Procédures légères

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Souris : 780
Rats : 780
Souffrances
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1 560 souris et rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Chaque animal reçoit une administration unique d'un composé par voie orale, intrapéritonéale ou intraveineuse, subit jusqu'à deux prélèvements de sang au sinus rétro-orbitaire sous anesthésie, puis est tué et exsanguiné par perfusion intracardiaque, pour mesurer le devenir des molécules dans l'organisme avant leur passage vers des programmes ciblés. Le porteur décrit un projet "généraliste" en amont, servant de filtre de sélection des molécules, et estime les nuisances faibles hormis une éventuelle toxicité aiguë. Sur le remplacement, il concède que des tests in vitro miment la métabolisation hépatique mais conclut que le modèle animal est "incontournable" pour la pharmacocinétique.

Objectifs

Les propriétés physico-chimiques des composés étudiés leur confèrent des propriétés pharmacocinétique et pharmacodynamique in vivo. Pour étudier l’efficacité pharmacologique des molécules dans un modèle donné ou dans une pathologie précise, il est nécessaire de savoir comment la molécule se comporte une fois administrée à un organisme vivant. C'est-à-dire quelle sera son impact et son devenir dans un organisme dans lequel elle est administrée. Le projet décrit ici a donc pour objectif de détailler des procédures de pharmacocinétiques expérimentales préalables au développement des molécules innovantes dans diverses pathologies. Pour être efficaces, les molécules doivent pouvoir atteindre leur cible, une fois administrées, car les molécules subissent une métabolisation ou une dégradation puis une élimination, la voie d’administration sera donc aussi un facteur essentiel sur la biodisponibilité de la molécule dans l’organisme. Ce projet « généraliste » se place donc en amont de nos programmes de recherches spécifiquement dédiés à une pathologie, il est composé de procédures expérimentales standardisée (voies IP, IV ou PO chez rats et souris) pour les études des caractéristiques PK (pharmaco kinetic en anglais) des molécules qui viendront alimenter les programmes de recherches avals. Ces procédures préalables nécessitent peu d’animaux au regard de l’ambition des programmes menés, ils permettent d’ajouter un filtre supplémentaire dans notre arbre de sélection des nouvelles molécules qui seront destinées aux études d’efficacité chez l’animal. L’ensemble des procédures décrites dans ce projet appliquées à des souris et des rats nécessitera l’emploi de 1560 animaux pour la durée de 5 années que couvre ce projet.

Bénéfices attendus

Ces études préalables aux études d’évaluation de l’efficacité des composés dans les modèles développés dans une pathologie données, permettent de déterminer les conditions optimales d’administration des principes actifs étudiés. Cela peut donc contribuer à obtenir des modèles plus qualitatifs (conditions optimales) et donc de réduire le nombre d’animaux utilisés (moins de répétitions d’étude).

Procédures

Chaque animal inclus dans les procédures 1 à 4 subira une seule administration, selon les cas elle pourra être réalisée par voie intraveineuse (IV), Intrapéritonéale (IP) ou per-os (gavage intragastrique PO). Les injections IP et IV durent 10 à 15 secondes et peuvent nécessiter l’emploi d’un dispositif de contention lorsque les IV sont faites dans la veine caudale ou au sinus retro-orbitaire. Les administrations PO durent 5 à 10 seconde et sont pratiquées sur un animal maintenu en contention manuelle. • Les procédures 1 et 2 concernent les PK plasmatiques, chaque animal inclus dans ces procédures subira au maximum 2 prélèvements sanguins, ils sont pratiqués sous anesthésie volatile par une ponction au sinus retro-orbitaire faite par un capillaire en verre. Chaque prélèvement dure environ 20 seconde. •Les procédures 3 et 4 concernent les PK plasmatiques et tissulaire, chaque animal inclus dans ces procédures subira un prélèvement sanguin unique (terminal) réalisé sous anesthésie volatile (durée 20 secondes) par une ponction au sinus retro-orbitaire faite par un capillaire en verre. L’anesthésie volatile sera maintenue afin de procéder à l’euthanasie puis à l’exsanguination rapide par une perfusion intracardiaque (durée 30-40 secondes) d’une solution physiologique héparinée.

Impact sur les animaux

Les nuisances sont produites par les administrations des composés, et sont estimés faibles ou modérées et uniquement produites lors des administrations par voie intraveineuse (au sinus retro-orbitaire) pour lesquelles le recours à l'analgésie est prévue. Les prélèvements sont effectués sous anesthésie et ne produisent pas d'inconfort autre que celui de l'état de l'animal au sortir de son anesthésie. On ne peut pas occulter l’éventualité d’une toxicité aigue post administration du composé étudié mais comme les produits utilisés ne sont administrés qu’une seule fois et qu’ils sont dosés faiblement, , la probabilité d’observation de signes clinique est très minime, mais permettrait les cas échéant de juger de la sévérité de la souffrance et de l’atteinte de points limites qui déclenchent un arrêt anticipé.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort en fin de procédures expérimentale. Dans le cas des procédures 1 et 2, bien que nous n'étudions que l'exposition plasmatique, nous mettrons les animaux à mort car il ne peuvent en aucune mesure être employés dans d'autres études ( ils ne sont plus naifs et ont pu stocker des quantités de composés ou de ses métabolites). Dans les cas des procédures 3 et 4, ils sont mis à mort au temps de cinétiques indiqués pour les mesures d'exposition des composés dans les organes clés du métabolisme (foie, reins, etc )

Remplacement

L'objectif principal est d'évaluer la pharmacocinétique de nos molécules suite à une administration per os qui est la voie la plus utilisée dans la Pharmacopée. Cette voie d’administration impose aux molécules un 1er passage entérohépatique lors duquel se déroulent de nombreuses modifications chimiques, même si des tests de stabilité mimant l’action des cytochromes peuvent être appréhendés in vitro, le modèle animal est incontournable pour la réalisation des études de pharmacocinétiques. D’autres voies d’administration systémique (intraveineuse ou intrapéritonéale par exemple) vont renseigner sur les paramètres ADME, elles pourront aussi être utilisées. Ces études seront menées sur animaux sains ou sur des animaux dans un état pathologique induit expérimentalement, en effet la pharamcocinétique des produits peut être modifée dans ces circonstances.

Réduction

Les méthodes analytiques sont performantes, de faibles quantités sont décelables de minière reproductibles, cela permet de réduire considérablement le nombre d'animaux nécessaires à ces études de pharmacocinétique.

Raffinement

Le point sur lequel l'expérimentateur peut agir concerne le raffinement au moment des administrations et prélèvements au cours desquels on apporte un confort par l'utilisation d'analgésique ou de moyens anesthésiques s'ils est avéré qu'ils n'induisent pas un biais expérimental.

Choix des espèces

Les rats et les souris constituent des modèles reconnus dans la littérature scientifique pour l’étude pharmacocinétique de molécules. Les animaux utilisés seront des animaux jeunes rats adultes à adultes ( 175-200gr minimum) ou des souris adulte de 25-30 gr , il ne sera pratiqué aucune expérience sur des animaux nouveaux-nés.

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    • Système gastrointestinal
Souris : 384
Souffrances
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384 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Génétiquement modifiées pour invalider le gène CAR, elles sont soumises trente semaines à un régime gras qui induit obésité et foie gras, avec gavages oraux, tests de tolérance au glucose et prélèvements de sang à la queue, avant un prélèvement terminal d'organes, pour étudier le rôle des fibres alimentaires et du microbiote dans les maladies du foie. Le porteur affirme que le régime provoque ces désordres "sans souffrance visible", et signale que le gavage peut stresser les animaux et irriter l'œsophage. Sur le remplacement, il décrit un dialogue entre foie, intestin et tissu adipeux qu'aucun modèle cellulaire ne reproduirait, et conclut au recours à l'animal "entier".

Objectifs

Le syndrome métabolique affecte actuellement 18% de la population française. Au niveau du foie, les complications de ce syndrome se caractérisent par une accumulation de lipides dans celui-ci puis peuvent évoluer vers des stades plus avancés d'inflammation, de fibrose et de dysfonction du foie. Ces maladies représentent maintenant la 2ème cause de transplantation de foie et aucun médicament contre ces maladies n'a été approuvé. De plus, des études ont démontré que l’augmentation de la température d’hébergement des animaux, associée à un régime gras permettait d’induire le développement d’une maladie du foie plus sévère. Par ailleurs, le microbiote intestinal est impliqué dans le développement de cette maladie en produisant des petites molécules qui circulent entre l’intestin et le foie via la veine porte et qui peuvent favoriser le développement de l’inflammation dans le foie. Les fibres alimentaires (dont l’inuline) peuvent être transformées par le microbiote intestinal et ont des effets bénéfiques sur ces maladies hépatiques. Les effets de l’inuline sont dépendants des petites molécules produites par le microbiote intestinal, cependant ces molécules et les mécanismes en jeu dans le foie sont peu connus. Nos résultats préliminaires démontrent que les fibres alimentaires ont également un impact sur une protéine (le récepteur nucléaire CAR (Constitutive Androstane Receptor) connue pour être impliqué dans le maintien des fonctions de détoxification et de métabolisme lipidique du foie. Dans ce projet, nous souhaitons approfondir les connaissances sur l’impact des fibres sur le développement des maladies hépatiques via la production de molécules microbiennes, ainsi que la fonction du récepteur CAR dans cet axe microbiote intestinal-foie. Ainsi, pour cette étude, nous utiliserons des souris dont le gène CAR a été invalidé et qui seront nourries avec un régime gras induisant une maladie hépatique similaire à celle observée chez l’Homme. Les institutions internationales recommandent de prendre en compte l’effet du sexe dans le métabolisme énergétique puisqu’il existe chez l’Homme un fort dimorphisme sexuel dans le développement de la NAFLD mais également dans l’expression du récepteur CAR, donc nos études seront effectuées dans les 2 sexes.

