le porteur décrit l'immobilisation du gavage comme une source de stress qu'il atténue en enrobant la canule de sucrose. Il situe les retombées contre l'obésité à long terme et affirme qu'aucun modèle in vitro ou informatique ne peut remplacer l'animal pour mesurer le comportement alimentaire.
Objectifs
L'obésité est un problème mondial, touchant plus de 13% de la population et entraînant des comorbidités graves telles que le diabète, l'hypertension et les maladies cardiaques. Cette condition résulte principalement de troubles de la balance énergétique. Cependant, les thérapies actuelles ont des limites en termes d'efficacité à long terme. Pour développer de nouvelles stratégies, il est essentiel de comprendre les mécanismes biologiques régulant la balance énergétique. Dans ce contexte, il existe dans notre cerveau des neurones capables de détecter différents nutriments issus de l’alimentation, afin d’adapter nos choix alimentaires. Certains de ces neurones ont longtemps été considérés comme responsables de la satiété, mais des études récentes ont dévoilé leur grande hétérogénéité. L'objectif est d'identifier ces sous-populations de neurones susceptibles de dysfonctionner dans l'obésité. Pour cela, une caractérisation anatomique, électrophysiologique et fonctionnelle sera entreprise.
Bénéfices attendus
À l’heure actuelle, l’Organisation Mondiale de la Santé estime à plus d’1 milliard le nombre de personnes obèses à travers le monde, ce qui représente un problème de santé publique de la plus haute importance. Malheureusement, les traitements disponibles à l’heure actuelle ne sont que peu efficaces pour lutter contre cette pathologie, et seules des techniques extrêmement invasives comme la chirurgie bariatrique permettent une perte de poids durable (sans garantie de succès systématique). Il est donc crucial d’approfondir nos connaissances sur les mécanismes biologiques participant au développement de l’obésité, dans l’espoir de fournir à l’avenir de meilleurs traitements aux personnes affectées. À court terme, notre projet apportera des informations nouvelles sur les mécanismes biologiques qui favorisent le développement de l’obésité et des comorbidités associées. En outre, il s’inscrit pleinement dans un contexte de recherche international visant à décrypter les rôles spécifiques des différentes sous-populations de "neurones de la satiété". À plus long terme, ce projet pourrait ainsi conduire à la mise au point de nouvelles approches thérapeutiques pour lutter contre l’obésité.
Procédures
Gavage oral (1440 souris) : un gavage oral sera réalisé 1 fois par jour durant 5 jours, sans anesthésie. La durée de l’administration orale de tamoxifène ne dure que 15 secondes par animal, en prenant en compte la contention de l’animal et l’administration de l’agent pharmacologique à proprement parler. La durée de l'administration de la dose d’euthanasiant quant à elle ne dure que 10 secondes à prenant en compte la contention et l’administration en elle-même.
Impact sur les animaux
Nous avons identifé un seul effet indésirable pour cette étude, un inconfort d'une courte durée pourra être ressenti par les animaux lors l'administration orale par gavage. Bien que le gavage oral soit une méthode indolore, il implique l'immobilisation totale de l'animal, ce qui pourrait induire du stress chez les souris. Pour pallier à ce stress, une semaine avant l'administration, les souris seront habituées à la procedure. De plus, la canule de gavage sera recouverte de sucrose afin de rendre cette expérience plus agréable pour les souris.
Devenir
À l’issue de la procédure, les animaux seront mis à mort et des tissus seront récupérés, pour des études réalisées post-mortem
Remplacement
Le but de ce projet est d’étudier la relation entre l’activité de certains neurones et la consommation de régime hypercalorique. Dans ce contexte, les neurones que nous étudions interagissent avec d’autres structures du cerveau mais également avec des organes périphériques qui influencent l’activité neuronale via des signaux hormonaux. Les effets que nous étudions sont donc la résultante de cette communication entre divers réseaux de neurones et la périphérie. Des interactions aussi complexes ne peuvent être modélisées in vitro, et les variables mesurées ici telles que le comportement alimentaire nécessite évidemment un animal vivant. De même, il n’existe aucun modèle informatique qui pourrait remplacer l’animal dans le cadre de cette étude.
Réduction
Nous avons utilisé un test de puissance pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaires pour obtenir des résultats exploitables statistiquement. Pour l’analyse des résultats, nous comparerons les différents groupes expérimentaux en utilisant des tests statistiques robustes. Le nombre d’animaux que nous demandons est le nombre maximal dont nous estimons avoir besoin. Si nous nous rendons compte en cours de projet que ce nombre peut encore être réduit, il le sera bien évidemment.