Bénéfices attendus

Avec ce projet, nous souhaitons approfondir les connaissances sur l’impact des fibres alimentaires fermentescibles sur le développement des maladies hépatiques et via la production de molécules microbiennes et leur impact sur le récepteur CAR. L’identification de molécules issues du microbiote intestinal et ayant des effets bénéfiques ou délétères sur le foie permettra une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans le développement des maladies métaboliques hépatiques et aidera potentiellement au développement de futurs agents thérapeutiques issus du microbiote intestinal (pro-, pré- ou post-biotiques) dans ces pathologies.

Procédures

Après les 2 semaines d’acclimatation, les animaux seront placés sous régime Western Diet (WD). Au cours des 30 semaines de régime, nous réaliserons 2 tests de tolérance orale au glucose (semaine 14 et 28) et 2 tests de mesure de la perméabilité intestinale in vivo qui nécessiteront un gavage oral puis un prélèvement d’un ou 2 gouttes de sang à la queue. Le gavage oral sera réalisé après une contention rapide de l'animal puis un gavage oral avec une sonde de gavage adaptée. Le geste de contention et de gavage durera moins d'une minute par animal. Les prélèvements sanguins à la queue seront réalisés après application d'un analgésique local sur la queue puis une incision légère de celle-ci sera réalisée. Le geste de prélèvement sanguin durera moins d'une minute par animal et nécessitera un maintien uniquement de la queue. Après 30 semaines de régime, nous procéderons à un prélèvement de sang à la veine porte et la veine cave sous analgésie et anesthésie générale.

Impact sur les animaux

Le régime WD induit une obésité chez les animaux, ainsi que des perturbations métaboliques généralement associées à l'obésité : intolérance au glucose (diabète), accumulation de triglycérides dans le foie, augmentation de la perméabilité intestinale, sans souffrance visible des animaux, ni changement drastique de leur comportement. Lors du test de tolérance orale au glucose et de la mesure de la perméabilité intestinale in vivo, le gavage oral peut provoquer un stress lié à la contention et des irritations de l’œsophage. Le prélèvement sanguin à la queue peut parfois induire un changement comportemental chez les souris mâles qui nécessitera une surveillance accrue des animaux afin d’éviter l’agressivité.

Devenir

A l'issu de la procédure, tous les animaux seront anesthésiés puis euthanasiés. Différents organes (foie, intestin, …) seront prélevés afin d’approfondir les connaissances sur l’impact des fibres sur le développement des maladies hépatiques via la production de molécules microbiennes, ainsi que la fonction du récepteur CAR dans cet axe microbiote intestinal-foie.

Remplacement

L'utilisation d'animaux de laboratoire entier est nécessaire car le projet étudie des phénomènes biologiques (voies métaboliques) qui font intervenir différents tissus (foie, intestin, tissu adipeux) agissant en synergie via un dialogue inter-organe. De plus, afin d'étudier l'interaction entre l'alimentation et le microbiote intestinal, ainsi que les voies métaboliques impliquées dans l'axe intestin-foie, l'utilisation de souris de laboratoire est appropriée avec notamment la possibilité d'utiliser des animaux génétiquement modifiés. Enfin, actuellement, il est impossible de mimer ce dialogue complexe entre les différents compartiments et organes par l'utilisation de méthodes alternatives (modèles cellulaires).

Réduction

Nous avons soigneusement conçu les expériences pour à la fois répondre à nos questions scientifiques et respecter la nécessité de réduire le nombre d'animaux dans la recherche scientifique. Nous utiliserons le plus petit nombre possible d'animaux requis pour cibler nos objectifs en fournissant des résultats statistiquement significatifs. Un nombre suffisant de souris sera utilisé dans toutes les expériences afin d'observer des effets biologiquement pertinents et statistiquement significatifs. Le nombre d'animaux nécessaire a été déterminé par un test statistique et basé sur nos résultats préliminaires. Le nombre idéal d’animaux par lots est donc de 12. Chaque groupe expérimental sera donc constitué de 12 souris. Les résultats obtenus seront analysés avec des tests statistiques adaptés.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans des cages dont le milieu d'élevage est enrichi d'un abri en inox permettant aux souris de s'isoler de leurs congénères si besoin. Afin de limiter le stress, les animaux sont manipulés régulièrement et habitués à la contention. Afin d'évaluer la souffrance, la détresse et l'inconfort des animaux, des points limites gradés seront mis en place basés sur l'évaluation de 5 aspects de l'état de l'animal : variation du poids de l'animal (et variations connexes au niveau de l'ingestion d'aliment et d'eau) ; apparence physique externe ; signes cliniques mesurables (changements du rythme cardiaque, respiratoire et de la nature de ceux-ci) ; changement dans les comportements non provoqués et réponses comportementales aux stimuli externes. Pour chaque catégorie, un système d'évaluation avec indices de 0 (normal ou léger) à 3 (changements importants par rapport à la normale) sera proposé. L'indice cumulatif obtenu en ajoutant les valeurs à chacune des catégories indiquera chez l'animal une déviation croissante par rapport à la normale qui peut être interprétée comme étant une indication de souffrance et/ou de détresse croissante. Ainsi, si un animal présente un score de 3 après évaluation de ces 5 critères, le critère d'arrêt sera atteint et l'animal sera retiré de l'expérimentation.

Choix des espèces

Le modèle murin est largement utilisé dans la recherche concernant le métabolisme. En effet, il est bien connu que les souris (C57Bl6J) soumises à un régime gras développent une insulino-résistance importante, élément corrélé avec l'apparition des maladies hépatiques. De plus, nous souhaitons étudier le rôle hépatique du récepteur CAR dans les pathologies hépatiques, ainsi nous utiliserons un modèle murin C57Bl6J déficient pour le récepteur CAR au niveau systémique. Ce modèle existe uniquement chez la souris. Nous utiliserons uniquement des souris adultes car il est nécessaire que la fonction hépatique ait pleinement atteint sa maturité physiologique (7 semaines minimum). De plus, nous utiliserons des souris mâles et femelles car il existe chez l'homme un fort dimorphisme sexuel dans le développement des maladies hépatiques mais également dans l'expression le récepteur CAR.

  • Recherche appliquée
    • Troubles gastrointestinaux
Souris : 1380
Rats : 1380
Souffrances
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Devenir
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2 760 souris et rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à sévères, 2 400 étant classés en gravité sévère. Après un jeûne nocturne, ils reçoivent trois injections en trois jours, de pyrazole imitant une alcoolisation massive et de lipopolysaccharide, pour provoquer une défaillance hépatique aiguë, puis sont tués pour prélever foie, cerveau et reins. Le porteur indique attendre baisse d'activité, baisse de température et signes de douleur après les injections. Il présente le modèle comme un outil d'évaluation rapide de composés pour un "programme de développement pharmaceutique" et justifie le choix des espèces en une seule phrase.

Objectifs

La cirrhose est une maladie irréversible du foie caractérisée par un état inflammatoire continue de l’organe qui use les cellules, perturbe le fonctionnement des cellules et entraine leur destruction. La défaillance hépatique aigue ou acute-on-chronic liver failure (ACLF) est un syndrome fulminant qui évolue rapidement vers une défaillance de multiples organes et qui survient de manière aiguë, généralement en raison d'événements précipitants de différentes natures, tels qu’un épisode infectieux, une affection virale ou une prise excessive d’alcool ou de médicaments. Lors de phase aigüe d’aggravation, il se produit un emballement de la réaction immunitaire et inflammatoire déterminante pour la survie des patients cirrhotiques dont le foie fragilisé n’est pas armé pour lutter contre cette agression. L’alcool est principalement métabolisé dans le foie, il produit un stress oxydant pour les cellules et les tissus par une forte production de composé toxiques oxydants et une diminution des moyens de défense naturelle antioxydante. L’alcool et certain produit toxique et aussi des médicaments sont pris en charge dans le foie par les mêmes mécanismes de détoxification. Le pyrazole fait partie de ces produits qui sont métabolisés par les mêmes voies que l’alcool, et son utilisation permet de développer des modèles expérimentaux animaux qui miment le phénomène de « binge drinking ou alcoolisation massive rapide » qui est un facteur déclenchant de la défaillance hépatique aigue. En associant chez un animal sain, l’utilisation du pyrazole à l’origine d’un stress oxydatif à celle d’un agent pro-inflammatoire similaire à celui qui est naturellement présent sur les bactéries et qui infecte les patients, nous reproduisons in vivo 2 conditions importantes dans le mécanisme de survenue de la défaillance hépatique. Nous développerons ce modèle chez les rongeurs dans l’optique de disposer d’un modèle d’évaluation rapide des propriétés de composés destinés à poursuivre un programme de développement pharmaceutique dans cette indication de décompensation cirrhotique.

Bénéfices attendus

Lors d’épisodes de défaillance hépatique aigue, notamment chez le patient cirrhotique, il est nécessaire que la prise en charge intervienne le plus précocement pour sauvegarder au maximum la fonction hépatique, ce qui peut se révéler être vital lors d’une récidive. Le stress oxydant est un des mécanismes qui entraine la mort cellulaire, il est donc essentiel de le limiter de manière à préserver le capital hépatocytaire qui subsiste après une défaillance hépatique. L’identification de composés et la mise en place de solutions thérapeutiques que nous espérons proposer visent à agir simultanément sur les différentes voies qui sont à l’origine des défaillances multiples donc sur les mécanismes à l’origine des effets fulminants observés. (Infection, inflammation, immunité et métabolisme).