Raffinement
Nous avons défini différents points de raffinement tout au long de l’étude : 1) Les animaux arriveront dans la pièce d’hébergement à l’âge de 6 semaines et seront habitués pendant au moins 2 semaines. Toutes les expériences seront réalisées par du personnel formé et entraîné. Les souris seront logées dans des cages collectives pour favoriser les interactions sociales. 2) L’enrichissement des cages se compose de carrés de cellulose pour nidifier, de bâtonnets en bois pour ronger et de tunnels en carton, qui permettront aux souris de se cacher. En outre, nous utiliserons ces tunnels pour transporter les souris, qui est la méthode de manipulation la moins stressante pour ces animaux. 3) Environnement sonore : Une radio est installée dans la pièce d’hébergement afin d’atténuer l'impact des bruits extérieurs qui pourraient se produire accidentellement. 4) Des points limites précoces et terminaux appropriés ont été́ définis : ces critères prennent en compte l'apparence, l'évolution du poids, le comportement, les signes cliniques (température et respiration) et l'aspect de la plaie (le cas échéant). Des mesures conservatoires sont prévues pour chaque critère, afin de prendre en charge promptement toute modification de l’état de l’animal. Lorsqu’un point limite précoce est atteint, nous demanderons un avis vétérinaire afin d’envisager la mise en place de soins personnalisés compatibles avec le maintien de l’animal dans l’étude. En cas d’échec ou si un point limite terminal est atteint, l’animal sera retiré de l’étude et mis à mort, pour lui éviter toute souffrance que nous ne pourrions soulager.
Choix des espèces
La régulation du poids corporel et du comportement alimentaire sont depuis longtemps étudiés chez la souris, qui représente donc une espèce adaptée à ce type d’études. En effet, le cerveau contient des neurones qui sont sensibles au régime alimentaire, ce qui permet au cerveau d'être le chef d'orchestre de la balance énergétique. De plus, les lignées transgéniques dont nous avons besoin pour mener à bien ce projet ont été créées chez la souris. Enfin, la forte proximité́ biologique entre l’Homme et la souris en ce qui concerne le contrôle de la prise alimentaire fait de cette espèce un bon modèle prédictif. Les animaux seront issus de l’animalerie d’élevage. Ceux-ci seront déplacés à l’âge de 6 semaines dans notre animalerie d’expérimentation. Nous attendrons deux semaines avant de commencer toute expérimentation (traitement au tamoxifène) sur les animaux pour deux raisons. La première, est d’attendre que l’animal s’acclimate à son nouvel environnement. La deuxième, est qu’à 8 semaines nous considérons que les souris atteignent le stade adulte. Cet âge est celui auquel on estime que le crâne a fini sa croissance, ce qui nous permet d’utiliser les atlas cérébraux de référence nécessaires à de l’imagerie ou de l’électrophysiologie. Nous attendrons ensuite deux semaines afin de permettre au tamoxifène d’exercer son effet afin de permettre la visualisation de neurones impliqués dans la balance énergétique. Les animaux à 10 semaines subiront un changement de régime ; (1) soit un régime normal/standard, (2) soit un régime hypercalorique. Puis pour étudier les effets d’un régime hypercalorique à court-terme et à long-terme, nous avons choisi d’étudier 3 temps différents par de l’imagerie ou par de l’électrophysiologie : 3 semaines, 3 et 6 mois après changement de diète. Les animaux seront donc âgés de 13, 22, 34 semaines respectivement.
Développement d’un protocole d’IRM fonctionnelle à 1,5 T pour évaluer la stimulation corticale des aires auditives dans un modèle chirurgical d’implantation cochléaire électro-acoustique chez le porc juvénile
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
40 porcs juvéniles vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 14 d'entre eux et modéré pour 26. Vingt-six subissent une chirurgie d'implantation cochléaire guidée par scanner, dont treize une opération témoin dite sham, suivie d'examens d'IRM sous anesthésie. Le porteur indique que l'implantation peut provoquer des douleurs prises en charge par une analgésie morphinique, et que le transport et l'anesthésie sont sources de stress. Il vise à optimiser un dispositif de stimulation cochléaire proposé comme traitement de la surdité et affirme que l'IRM fonctionnelle ne peut être réalisée chez les patients implantés.
Objectifs
Les objectifs de ce projet sont 1) de cartographier les activations cérébrales de porcs en réponse à des stimulations auditives de différentes fréquences, puis 2) de tester un dispositif de stimulation cochléaire bimodale (acoustique et électrique) implanté chirurgicalement chez des porcs, de manière à comparer les réponses cérébrales à des stimulations auditives sonores, acoustique ou électroacoustique.
Bénéfices attendus
Ce projet devrait permettre de comprendre la manière dont le cerveau traite différents types de stimulation cochléaire par implant chirurgical et de comparer différents types de stimulation sonore (acoustique ou électroacoustique). Les résultats de ce projet permettront d'optimiser le dispositif de stimulation cochléaire proposé comme traitement de la surdité partielle ou totale.
Procédures
L’étape 1 sera réalisée sur 14 porcs juvéniles. Les animaux seront soumis à une évaluation objective de leur audition. Ils passeront initialement une IRM anatomique de référence puis une IRMf sous stimulation auditive à différentes fréquences. L’étape 2 sera réalisée sur 26 porcs juvéniles. Les animaux seront soumis à une évaluation objective de leur audition via l’enregistrement de potentiels évoqués acoustiques (PEA = réponse électrophysiologique spontanée des voies nerveuses auditives) ainsi qu’à une IRM anatomique de référence. Il sera ensuite réalisé une chirurgie d’implantation cochléaire guidée par scanographie (CT-Scan), avec 2 groupes incluant un groupe expérimental et un groupe contrôle : groupe 1 (implant cochléaire, n=13) et groupe 2 (témoin/procédure contrôle, appelée sham, n=13). Après chirurgie, réalisation d’une IRM anatomique et fonctionnelle en conditions de stimulation auditive sonore, acoustique ou électro-acoustique (modalité EAS) pour exploration des réponses cérébrales.
Impact sur les animaux
L'implantation chirurgicale d'un dispositif de stimulation cochléaire au niveau de l'oreille interne peut induire des douleurs, mais celles-ci seront prises en charge par une anesthésie et une analgésie morphinique adaptées, durant la chirurgie et en post-opératoire. Les nuisances propres à l'imagerie cérébrale sont de deux types : le premier type de nuisance concerne le transport de l'animal vers la plateforme d'imagerie, qui est réalisé dans un véhicule climatisé et spécifiquement adapté au transport d'animaux, ainsi que l'hébergement dans une animalerie inconnue qui peut induire un stress (mais les animaux sont toujours hébergés au moins par deux pour permettre les contacts sociaux) ; le second type de nuisance concerne l'anesthésie nécessaire à l'imagerie, cependant cette procédure est rapide et totalement indolore, similaire à celle précédemment réalisée pour la chirurgie (l'imagerie ne nécessite cependant aucune analgésie).
Devenir
Tous les animaux (implantés ou non avec un dispositif de stimulation cochléaire) seront mis à mort à l'issue des procédures expérimentales. Ces animaux ne seront pas réutilisés pour d'autres projets car des prélèvements biologiques seront réalisés post-mortem.
Remplacement
Ce travail ne peut être réalisé chez l’Homme. Il n’existe pas de méthode d’imagerie fonctionnelle qui permette l’enregistrement de l’activité corticale avec une discrimination spatiale et temporelle satisfaisante chez des patients implantés cochléaires. La TEP (tomographie par émission de positons) a une résolution temporelle faible et la NIRS (Spectroscopie proche infrarouge) a une résolution spatiale insuffisante. L’IRM fonctionnelle ne peut pas être utilisée chez les patients implantés car l’implant est à l’origine d’un cône d’ombre qui ne permet pas l’étude du cortex temporal et risque de démagnétiser l’implant.
Réduction
Les effectifs animaux utilisés pour cette étude (40 animaux au total, 14 pour l'étape 1 et 13 par groupe pour l'étape 2) correspondent à un effectif raisonnable pour bénéficier d’une puissance statistique appropriée aux mesures réalisées. Un effectif de 10 correspond à un minimum et nous avons prévu 3 à 4 animaux surnuméraires par groupe pour pallier d'éventuels problèmes lors de la chirurgie ou de l'imagerie.