Procédures

Au cours des procédures décrites dans ce dossier nous procèderons à différents geste ou acte sur les animaux qui peuvent avoir une action négative sur leur comportement, leur confort ou stress, il s’agit de mise à jeun, injections, et prélèvements La mise à jeun « over-night » c’est-à-dire au cours d’une nuit complète, qui est la période d’alimentation normale du rongeur. La privation de nourriture est source de stress. Les stimulations des processus pro-oxydatifs et inflammatoires sont réalisés par une injection intrapéritonéale, ces injections au nombre de 3sont faites au cours de 3 jours successifs : 2 fois le pyrazole et une fois le LPS ou TNFa. Elles durent chacune environ 15 secondes. Ceci concerne les procédures 1 et 2. Au cours des procédures d’évaluation des activités de composés, nous réaliserons en plus une administration dudit composé par une injection par voie intraveineuse ou intrapéritonéale, cette administration sera unique et durera également une quinzaine de secondes. Ceci sera appliqué au cours des procédures 3 et 4 Un prélèvement sanguin intermédiaire pourra être réalisé sur les rats au cours des procédures 2 et 4 , il sera pratiqué sur des rats anesthésiés à l’isoflurane par une ponction à la veine sub-linguale, l’action est unique et dure 15 à 20 seconde. Les prélèvement sanguin terminaux se feront également sous anesthésie générale et précéderont la mise à mort.

Impact sur les animaux

Lors des procédures décrites dans ce projet, les animaux subiront des injections en intra-péritonéales ou intra-veineuses, à la suite desquelles, on s'attend à constater une diminution de l'activité, une diminution de la prise alimentaire, une diminution de la température corporelle ainsi que des signes de douleurs ou d'inconfort tels que fourrures ébourriffées, larmoiements.

Devenir

L'évaluation histologique, biochimique et transcriptomique des organes tels que le foie, le cerveau et le rein ainsi qu'une évaluation des taux plasmatiques de marqueurs inflammatoires et hépatiques nécessitent la mise à mort des animaux.

Remplacement

Une première phase de sélection des meilleurs composés est effectuée sur des modèles acellulaires ou cellulaires, contribuant ainsi à l’utilisation de méthodes alternatives visant à remplacer partiellement l’utilisation des animaux. L’évaluation finale du potentiel thérapeutique des produits dans des modèles animaux reste nécessaire. L’administration des composés dans le contexte d’un animal vivant permet d’évaluer la réelle efficacité des composés dans un système biologique complexe et «global».

Réduction

La méthode est majoritairement basée sur l’expérience déjà réalisée et publiée. Dans certaines conditions, à partir de données expérimentales disponibles, la variance des paramètres peut être connue. A l’aide de ces données, un calcul de puissance et la déduction par le calcul théorique des effectifs est possible. Le test de Welsh permet de définir cet effectif théorique permettant d’atteindre la significativité recherchée. Cette approche statistique permet d’affiner les plans d’expérience pour lesquelles une étude pilote par exemple a permis d’approcher un résultat très proche de la significativité. Sans cette condition, les effectifs calculés par la méthode de Welsch sont généralement démesurés.

Raffinement

Les procédures utilisées se feront dans le cadre adapté d'un hébergement agréé avec des personnes habilitées, respectant au maximum le bien-être des animaux avec un enrichissement du milieu (morceaux de bois à ronger, filaments de papier kraft pour faire un nid), en limitant la souffrance par le respect des méthodes anesthésiques et analgésiques afin de raffiner au maximum les procédures. Afin de prévenir des souffrances non nécessaires, une grille de scoring permettant de quantifier la douleur perçue par l'animal sera établie et des points limites seront définis, au-delà desquels les animaux seront retirés de l'étude et mis à mort de façon éthique. Compte tenu du fait que la pathologie implique un emballement du système immunitaire et une défaillance multi -organes, il nous est impossible de remplacer cette expérimentation par des expériences in vitro.

Choix des espèces

Les espèces souris et rats sont décrites dans la littérature comme des espèces en capacité de répondre biologiquement au stimulus par le pyrazole.

  • Recherche appliquée
    • Diagnostic des maladies
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 974
Souffrances
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▲ 800
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Devenir
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 974

974 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Modèles génétiques de la maladie d'Alzheimer, elles subissent des frottis vaginaux, des tests de mémoire nommés, reconnaissance et association objet-place, des IRM répétées et, pour 114 d'entre elles, une ovariectomie, avant la mise à mort et le prélèvement du cerveau. Le porteur soutient que le phénotype de ces souris n'est pas dommageable et que leurs déficits de mémoire n'affectent pas leur bien-être. Il affirme qu'aucun modèle in silico ou cellulaire ne reproduit encore les processus cognitifs de façon fiable.

Objectifs

La maladie d’Alzheimer (MA) est caractérisée par des pertes de mémoire et par la pathologie tau et la pathologie amyloïde qui sont liées respectivement à des formes de la protéine tau et de la protéine amyloïde anormalement aggrégées dans le cerveau. L’APP est la protéine précurseur du peptide amyloïde. Les modèles rongeurs actuels surexpriment des gènes humains de l’APP avec des mutations rares provoquant la MA (formes familiales) et/ou des gènes mutés de tau qui ne sont pas associés à la MA mais qui provoquent une pathologie tau. La présence de pathologies tau et amyloïde chez ces animaux ont permis des progrès dans la compréhension de la MA, mais la surexpression de l’APP et/ou de tau provoque aussi d’autres effets qui ne se retrouvent pas dans la MA. Les souris double knock-in (dKI) AppNL F/MAPT évitent ces effets car elles ont un gène de l’APP humanisé avec deux mutations familiales humaines (Swedish et Iberian : AppNL,F) et le gène humain normal de tau (MAPT) au lieu des mêmes gènes chez la souris. En analysant la mémoire de nos souris dKI de l’âge de 2 à 6 mois, nous avons découvert que les femelles dKI ne parviennent plus à reconnaitre un objet après un délai de 24h (test RO24h) dès l’âge de 2 mois. De plus, elles n’ont pas de bons résultats dans un test de changement de la règle dans un labyrinthe, contrairement aux mâles dKI. Or ces deux tests dépendent du dialogue entre deux structures du cerveau, l’hippocampe (HC) et le cortex préfrontal (CPF). Ces résultats sont cohérents avec une étude montrant une altération de la connectivité HC-CPF plus marquée chez les femmes que chez les hommes en début de MA. Une perturbation des rythmes veille/sommeil, comme celle observée chez le patient, peut perturber le dialogue HC-CPF. A 4 mois, les dKI des deux sexes oublient rapidemment une association objet-place (OiP). Cette forme de mémoire dépend du dialogue HC-cortex entorhinal latéral (CEL). Elle est atteinte chez des personnes âgées des deux sexes et c’est un signe précurseur de la MA. En conclusion, chez les souris dKI de 4 mois, la voie CEL-HC semble affectée chez les deux sexes, tandis que les femelles semblent affectées en plus et plus tôt sur la voie HC-CPF. Les souris dKI sont les premières à montrer une perturbation aussi précoce et aussi proche de celle trouvée en phase préclinique des patientes développant une MA. Le but de ce projet est de comprendre l’origine de cette vulnérabilité féminine dans la pathologie Alzheimer.

Bénéfices attendus

L’objectif du projet est de mieux comprendre l’origine de la vulnérabilité féminine dans les premiers stades de la MA. Il est important d’explorer le rôle des oestrogènes car le développement de la MA a maints fois été attribué à la baisse marquée de production d’œstrogènes privant ainsi le cerveau d’un puissant neuroprotecteur contre les pathologies amyloïde et tau. Ici, nous analyserons chaque étape clé de l’implication des œstrogènes dans les processus de mémoire affectés chez les dKI femelles dès les premiers signes de la pathologie. Si nous découvrons une altération d’une ou plusieurs étapes, cela aidera à la compréhension de cette vulnérabilité féminine et révèlera des cibles intéressantes pour mettre au point des tests de diagnostique précoce et/ou de traitements adaptés à la femme. Cette démarche s’insère dans la statégie actuelle de développement d’une médecine personalisée. Le projet décrit ici ne représente que l’approche fondamentale développée dans un vaste. Ce programme inclue aussi des approches translationnelles en utilisant des techniques applicables à l’Homme : investigations en IRM (IRM fonctionnelle, tractographie, …), en électroencéphalographie à haute densité (EEGhd) et en biologie des rythmes (évaluation comportementale du fonctionnement de l’horloge circadienne). De plus, après adaptation et validation des tests de RO24h et OiP à l’Homme, ils pourront être intégrés dans des évaluations neuropsychologiques pour un dépistage. En conclusion, le programme dans son ensemble aborde certes les cibles neurobiologiques (présente saisine) qui seront utiles à long terme, mais il ouvre également des perspectives à moyen terme pour le développement d’outils de diagnostique par IRM, par EEGhd et par de nouveaux tests neuropsychologiques. Les résultats de notre étude bénéficieront d’abord à l’Homme puisque les souris ne développent pas la MA. Néanmoins, certains animaux de compagnie (chien, octodon) ou sauvages (microcèbe, ours blanc) développent une pathologie rappelant la MA avec pathologie amyloïdes et tau. Au mois deux de ces espèces (octodon ; microcèbe) possèdent un gène de risque génétique majeur pour la MA (APOE4). Chez l’Homme, l’APOE4 peut multiplier par 10 le risque de développer une MA. Il est donc tout à fait envisageable que les progrès réalisés dans le domaine de la MA en termes de dépistage et de traitement pourraient être adaptés à des pathologies proches chez l’animal, puis intégrée dans une approche vétérinaire.

Procédures

Procédure 1 modérée: 4 groupes de souris (de génotype et sexe différents, maximum 60 au total) sont mises dans des cages individuelles placées côte à côte sur une étagère munie de détecteur de mouvement (petites cellules de détection) pour mesurer leur activité locomotrice sur 4 jours. Malgré la proximité de leur congénères, cette séparation pourrait générer un stress modéré, mais transitoire. Les autres procédures P2 à P8 et P10 sont légères pour 800 souris. Elles comportent 1) la réalisation de frottis vaginaux sur les femelles (dépôt d’une goutte à l’entrée du vagin puis réaspiration), 2) la passation d’un ou deux tests d’exploration d’objet dans un environnement rendu familier par une habituation (10 min) préalable avec leur groupe social, et 3) les manipulations préalables à la mise à mort (dislocation ou perfusion intracardiaque sous anesthésie profonde). Aucune perte de poids, inactivité/mobilité réduite ou expression d’un comportement anormal n’est connu pour ces trois types de manipulations. dans la procédure 8, les souris seront transportées (aller-retour dans la journée) en restant dans leur groupe social (2-3 souris/cage) pour effectuer un scan IRM à 2 mois, 4 mois et 12 mois. Seule la procédure 9 modérée concerne une chirurgie pour l'ovariectomie sur 114 souris.

Impact sur les animaux

Le suivi de lignée jusqu’à l’âge de 12 mois indique que le phénotype des souris dKI n’est pas dommageable : le succès reproducteur, le poids et l’occurrence d’anomalies comportementales ou physiologiques restent identiques entre les WT et les dKI. Leur fonds génétique C57BL/6J est entretenu par backcross pour éviter une dérive génétique. Par ailleurs, il faut préciser que ces souris ont été caractérisées dans des tests de mémoire et d’anxiété classiques et dans des tests hypersensibles à la pathologie Alzheimer. Les mâles et femelles dKI de 2 à 6 mois réussissent comme leurs témoins les tests classiques (test spatial en labyrinthe de Barnes, tests de reconnaissance d’objet et de place jusqu’à un délai de 3h). Même à 12 mois, il n’y a toujours pas de déficit dans ces tests. Entre 2 et 6 mois, le problème n’apparait que dans des tests hypersensibles : une performance moindre au premier jour du changement de règle dans un labyrinthe, un déficit marqué dans les tests d’association objet-place (test OiP), de mémoire du détail et pour un long délai de rappel (RO24h). En conclusion, les souris dKI présentent des problèmes légers de mémoire qui sont présents chez des personnes âgées déclarées cognitivement normales. Ces déficits ne sont donc pas de nature à affecter le bien-être des souris dKI par rapport à leurs témoins WT. Seules deux procédures pourraient induire un stress transitoire : la procédure 1 pour l’isolement en cage permettant de mesurer l’activité locomotrice individuelle sur 4 jours et la procédure 8 où les souris seront transportées (aller-retour dans la journée) en restant dans leur groupe social (2-3 souris/cage) pour un scan IRM à 2 mois, 4 mois et 12 mois. La procédure 9 impliquant une ovariectomie ne devrait pas affecter le bien-être avec les traitement analgésiques et précautions de manipulation prévues. La couverture analgésique, les soins et le suivi individuel des souris devrait permettre d'éviter toute souffrance ou de l'interrompre rapidement s'il y a complication.

Devenir

Le but du projet est de découvrir les altérations neuropathologiques impliquées dans le dimorphisme sexuel face à l’émergence d’une pathologie Alzheimer afin de mieux comprendre les causes de la vulnérabilité du cerveau des souris dKI femelles par rapport aux mâles. A part pour les mises au point de techniques, les cerveaux seront systématiquement recueillis et analysés afin de déterminer ces causes.

Remplacement

L'étude des animaux modèles de la MA est encore indispensable pour progresser dans la compréhension de cette pathologie. Il n'est pas encore possible actuellement de modéliser les processus cognitifs de façon fiable et complète dans un modèle in silico ou en culture cellulaire. Il est donc encore nécessaire de recourir à des modèles animaux dont on analyse la relation entre la neuropathologie et les performances cognitives.

Réduction

Pour étudier le lien entre les performances comportementales (mémoire et rythme circadien de l’activité locomotrice) et les données neuropathologiques obtenues par des approches histologiques ou biochimiques (P1 à P6, et P10), le nombre d’animaux sera au maximum de 15 animaux par groupe pour assurer l’efficacité des statistiques dans les tests comportementaux. Cet effectif est nécessaire en particulier dans notre modèle car nous testons des souris avec une pathologie débutante et des déficits subtils qui pourraient passer inaperçus si les groupes sont trop petits. La procédure 8 est une étude longitudinale d’animaux destinés à des analyses en IRM. Elle permet donc le suivi d'un même animal à trois âges pour étudier l’émergence et l’évolution de la pathologie ce qui permet une réduction du nombre d'animaux. Le nombre de souris sera au maximum de 35 animaux par groupes (4 groupes mâles et femelles des génotypes dKI et témoins WT) afin d’assurer l’efficacité des tests statistiques et donner des résultats statistiquement fiables pour les données IRM et pour des analyses corrélatives avec les données comportementales et histopathologiques obtenues sur les mêmes animaux au sein de notre laboratoire. La procédure 9 fait appel à la technique d'ovariectomie pour tester l'origine cérébrale de la vulnérabilité des souris femelles dKI. Le risque de perte avec une opération chirurgicale est couvert en augmentant à 16 le nombre de souris par groupe. L’ensemble du projet requiert 974 souris.

Raffinement

Les souris bénéficieront d’éléments d’enrichissement dans leur cage (matériel de construction du nid, un tube refuge et des boulettes de nourriture à manipuler), ainsi qu’un suivi quotidien de leur état général. Elles seront maintenues en groupe sociaux sauf pendant deux périodes de 10 minutes/jours pour chacun des tests de mémoire. Tous ces tests sont basés sur le comportement d’exploration spontanée de la souris dans un milieu adapté à l’espèce (lumière faible de 20 lux maximum et ambiance sonore atténuée à 45 dB). Un suivi spécifique à chaque procédure avec des points limites adaptés est mis en place pour éviter toute souffrance éventuelle. Trois nouvelles techniques de raffinement sont à mettre/mise en place au cours du projet. Elles concernent la manipulation/transport des souris, l’habituation à l’enceinte des tests de mémoire et une méthode non invasive de prélèvement pour le génotypage. Les souris sont d’ores et déjà transportées de la cage à l’enceinte de tests (et vice versa) grâce au tube refuge présent dans leur cage. L’habituation à l’enceinte des tests se fait depuis plus de 6 mois avec l’ensemble du groupe social de chaque cage. Le bien-être qui en résulte se reflète par une plus grande régularité dans la durée d’exploration des objets présents dans l’enceinte au cours des tests de mémoire réalisés ensuite en individuel. Enfin, la nouvelle méthode de prélèvement non invasive pour le génotypage à partir d’une pincée de poils (au lieu du punch d’oreille de 2 mm) est désormais appliqué en routine pour cette lignée.

Choix des espèces

A ce jour, les modèles animaux de la MA ont essentiellement été créés chez la souris, même s'il existe des modèles chez la drosophile et d'autres espèces. Nous avons un modèle de souris qui est en rupture par rapport aux modèles précédents, car il n’a pas les effets secondaires dûs à la surexpression des protéines clé. Il présente une différence entre les deux sexes dans l'apparition des premiers troubles de la mémoire qui ressemble à celle trouvée au stade préclinique de la MA, c'est-à-dire 5 à 10 ans avant le premier diagnostic. Toutes les souris seront sur un fonds génétique C57BL/6J. Dans toutes les procédures sauf une, les souris seront utilisées entre 1 et 4 mois (jeunes adultes) car c’est l’âge où apparaissent les premiers déficits de mémoire dans ce modèle de maladie d’Alzheimer. Dans la procédure 8, les souris atteindront l'âge de 12 mois pour analyser leur neuropathologie lorsqu’elle devient manifeste (plaques amyloïdes notamment).

  • Recherche fondamentale
    • Biologie du développement
    • Oncologie
    • Système endocrinien
    • Système nerveux
Poissons zèbres : 2700
Souffrances
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Devenir
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 2700

2 700 poissons zèbres vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Exposés dès le stade embryonnaire à de l'éthinylestradiol et à des bisphénols ajoutés à leur eau, larves, juvéniles et adultes sont ensuite tués et fixés pour observer au microscope le développement de leur cerveau. Le porteur indique que ces perturbateurs endocriniens peuvent modifier le sex-ratio, le comportement locomoteur et provoquer de l'anxiété. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit le fonctionnement du cerveau et de sa barrière hémato-encéphalique sur le long terme.

Objectifs

Le projet vise à comprendre les effets d'une exposition à des molécules polluantes de notre environnement : l'ethinyl estradiol (EE2), molécule très souvent utilisée en contraception et très largement retrouvée dans les milieux aquatiques, et certains bisphénols, molécules utilisées dans la fabrication de nombreux objets plastiques et emballages alimentaires. L'effet de ces expositions sera observé sur le développement et le fonctionnement du système nerveux central chez le modèle poisson zèbre (Zebrafish). Ces molécules sont déjà décrites pour être des perturbateurs endocriniens. Cette étude se fera sur des lignées transgéniques de poissons zèbres

Bénéfices attendus

Cette étude permettra d'évaluer l'effet de ces molécules polluantes/pertubatrices endocriniennes à court (larve), moyen (juvénile) et long terme (adulte) sur le développement et le fonctionnement du cerveau de vertébrés. La mise en place notamment des vaisseaux dans le cerveau (voie d'entrée de toutes substances dans le cerveau) et des cellules souches neurales devraient être observés facilement par la création de la lignée doublement transgénique et le traitement des échantillons permettant ainsi de les rendre transparent (transparisation). La mise au point de cette nouvelle lignée et sa transparisation devrait aussi permettre à l'avenir d'analyser rapidement l'exposition à d'autres molécules polluantes de notre environnement et leur impacts sur la mise en place et le bon fonctionnement du cerveau.

Procédures

Les animaux aux stades embryonnaires seront uniquement traités à des doses environnementales, ou légèrement supérieures, du 1er Jour au 4eme jour de développement embryonnaire. Le traitement des oeufs/embryons se fera par simple addition de la molécule dans le milieu aquatique d'incubation des oeufs/embryons. 2700 animaux (larves, juvéniles et adultes) traités dériveront de ces oeufs/embryons. L'analyse des animaux se fera après leur euthanasie. Pour rappel une seule ponte d'une femelle poisson zèbre correspond à environ 500 embryons.