Raffinement
Les approches d’imagerie et de chirurgie ont été choisies et optimisées de manière à être le moins invasif possible (i.e. imagerie in vivo sur animaux anesthésiés, anesthésie chirurgicale guidée par scanographie et analgésie pré- et post-opératoire pour le protocole d’implantation chirurgicale). La réduction de la douleur, de la souffrance et de l’angoisse sera effectuée de la façon suivante : - Réduction de la douleur par des approches minimalement invasives en chirurgie et imagerie (IRMf) ; - Les animaux ne seront présents dans des cages qui limitent leur mobilité que durant un temps très bref (en l’occurrence au maximum 24h lors de leur(s) passage(s) sur la plateforme d’imagerie) et des enrichissements de milieu seront fournies (jouets adaptés) ; - Lorsqu’une analgésie sera nécessaire, notamment au cours ou après la chirurgie, celle-ci fera appel aux morphiniques avec un suivi complet des fonctions vitales ; - Des observations quotidiennes de l’état général des animaux (état sanitaire, posture, refus alimentaires, etc.) seront réalisées tout au long de l’expérimentation. Les points limites suivants autorisent le personnel animalier à pratiquer une euthanasie afin de prévenir une douleur chez les animaux sans en référer au préalable au responsable de l’expérience : - Plaies et escarres suintantes toujours présentes après 5 jours de traitement - Perte musculaire significative des membres postérieurs entrainant une difficulté motrice - Difficultés motrices associées à un trouble du rythme cardiaque au repos - Douleur comprise entre un score de 10 et 15 ET (grille utilisée en interne pour évaluer la douleur sur des critères physiologiques et comportementaux – score de 0 à 15) ne disparaissant pas après un traitement morphinique - Arrêt du transit intestinal durant plus de 3 jours - Hypothermie de 37,5 ou moins - Hyperthermie ne disparaissant pas après deux antibiotiques successifs Déshydratation supérieure à 35% - pli de peau supérieur à 20 secondes - Comportement prostré et arrêt d’alimentation durant plus de 3 jours
Choix des espèces
Le modèle animal choisi est le porc juvénile en raison d’une similarité structurelle par rapport à l’humain et d’un modèle d’étude d’imagerie comparable à l’Homme. De nombreuses études ont montré que la structure de l’oreille moyenne était similaire à celle de l’humain. De plus, la cochlée du jeune porc a fait l’objet de nombreuses études ayant permis de mettre en évidence des similarités permettant l’étude de la fenestration cochléaire et la réalisation d’examen tomographique des structures cochléaires. De nombreuses études ont aussi exploré le cortex cérébral du porc, mettant en évidence des similarités de structures notamment au niveau de l’anatomie des circonvolutions et de la vascularisation. Les animaux utilisés seront des porcs juvéniles (2 mois en début d’expérience) puisqu’il s’agit du meilleur compromis en termes de taille d'animaux et de résolution spatiale. Des porcs juvéniles de 30-40 kg sont plus petits et donc plus facilement manipulables que des porcs conventionnels adultes, mais la taille de leur crâne et de leur cerveau est suffisante pour les imageries et la mise en place de l’écouteur dans le conduit auditif externe. L’âge suffisamment jeune permettra aussi de s’affranchir des problèmes de presbyacousie.
Création, maintien et production pour l’expérimentation de la lignée de souris gain de fonction de STING (GOF) sur fond p53 KO
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
1407 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans un élevage impliquant un niveau de souffrance léger pour 480 d'entre elles et modéré pour 927. Porteuses de mutations affectant le système immunitaire, elles sont génotypées par poinçonnage de l'oreille et développent un déficit immunitaire, une croissance réduite et des tumeurs à partir de trois à six mois. Le porteur indique que chaque animal est tué dès qu'il atteint le point limite fixé, et que les souris sont ensuite envoyées vers un laboratoire pour y être tuées par dislocation cervicale et prélevées, celles non utilisées servant aux croisements ou étant tuées. Il affirme que l'étude des réponses immunitaires impose un modèle in vivo et écarte les modèles in vitro.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de mieux comprendre les mécanismes d’une mutation génétique (mutation 1) impactant les fonctions lymphocytaires ce qui conduit à induire un déficit immunitaire chez les souris.
Bénéfices attendus
Les souris porteuses de la mutation étudiée dans ce projet (mutation 1, lignée 1) présentent une baisse du taux de lymphocytes. Nous émettons l’hypothèse que cette baisse de lymphocytes est du à l’action d’une protéine impliquée dans la mort cellulaire. Ainsi nous proposons de croiser les souris porteuses de la mutation causant la baisse de lymphocytes avec une seconde lignée (mutation 2, lignée 2) déficitaire pour la protéine impliquée dans la mort cellulaire. Ces données pourraient permettre de mieux comprendre certains traits de la maladie chez les patients porteurs de la mutation étudiée dans ce projet, et ainsi bénéficier aux patients.
Procédures
Afin de réaliser le génotypage, un poinçonnage de l’oreille sera effectué. Cette méthode consiste à prélever un petit échantillon de tissu sur la périphérie du pavillon de l’oreille où le tissu est le plus mince, à l’aide d’un poinçon.
Impact sur les animaux
Les souris porteuses de la mutation étudiée dans ce projet développent un déficit immunitaire à phénotype dommageable avec une croissance moins importante, une modification de l’aspect général et du comportement de l’animal, et une mortalité accrue à partir de l’âge de 6 mois. Les souris déficitaires pour la protéine impliquée dans la mort cellulaire développent des tumeurs à partir de 3-6 mois en moyenne lorsque la mutation est homozygote, et 10 mois lorsque la mutation est hétérozygote. Les souris seront prélevées à l'oreille pour le génotypage.
Devenir
Les animaux seront envoyés au laboratoire de l'expérimentateur pour expérimentation (prélèvement des organes lymphoïdes après mis à mort par dislocation cervicale). Les animaux non expédiés seront utilisés pour les croisements ou mis à mort si pas utilisables dans les schémas d’accouplements .
Remplacement
La règle du remplacement n'est pas applicable ici : en effet, nous devons avoir recours à un modèle in vivo afin d'étudier les réponses immunes qui mettent en jeu des coopérations cellulaires multiples dans les organes lymphoïdes tels que la moelle osseuse, le thymus et la rate. Pour ces raisons, nous ne pouvons avoir recours à des modèles in vitro. En ce qui concerne les modèles in vivo, la souris est le modèle approprié afin d'étudier les fonctions du système immunitaire, car les connaissances chez la souris sont très développées dans le domaine de l'immunité.
Réduction
Afin de respecter la règle des 3R, une réduction du nombre d'animaux utilisés est appliquée pour répondre aux différentes questions du projet scientifique. Un nombre total de animaux est nécessaire et comprend les animaux pour accouplements et les animaux issus des accouplements et nécessaires pour l’expérimentation pour le projet scientifique associé.
Raffinement
Les souris seront hébergées en groupes sociaux dans des cages de taille réglementaire (6 maximum par cage) comportant des enrichissements (nids). Tous les animaux porteurs de la mutation 1 avec ou sans la mutation 2, susceptibles de développer le phénotype dommageable à partir de 4 semaines seront suivis à partir du sevrage (entre 3 et 4 semaines), jusqu'à leur envoi pour l'expérimentation entre 2 et 3 mois d'âge (ou leur mise à mort). Une observation individuelle sera réalisée chaque jour de la semaine selon la grille de scoring décrite dans la procédure 1. Les animaux ayant un score total de 1 seront ainsi suivis deux fois par jour, les croquettes humides seront déposées au fond de la cage pour faciliter leur alimentation/hydratation et ils seront mis à mort s’ils maintiennent le score de 1 après 2 jours. Chaque animal sera mis à mort dès que le score total de 2 (point limite) est atteint. Afin de limiter au maximum le nombre d’animaux atteignant le point limite, les accouplements se feront vers 2 mois d'âge, seront gardés pour environ 3 portées consécutives et les mâles seront mis à mort avant 4 mois. Selon la littérature, le phénotype des souris hétérozygotes pour la mutation 2 est atténué par rapport aux souris homozygotes, et apparait vers 10 mois. La grille de scoring avec les points limites décrite dans la procédure 2 sera ainsi appliquée tous les jours à partir de l'âge de 9 mois lors de l'observation individuelle, et ces souris ne seront pas gardées au delà de l'âge de 10 mois pour éviter l'apparition du phénotype. Dans les deux procédures, l'observation quotidienne sera effectuée à travers la cage pour éviter autant que possible de déranger l'animal. Dans le cas où une anomalie est observée (score total supérieur à 0) ou si les animaux ne sont pas entièrement visibles à travers la cage, les cages seront ouvertes et, si besoin, les animaux seront prélevés pour une observation détaillée. Les scores seront enregistrés dans la grille de scoring accessible sous format papier à proximité des cages hébergeant ces animaux. Les personnels effectuant les visites le weekend seront informés de l'emplacement de la grille et une affiche avec le numéro de projet APAFiS sera placée sur les portoirs ventilés. La production des animaux sera planifiée et suivie par l'expérimentateur et les zootechniciens de l’EU pour limiter le nombre des animaux générés au strict nécessaire.
Choix des espèces
En ce qui concerne l’espèce choisie, la souris est le modèle approprié afin d'étudier les fonctions du système immunitaire impliquant la coopération cellulaire dans un organisme entier. Les connaissances chez la souris étant très développées, en particulier dans le domaine de l’immunité, pour lequel de nombreux modèles d’analyses et de nombreux réactifs (anticorps, notamment) sont disponibles, en font un modèle approprié pour mener à bien nos analyses. Adulte, en âge de procréer pour maintenir l’élevage. Les animaux envoyés pour expérimentations auront un âge minimum de 2 mois (âge moyen d’atteinte d’un système immunitaire mature chez les souris contrôles) et maximum de 3 mois (développement de tumeurs à partir de 3-6 mois).