Impact sur les animaux

Les effets de perturbateurs endocriniens sont en général subtiles, surtout aux doses utilisées (proche des doses environnementales). Pour certains perturbateurs endocriniens, et en fonction de la concentration, les effets suivants ont été observés dans la litérature : comportements reproducteurs modifiés, changement du sex-ratio avec des possibilités de féminisation chez certaines espèces, modification du comportement locomoteurs et anxiété. Certains perturbateurs peuvent aussi avoir des effets obésogènes.

Devenir

La visualisation au microscope confocal (microscope à haute résolution) des cerveaux des animaux transgéniques traités ne peut se faire que sur des animaux fixés (non vivants)

Remplacement

Le cerveau est un des organes les plus complexe de notre organisme. Il contient de nombreux types cellulaires (neurones, astrocytes, oligodendrocytes, cellules microgliales, ependymocytes). Son fonctionnement ne peut se faire que par sa vascularisation et les échanges de métabolites et de gaz qui se font avec le tissu neural passent par la barrière hémato-encéphalique, structures complexes présentes partout dans le cerveau. Il n'existe pas de modèles physiologiques in vitro qui mimerait le fonctionnement du cerveau et celui de la barrière hématoencéphalique. Par ailleurs les effets des perturbateurs endocriniens sont visibles très souvent à moyen et long terme : c'est ce qu'on appelle" le concept de l'origine développementale des maladies humaines". Les effets à moyen/long terme ne sont pas compatibles avec des modèles de cultures de cellules (2 dimensions, sphéroides, organoides....) dont l'utilisation dans le temps est limité

Réduction

Les groupes d'animaux seront mis en place de façon suivante afin de pouvoir réaliser de solides statistiques. Nombre de molécules à tester : 4 (éthylniestradiol, Bisphenol A, Bisphenol S et Bisphenol AF) Nombre de concentrations des molécules à tester : 4 (Emax, EC50, EC20) et Condition contôle : DMSO (solvant pour les molécules à tester). Donc 5 conditions par expérience. Nombre d'animaux par condition : 15. Ce nombre de 15 est justifié par le fait qu'il peut y avoir une perte d'échantillon : l'individu ne survit pas jusqu'à la fin de l'expérience ou encore la qualité des coupes de cerveau obtenue à partir des échantillons biologiques est insuffisante pour permettre une quantification des marqueurs d'intérêt. 3 répétitions indépendantes : pour collecter et comparer des données avec un pouvoir statistique suffisant pour générer des conclusions. Les tests statistiques paramétriques de comparaison multiple one way ANOVA seront utilisés car ils sont les plus appropriés aux tests statistiques d’échantillons paramétrés ayant une distribution de type gaussienne. La répétition de 3 expériences permet aussi de stopper le projet si l’analyse des données des première et deuxième expériences se révèle être non encourageante. L’état de santé des animaux, la souffrance et l’angoisse seront évalués. La survenue répétitive d’épisodes de nage agitée, de diminution de la prise alimentaire, d’augmentation de comportement agressif nous indiquera un problème de bien-être chronique.

Raffinement

L’état de santé des animaux, la souffrance et l’angoisse seront évalués. La survenue répétitive d’épisodes de nage agitée, de diminution de la prise alimentaire, d’augmentation de comportement agressif nous indiquera un problème de bien-être chronique.

Choix des espèces

Le poisson zèbre est utilisé car nous possédons déjà les deux lignées transgéniques à partir desquelles la lignée doublement transgénique sera réalisée par simple reproduction des geniteurs. Le modèle poisson zebre est largement utilisé en biologie du développement et toxicologie/perturbation endocrinienne. 675 larves (entre 5 et 10 jours), non sexé 675 juvéniles (entre 30 et 40 jours), non sexé 675 X 2 adultes (entre 90 et 120 jours) Males/femelles = 1350 adultes

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 130
Souffrances
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▲ 130
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Devenir
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 130

130 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Modèles du syndrome de Sanfilippo B, une maladie neurodégénérative pédiatrique, elles passent des séances d'IRM d'une heure sous anesthésie, puis sont tuées par prélèvement intracardiaque à 2, 5 ou 9 mois pour mesurer le fer cérébral. Le porteur présente l'IRM comme non invasive et le prélèvement intracardiaque terminal comme la nuisance la plus importante du projet. Il affirme qu'à ce stade le recours à l'animal est "inévitable" pour confirmer les résultats obtenus sur cellules.

Objectifs

Le projet financé est une étude préclinique de thérapie génique intraveineuse pour le syndrome de Sanfilippo B. Ce syndrome est une pathologie neurodégénérative pédiatrique touchant 1 enfant sur 200 000 et pour lequel il n’y a aucune thérapie aujourd’hui. Ce syndrome est dû à la déficience d’une enzyme lysosomale impliquée dans la dégradation d’un glycosaminoglycane, l’héparane sulfate. Cette déficience conduit à l’accumulation de ce substrat qui présente une toxicité majeure pour les cellules du système nerveux central. Nous souhaitons, à travers cette étude, pouvoir proposer un essai clinique par thérapie génique permettant d’apporter l’enzyme déficitaire (N-acétylglucosaminidase). L'objectif de l'exploration par IRM, technique non invasive permettant la caractérisation anatomique et fonctionnelle des tissus, objet de ce projet, sera de vérifier s'il est possible de détecter de façon reproductible et fiable des variations de susceptibilités magnétiques caractéristiques de la teneur en fer (Fe) dans différentes régions cérébrales (cortex, striatum, …) des différents groupes expérimentaux sans mise à mort des animaux comme c’est le cas pour les méthodes classiques de mesures post-mortem. L'IRM est un outil important pour le diagnostic in vivo des pathologies ainsi que pour suivre au cours du temps la réponse à différents traitements ou procédures chirurgicales. La durée maximale des acquisitions sera d’une heure par animal.

Bénéfices attendus

Dans le contexte de l’étude physiopathologique, l'objectif de l'exploration par IRM, technique non invasive permettant la caractérisation anatomique et fonctionnelle des tissus, objet de ce projet, sera de mesurer des valeurs de susceptibilités magnétiques T2* dans le cerveau des animaux. Ces mesures permettront de comparer la teneur en Fe dans différentes régions cérébrales (cortex, striatum, …) des différents groupes expérimentaux. L’accumulation de fer ou non dans le cerveau est un marqueur de validation de l’efficacité du traitement de nos souris en préclinique. A terme, cette mesure IRM pourrait remplacer les mesures faites post-mortem et devrait donc nous permettre de réduire le nombre d'animaux mis en œuvre pour mesurer la quantité de fer dans les tissus et permettre de suivre l'évolution au cours du temps de la teneur en fer de différents organes d'intérêt dans un même animal renforçant ainsi la valeur statistique des résultats.

Procédures

L'IRM est une procédure d'imagerie in vivo, non invasive et atraumatique. La totalité de la procédure étant menée sous anesthésie volatile (1h maximum), les animaux ne subissent que le stress dû à la préhension avant induction de l'anesthésie. Le réveil post-anesthésique est la seconde étape critique, les animaux restent sous surveillance pendant toute la phase de réveil.

Impact sur les animaux

L'IRM est une technique non invasive d'imagerie qui n'entraine aucune douleur chez les animaux. Les signes vitaux (respiration, fréquence cardiaque et température) sont contrôlés tout au long des manipulations afin de garantir le suivi du bien-être des animaux. La procédure est cependant susceptible d'induire un stress au moment de la préhension des animaux pour les placer dans la cage d'induction de l'anesthésie. Le prélèvement intracardiaque que subiront les animaux au moment de leur mise à mort (sans réveil) est la nuisance la plus importante du projet, elle est cependant indispensable pour réaliser dans des conditions optimales la mesure de teneur en fer intra-tissulaire de référence.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort à l'issue des délais 2, 5 ou 9 mois de vie suivant une technique réglementaire qui permettra de pouvoir obtenir des prélèvements de qualité tout en protégeant l'animal de la douleur.

Remplacement

Une modélisation intégrée est nécessaire pour valider les études in vitro. Les animaux sont utilisés en fin d’étude afin de confirmer des résultats démontrés et des hypothèses formulées à partir des travaux réalisés sur cellules. A ce stade de l’expérimentation, l’utilisation de l’animal est inévitable. Les études sont systématiquement optimisées (quantité de vecteurs, temps de traitement et nombre d’animaux) d’après la littérature ou les observations réalisées au laboratoire. Même si le traitement est administré en injection intraveineuse, il est réalisé par un personnel compétent.

Réduction

L’utilisation de l’animal est réduite au maximum. Nous allons utiliser des tests statistiques afin de comparer les groupes. Les tests sont réalisés avec un logiciel de statistique. Nous utiliserons des groupes de 10 souris par expérience et nous répéterons les expériences à 3 âges différents afin de rendre nos résultats comparables à ceux de nos études antérieures. Pour chaque expérience, le maximum d’échantillons autorisés réglementairement seront prélevés sur l’animal afin d’éviter d’avoir à reproduire l’expérience par manque de tissus. Chaque fois que cela sera possible, nous analyserons un maximum de paramètres cellulaires et moléculaires sur les mêmes individus afin de limiter le nombre d’expériences in vivo. L'IRM étant une technique d'exploration non invasive, elle permet le suivi longitudinal des lots d'animaux mis en œuvre ce qui participe à la réduction globale.

Raffinement

Cette procédure expérimentale a pour objectif d'évaluer la possibilité de remplacer une procédure post-mortem (mesure de la teneur en fer dans les tissus prélevés) par une procédure non invasive, in vivo qui permettra de suivre une même cohorte au cours du temps dans un but de raffinement (suivi du même animal pour s'affranchir de la variabilité interindividuelle et réduction du nombre de lots d'animaux nécessaire pour assurer ce suivi longitudinal selon la procédure classique). Tous les animaux sont hébergés selon les conditions de la réglementation en vigueur (directive européenne 2010/63, décret n°2013-118 du 1er février 2013). Nous nous attachons à ne pas laisser un animal seul dans une cage (groupes sociaux de 5 individus maximum par cage). Nous veillerons à ce que chaque cage bénéficie d’un enrichissement adapté (igloo, tunnel ou paper wool). Lors des expériences d’imagerie, les animaux sont anesthésiés à l’isoflurane (gaz vecteur O2) dès le début de la procédure pour réduire leur stress et éviter tout mouvement au cours de l’exploration IRM. La cellule d’imagerie dans laquelle est maintenue la souris est thermo régulée. Pendant la phase de réveil, la cage est également placée sur tapis chauffant et reste sous contrôle visuel jusqu’au réveil complet de l’animal. Tout animal présentant des signes de souffrance, de léthargie, une perte de poids supérieure à 20% ou une tumeur de 10% du poids corporel sera exclu de l’étude et sacrifié.

Choix des espèces

L’espèce Mus musculus est un modèle animal adapté aux pathologies de surcharge lysosomale. L’application de la politique de réduction mise en place permet d’optimiser au mieux chaque expérimentation afin de retirer d’un minimum d’animal un maximum d’information. De plus la formation des personnes habilitées à manipuler les animaux et la diffusion par ces personnes de leur savoir dans des conditions appropriées (temps de formation respecté) permet de réaliser nos expérimentations animales dans le respect de l’animal et des conditions optimales du suivi des règles d’hygiène et de sécurité. Il est nécessaire d’utiliser les souris à partir de d'âge de 2 mois afin de pouvoir comparer les résultats avec ceux obtenus dans nos précédentes études et celles décrites dans la littérature.

  • Recherche appliquée
    • Diagnostic des maladies
Rats : 900
Souffrances
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Devenir
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 900

900 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Ils subissent pose de cathéters, injections de radiotraceurs, séances d'imagerie TEP d'une heure sous anesthésie et, pour certains, une injection cérébrale stéréotaxique d'un vecteur viral ou d'un agent neuro-inflammatoire, avant une euthanasie par exsanguination pour prélever le cerveau. Le porteur indique que les radiotraceurs sont administrés à très faible dose et qu'aucune toxicité n'est attendue, les nuisances venant surtout des manipulations. Il décrit de nombreuses caractérisations in vitro et in silico en amont mais conclut que l'étape in vivo reste "indispensable" pour prédire l'affinité et le métabolisme réels.

Objectifs

La tomographie par émission de positons (TEP) est une technique d’imagerie médicale non invasive utilisée à l’hôpital pour le diagnostic qui utilise essentiellement le fluorodésoxyglucose marqué au fluor-18. Le développement de nouveaux radiotraceurs plus spécifiques donne accès à une imagerie moléculaire de hautes sensibilité et spécificité pour le diagnostic et la thérapie et pour une meilleure compréhension des maladies, notamment celles du système nerveux central. L’objectif de ce projet est de caractériser et de valider chez le rongeur de nouveaux radiotraceurs pour l’imagerie TEP en évaluant leur interaction avec des cibles impliquées dans différentes maladies neurodégénératives associées à la neuroinflammation Trois types de caractérisations seront effectuées au cours du projet : - les caractérisations pharmacologiques in vitro aident au choix du radiotraceur et permettent d’optimiser sa structure chimique ; - les caractérisations ex vivo permettent d’étudier la biodistribution tissulaire du radiotraceur et ses métabolites. Lors de cette étape, nous développerons de nouvelles méthodes analytiques originales pour localiser et quantifier les nouveaux radiotraceurs et leurs principaux métabolites dans le cerveau, en amont des étapes de radiomarquage pour maximiser le transfert en clinique et diminuer le nombre d’animaux nécessaires. Cette première étape de validation nécessitant des animaux est limitante et cruciale dans la sélection des meilleurs candidats ; - l’évaluation préclinique in vivo nécessite ensuite l’administration du radiotraceur chez l’animal afin d’étudier son métabolisme et sa pharmacocinétique plasmatique ainsi que sa spécificité et sélectivité pour la cible d’intérêt par imagerie TEP et de déterminer les paramètres pharmacocinétiques caractéristiques de cette interaction. Cette étape in vivo est indispensable et nous permet d’obtenir les données nécessaires pour l’utilisation ultérieure du radiotraceur chez l’homme (transversalité).

Bénéfices attendus

Ce projet vise à développer de nouveaux radiotraceurs pour l’imagerie de la neuroinflammation associée à différentes maladies neurodégénératives à travers des cibles cérébrales impliqués dans le métabolisme des stéroïdes du cerveau comme le cholestérol. En effet, la modification de ces cibles pharmacologiques a été associée à des pathologies comme les maladies d’Alzheimer, de Parkinson, de Huntington, la sclérose en plaques ou encore l’épilepsie. A court terme, la sélection et la validation de nouveaux radiotraceurs évalués en préclinique (sur les animaux) permettront de tester des molécules plus spécifiques chez l’homme dans des protocoles de recherche. A long terme, le développement et l’utilisation en routine clinique de traceursspécifiques de la neuroinflammation pourraient permettre le diagnostic, le suivi et l’évaluation de nouvelles approches thérapeutiques dans des maladies neurodégénératives pour lesquelles il n’existe que très peu ou pas de traitement efficace, en particulier dans la maladie d’Alzheimer. Ces marqueurs permettront également d’optimiser les traitements en matière de dose et de limitation des effets toxiques potentiels. Cela implique l’étude et la compréhension de l’action des traitements et de leur devenir dans l’organisme.

Procédures

Dans ce projet, les interventions sur les animaux seront réalisées sous anesthésie à l’isoflurane afin de limiter au maximum douleur, souffrance et angoisse. Elles comprennent la pose de cathéters veineux/artériels (environ 15 min) pour les prélèvements sanguins, les injections de produits (durée

Impact sur les animaux

Les radiotraceurs développés dans ce projet seront administrés à doses extrêmement faibles, ce qui limite voire élimine tout risque de toxicité. Concernant les autres molécules utilisée, les doses chez l’animal sont généralement connues dans la littérature, notamment chez les rongeurs, en terme d’efficacité et d’effet secondaires. Ainsi aux doses prévues dans cette étude, aucune toxicité n’est attendue. Cependant, des effets indésirables ou nuisances possibles comme du stress, changement de comportement, douleur éventuelle peuvent provenir des manipulations (en particulier lors de l’injection d’une durée maximale de 5 min ou lors de la phase de réveil d’une durée maximale de 60 min avant l’euthanasie) oudes pathologies induites (animaux AD en particulier).

Devenir

A l’issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés afin de collecter le cerveau (et autres organes) pour des analyses ex vivo (radio-HPLC, spectrométrie de masse, immunohistochimie, autoradiographie…).

Remplacement

Nous mettons en œuvre de nombreuses approches in vitro pour les premières caractérisations des radiotraceurs et la sélection des meilleurs candidats. Ces expériences sur membranes, homogénats tissulaires, cellules, protéines recombinantes nous permettent d’estimer leur affinité et leur sélectivité pour une cible d’intérêt et de détecter leurs principaux métabolites et les enzymes responsables de ces biotransformations. Cette étape nous permet aussi de modifier éventuellement la structure des composés pour les rendre plus stables in vivo en diminuant le niveau de métabolisme. En parallèle, des études in silico peuvent également être mises en œuvre pour sélectionner les composés les plus enclins à interagir avec une cible d’intérêt (récepteur/enzyme). Cependant l’étude in vivo sur les rongeurs s’avère indispensable par la suite car les approches in vitro ne sont pas suffisamment quantitativement prédictives de l’affinité/spécificité in vivo et du taux de métabolisme in vivo. L’extrapolation in vitro-in vivo nécessite la mise en place de modèles mathématiques complexes qui ne sont pas adaptés à tous les paramètres pharmacologiques. Par ailleurs, les paramètres d’absorption, de distribution et de pharmacocinétique du radiotraceur dans le sang et les organes doivent être mesurés dans l’organisme de l’animal. Cette étape préclinique est essentielle à l’évaluation du meilleur candidat pour un passage chez l’homme (transversalité).

Réduction

Dans cette étude, le nombre d’animaux prévu a été déterminé d’après des études antérieures réalisées au laboratoire et des articles bibliographiques. Pour les études de biodistribution et de métabolisme, des groupes de 120 animaux ont été prévus, correspondant à l’analyse de 3 animaux/temps (nombre minimum pour obtenir des résultats statistiquement significatifs,). Pour les études d’imagerie, les groupes de 6 animaux permettent d’obtenir des résultats significatifs compte tenu des variations interindividuelles observées chez le rat. L’ensemble des études in vitro permettant de caractériser pharmacologiquement les radiotraceurs et de ne sélectionner que quelques candidats présentant des propriétés adéquates pour l’imagerie nous permettent de réduire considérablement le nombre d’animaux. Parmi ces propriétés, nous vérifierons par des méthodes alternatives que la molécule peut entrer dans le cerveau, présente une haute affinité et sélectivité pour sa cible, peut être radiomarquée avec des isotopes compatibles avec l’imagerie et que son métabolisme n’est pas incompatible avec son développement. Nous développerons par ailleurs des méthodes analytiques de quantification des radiotraceurs et de leurs métabolites, les plus sensibles possibles pour utiliser des volumes de sang ou de tissus les plus faibles possibles et réduire ainsi le nombre d’animaux.

Raffinement

Les animaux seront acclimatés aux conditions d’hébergement pendant au moins 7 jours avant le début des expérimentations et seront entraînés à la manipulation avant le début du protocole ce qui permet de diminuer l’état de stress et d’améliorer leur bien-être. Ils seront hébergés par paire dans une cage enrichie avec un tunnel de camouflage, bâtonnets de bois et du matériel pour la fabrication de nids. Lors de toutes les expériences in vivo et/ou ex vivo, biodistribution, métabolisme et imagerie, les animaux seront anesthésiés. Dans certains cas particuliers, afin d’éviter toute influence de l’anesthésique sur le métabolisme d’un radiotraceur ou une pollution du signal par l’anesthésique, les injections pourront être réalisées sur animaux vigiles placés dans un tube de contention. Dans ce cas, les animaux seront entraînés à la manipulation de manière à limiter la douleur et le stress le jour de l’expérimentation. Les animaux seront étroitement suivis tout au long de l’étude par du personnel expérimenté, permettant l’application des critères d’arrêt en amont afin d’empêcher toute souffrance animale. En cas de complications, le vétérinaire de l’installation sera alerté afin de mettre en œuvre des traitements appropriés.

Choix des espèces

Les rongeurs et en particulier le rat font partie des modèles animaux les plus décrits dans la littérature pour les études de biodistribution, de métabolisme et d’imagerie cérébrale. Il existe par ailleurs de nombreux modèles de maladies neurodégénératives décrits chez le rat (Alzheimer, Sclérose en plaques, Huntington, …) qui nous permettent de tester les meilleurs candidats sélectionnés sur des animaux pathologiques/génétiquement modifiés et d’étudier les modifications de leur interaction avec la cible d’intérêt. Les animaux utilisés dans ce projet auront entre 4 semaines et 6 mois selon les modèles de rats (sains ou pathologiques) et les procédures. Pour les études de métabolisme, des rats jeunes seront utilisés (environ 40 jours). En effet, une diminution du métabolisme avec l’âge a été observée et décrite dans la littérature. Pour les études d’imagerie, le cerveau doit être assez développé. Les rats transgéniques et contrôles seront utilisés à l’âge de 6, 12 et 18 mois afin d’investiguer la capacité des traceurs à détecter leur cible à un stade précoce (6 mois), moyen (12 mois) ou tardif (18 mois) du développement de la maladie d’Alzheimer. Pour le modèle de rat injecté par un vecteur viral l’imagerie sera réalisée entre 5 et 10 semaines après l’injection du vecteur afin de vérifier l’absence de vecteur viral et l’expression du récepteur humain. L’injection du vecteur viral étant réalisée à l’âge de 8 semaines, les rats auront entre 13 et 18 semaines lors de l’examen d’imagerie.

  • Recherche fondamentale
    • Biologie du développement
    • Oncologie
Souris : 689
Souffrances
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Devenir
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 200
 489

689 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, 200 remises à disposition d'autres équipes et les autres tuées. L'étude repose sur deux élevages de souris génétiquement modifiées, avec biopsie de la queue avant sevrage et administration de tamoxifène aux femelles pendant l'allaitement. Le porteur reconnaît que certaines souris peuvent présenter perte de poids, perte d'appétit et hypothermie persistante. Il rattache le projet à la compréhension des cancers du sein et affirme travailler en parallèle sur des mini-glandes mammaires in vitro pour limiter le recours à la souris.

Objectifs

Le développement et le remodelage de la glande mammaire lors du cycle de reproduction dépendent de plusieurs types cellulaires. Sous influence hormonale, les cellules mammaires prolifèrent et se différencient pour permettre le développement du tissu mammaire et la lactation. Une partie des cellules mammaires meurt post-lactation pour permettre le retour de la glande mammaire à un stade semblable à la glande vierge. Ce processus est appelé involution. Des cellules immunitaires de la glande mammaire permettent l’involution par l’élimination des débris de cellules mammaires. La nature des communications entre cellules mammaires et immunitaires qui permettent l’involution reste méconnue. Nous avons récemment montré que des cellules mammaires assemblent une antenne cellulaire nommée cil primaire. Cette antenne pourrait être impliquée dans la régulation des communications entre cellules pour permettre l’involution mammaire. Notre objectif est de tester cette hypothèse chez la souris à l’aide d’animaux génétiquement modifiés. Ces animaux permettent une inactivation de la formation de l’antenne cellulaire spécifiquement au cours du cycle de reproduction dans la glande mammaire. Ils représentent le seul moyen de pouvoir étudier le rôle du cil dans ce processus physiologique qui implique de nombreux acteurs cellulaires en interaction et sous influence hormonale.

Bénéfices attendus

Le but de ce projet est de révéler de nouveaux mécanismes qui coordonnent la lactation et l’involution de la glande mammaire. Le bon déroulement de ces deux processus physiologiques est nécessaire à l’allaitement et au remodelage de la glande mammaire au cours du cycle de reproduction. Des anomalies de lactation et de remodelage de la glande mammaire post-lactation peuvent conduire à des défauts d’allaitement et à des cancers du sein aggressifs. Les résultats du projet permettront le développement de nos connaissances sur la physiologie de la glande mammaire au cours du cycle de reproduction. Ils révéleront de nouvelles informations sur les causes des maladies qui y sont associées et pourraient à long-terme révéler de nouvelles pistes pour améliorer l’allaitement et prévenir les cancers du sein suite à une grossesse. Le développement d’un modèle murin est essentiel pour comprendre la biologie de la glande mammaire qui répond à des hormones dans l’organisme entier. Le modèle murin nous permettra d’étudier la physiologie de la glande mammaire dans un contexte unique et pertinent.

Procédures

Le développement du projet nécessite la constitution de deux élevages de souris génétiquement modifiées. L’identification des animaux d’intérêt au sein de ces élevages nécessitera de petites biopsies sur l’extrémité de la queue d’animaux avant leur sevrage (intervention < 1 min). Cette intervention n’interviendra qu’une fois dans la vie de la souris. De plus, du tamoxifène (un médicament qui est utilisé chez l’homme pour le traitement de certains cancers) sera administré à un groupe restreint de souris adultes dans le projet, soit par la nourriture ou par injection sous la peau. L’administration du tamoxifène se fera durant 5 jours à la fin de la lactation, en continue dans la nourriture, ou par injection à 5 reprises sous la peau au cours des 5 derniers jours de l’allaitement (durée < 1 minute/animal/injection, 1 injection par jour sur 5 jours).

Impact sur les animaux

Les petites biopsies de l’extrémité de la queue chez la souris ne devraient pas engendrer de douleur car elles se feront sous anesthésie mais pourraient générer une nuisance pour les animaux qui serait liée au processus de cicatrisation. Nous injecterons du tamoxifène par voie sous cutannée chez des souris femelles en allaitement. Cet acte pourrait générer un incomfort pour les souris. Nous n’excluons pas que des animaux pourraient démontrer des signes de mauvais état général (du fait de la procédure ou non) comme la perte de poids et d’appétit ainsi qu’une hypothermie persistante. Des observations et examens cliniques seront réalisés très régulièrement afin de mettre en lumière les animaux montrant des signes cliniques atteignant des points limites qui nécessite des soins adaptés. Nous suivrons les recommandations éthiques de la Structure de Bien-Être Animal de notre établissement.

Devenir

Les animaux reproducteurs qui détiennent les modifications génétiques souhaitées dans nos élevages seront maintenus en vie tout au long du projet pour l'élevage et l'administration au tamoxifène puis mis à mort à la fin du projet pour collecter les tissus et afin d'effectuer nos analyses ex vivo. Les animaux qui ne détiennent pas les modifications génétiques souhaitées et qui auront toutefois été exposés au tamoxifène avant leur sevrage (par allaitement) seront mis à mort au sevrage car le tamoxifène pourrait interférer avec d'autres expérimentation si les animaux étaient mis à disposition de la communauté. Les animaux qui ne détiennent pas les modifications génétiques souhaitées dans le projet et qui n’auront pas été au contact du tamoxifène seront mis à disposition de la communauté pour pouvoir être réutilisés.

Remplacement

Le projet vise à identifier des nouvelles connaissances sur le fonctionnement de la glande mammaire au cours du cycle de reproduction. Notre objectif est d’étudier les communications intercellulaires dans cet organe et l’implication d’une antenne cellulaire, le cil primaire, dans ces communications au sein de ce tissu qui répond aux hormones dans l’organisme entier. Il n’existe pas à ce jour de modèle alternatif à l’animal pour la culture en dehors de l’organisme de divers types de cellules qui répondent aux hormones et miment le cycle de reproduction. L’utilisation de la souris est essentielle à la compréhension fine du fonctionnement de la glande mammaire. Toutefois, nous travaillons sur la culture de mini-glandes mammaires en dehors de l’organismes (organoides in vitro) qui contiennent les différents types cellulaires mammaires. Nous nous efforçons d’utiliser ces modèles alternatifs pour répondre à nos questions scientifiques qui ne concernent que la biologie du tissu mammaires en absence d’autres types cellulaires et sans stimuli hormonaux. Nous avons par exemple utilisé ces modèles pour développer notre stratégie génétique chez la souris. Nos travaux in vitro nous permettent de limiter tant que possible le recours à la souris et de proposer des stratégies pertinentes et optimisées lorsque le recours à la souris est indispensable.

Réduction

Afin de réduire au maximum le nombres d’animaux utilisés, le personnel est formé aux outils statistiques appliqués à l'expérimentation animale. Les protocoles d’administration du tamoxifène, issus de la bibliographie, sont validés par la communauté internationale et robustes. Nous anticipons donc que notre stratégie avec un nombre d’animaux restreint au minimum aboutira à une étude féconde et à de nouvelles découvertes. Le personnel collaborera avec d’autres équipes, notamment dans le partage des animaux (pour les animaux disponibles et inadaptés pour notre projet) et dans le partage des données notamment par la mise en commun des données et des expertises analytiques.

Raffinement

Le bien-être des animaux de l’étude sera particulièrement porté à l’attention du personnel qui veillera aux meilleures conditions d’hébergement possible, notamment via un maintien des groupes sociaux et l’enrichissement de l'habitat (frisottis de papier, cabanes). La gestion du stress des animaux sera maximisée, par une manipulation la plus rapide et la moins fréquente possible. Différents lieux accueilleront les animaux pour une distanciation maximale entre les lieux d’hébergement, de soins et d’euthanasie. Enfin, la douleur des animaux utilisés sera fréquemment suivi par un examen clinique afin de déterminer le plus précocement possible les douleurs éventuelles qui nécessitent d’adapter le protocole et d’apporter des soins nécessaires.

Choix des espèces

La souris est particulièrement adaptée pour notre étude puisque les phases du cycle de reproduction sont bien décrites. Le remodelage de la glande mammaire au cours du cycle de reproduction est rapide chez la souris et la physiologie de la glande mammaire murine et humaine est similaire. Nous avons déjà des résultats préliminaires chez la souris sur la biologie de la glande mammaire. Nous avons accès à des souris génétiquement modifiées et ne devons pas créer de nouveaux modèles. Pour ces raisons nous choisissons de poursuivre nos travaux chez la souris. Nous souhaitons étudier la biologie de la glande mammaire au cours du cycle de reproduction. Nous élèverons des souris mâles et femelles pour créer nos modèles d’étude. Une fois les modèles établis, nous travaillerons avec des femelles en cours d’allaitement, post-allaitement et en gestation pour nos analyses du fonctionnement de la glande mammaire femelle. Nous travaillerons avec des souris entre 6 semaines et 1 an d'âge. Les animaux de cette classe d'âge sont aptes à la reproduction. Ils permettent nos analyses de la physiologie de la glande mammaire au cours du cycle de reproduction.

  • Recherche appliquée
    • Cancers
Souris : 102
Souffrances
▲ -
▲ 51
▲ 51
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Devenir
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 102

102 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Elles reçoivent une injection sous-cutanée d'un nanopolymère anticancéreux au moyen d'un injecteur sans aiguille, puis des séances d'imagerie sous anesthésie, avant la mise à mort pour prélever la peau au site d'injection. Le porteur décrit un projet visant surtout à évaluer un dispositif d'auto-injection destiné au confort des patients en oncologie. Il affirme que l'étude de la distribution du produit impose un "organisme entier" et écarte les modèles ex vivo.

Objectifs

Le projet global de l’équipe est de fabriquer de nouvelles formulations galéniques injectables par voie sous cutanée , de type nanopolymères (molècule chimique de taille nanométrique) contenant des molécules à visée thérapeutique dans le domaine du cancer. La plupart des chimiothérapies anticancéreuses actuelles présentent une toxicité systémique importante limitant l’augmentation des doses administrées et donc les résultats thérapeutiques. Afin de permettre aux patients en oncologie de s'injecter en autonomie par voie sous cutanée leur chimiothérapie, 5 formulations de nanopolymères ont été développés par nos partenaires et ont fait preuve de résultats prometteurs sur les cellules. Des études d’innocuité permettant de vérifier que ces nanopolymères n’ont pas d’effet toxique au niveau du tissu sous-cutané, ainsi que des études d'efficacité antitumorale de ces nanopolymères après injection sous cutanée ont également déjà démontré des résultats prometteurs. L'objectif de cette étude est alors de tester l'administration de ces nanopolymères à l'aide d'un injecteur sans aiguille, afin de toujours améliorer le confort de vie du patient.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendues sont l'aide à la décision de la définition du nanopolymère optimal pour une administration sous cutanée d'agents anticancéreux. L'emploi d'un tel dispositif d'injectabilité permettrait en effet de faciliter l'autoadministration du patient ainsi que son confort.

Procédures

1/ Administration unique des traitements par voie sous cutanée (102 animaux) - durée de l'intervention: quelques secondes 2/ Imagerie répétée sur animal anesthésié (51 animaux) - durée de chaque intervention: 10 minutes sous anesthésie 3/Prélèvement de sang et peau (51 animaux)- durée de l'intervention: 5 minutes sous anesthésie

Impact sur les animaux

Bien qu'administré par voie sous cutanée, du fait de ce nouvel dispositif, la douleur à l'injection devrait être de très courte durée et largement réduite. Lors des études de biodistribution par imageur et de prélèvement de peau au niveau du site d'injection, entre les omoplates, les animaux seront anesthésiés par cage à induction ce qui peut stresser l'animal avant l'endormissement.

Devenir

Afin d'évaluer la non toxicité des nanopolymères et leur bonne administration sous cutanée, nous devrons prélever chez lintégralité des animaux des échantillons de peau au niveau du site d'injection, nécessitant donc leur mise à mort.

Remplacement

Le développement de nouveau médicament nécessite la mise en place d’expérience chez l’animal, afin de pouvoir étudier sa distribution et sa toxicité éventuelle dans un organisme entier. Ceci est essentiel pour la prise en compte des mécanismes de défense et de métabolisation qui seront mis en place par l’organisme et qui ne peuvent pas être reproduit in vitro du fait de l’implication de nombreux systèmes biologiques (système immunitaire notamment). Des modèles ex vivo ne permettraient pas de mimer l'injection sous cutanée, l'atteinte de la circulation sanguine et la biodistribution des polymères.

Réduction

Les études de biodistribution sont faites par imagerie et sont donc longitudinales et non invasives. Une étude pilote est mise en place pour limiter le nombre d'animaux par la suite.

Raffinement

Le bien être animal est respecté: - Conditions d'hébergement adaptées : nourriture et eau à volonté, température constante de 20°C et mise en place d'un cycle jour/nuit inversé par périodes de 12 heures - temps d'acclimatation de 10 jours avant toute procédure - souris hébergées en groupe (6 souris par cage) - enrichissement des cages avec des domes en plastique et cotons prédécoupés spécifiques/stériles, réduction du stress (les études de biodistribution seront conduites sous anesthésie générale gazeuse au sévoflurane) et aucun stress ou souffrance particulière n’est attendue au cours des diverses étapes des tests) - définition des points limites et évaluation quotidienne des signes de douleurs (exemple de critères d'évaluation de la douleur: difficultés respiratoires importantes, prostration, atonie, défaut d'alimentation avec perte de poids supérieure à 15%, isolement, ou tout autre signe physique tel que la position des oreilles ou des vibrisses). L'intégralité de la conduite à tenir et la définition exacte des points limites se trouvent dans une grille des scores de la douleur qui évalue le bien être animal sur chacun de ces points et donne les directives à suivre en fonction de l'état de l'animal (ex de conduite à tenir: augmentation des fréquences de suivi, utilisation d'analgésique, mise à mort immédiate).

Choix des espèces

La plupart des études publiées dans la littérature concernant l’évaluation de nouveaux médicaments anticancéreux ainsi que nos études préalables sont effectuées sur la souris. De plus tous nos travaux préliminaires de biodistribution, pharmacocinétique et d'efficacité antitumorale ont déja été fait sur cette espèce. Le dispositif d'administration sous cutanée sans aiguille testé pour cette étude n'est également développé que sur les souris ou rats. Les données bibliographiques se réfèrent principalement à des études effectuées sur des souris de 6 semaines. L'utilisation d’animaux de cet âge permettra une comparaison plus aisée avec les données déjà publiées dans la littérature et permettra ainsi de mieux évaluer la performance de nos nanopolymères. De plus 6 semaines est considéré comme l'âge adulte, âge le plus retrouvé dans les cancers du sein.

  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
Souris : 144
Souffrances
▲ -
▲ 72
▲ 72
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Devenir
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 144

144 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Elles reçoivent des injections intra-péritonéales de tamoxifène cinq jours de suite et subissent jusqu'à six prélèvements de sang à la queue espacés d'une semaine, puis un prélèvement sanguin terminal sous anesthésie, pour étudier le rôle de la famille de protéines Ikaros dans la formation des plaquettes. Le porteur indique que les injections peuvent provoquer des lésions cutanées ou une surinfection au point d'injection. Il affirme que les cellules souches humaines ne parviennent pas encore à maturer suffisamment en culture pour ce type d'étude.

Objectifs

Les thrombopénies constitutionnelles sont un groupe de maladies rares d’origine génétique caractérisées par un faible nombre de plaquettes sanguine ce qui est à l’origine de l’apparition de troubles hémorragiques. Récemment, des mutations dans la protéine PEGASUS (Ikzf5), appartenant à la famille IKAROS (IKZF), ont été identifiées chez des patients présentant une thrombopénie modérée, des plaquettes de grande taille et une absence de granules. La famille de protéines Ikaros est composée de 5 membres, Ikaros (Ikzf1), Hélios (Ikzf2), Eos (Ikzf3), Aiolos (Ikzf4) et Pegasus (Ikzf5) qui n’avaient jusqu’ici qu’été impliqués dans le contrôle de la production des globules blancs. Dans ce contexte, nous souhaitons mieux comprendre le rôle des différents membres de la famille Ikaros dans la biogénèse des plaquettes sanguines et identifier les mécanismes moléculaires mis en jeu.

Bénéfices attendus

La compréhension des thrombopénies constitutionnelles a bénéficié ces dernières années d’une amélioration des connaissances des étapes de formation des plaquettes (mégacaryopoïèse). Cependant, ces maladies restent encore largement incomprises et sous-diagnostiquées. Etudier le rôle de facteurs de transcription comme ceux de la famille Ikaros permettra d’accroître nos connaissances sur les mécanismes moléculaires et cellulaires qui sous-tendent les différentes étapes de maturation des plaquettes (extension du cytoplasme, biogénèse des granules, capacité des mégacaryocytes à produire des plaquettes). Ce projet nous permettera d’améliorer notre compréhension de l’étiologie des saignements observés chez les patients et leur prise en charge.

Procédures

Des injections intra-péritonéales d'une durée de quelques secondes seront réalisées sur 72 animaux vigiles à raison d'une injection par jour pendant 5 jours consécutifs. Des prélèvements sanguins de moins d'une minutes seront toujours faits sur animaux sous anesthésie générale. 72 souris auront un prélèvement unique de sang de quelques microlitres à la queue puis une semaine plus tard un prélèvement de sang terminal (grand volume), toujours sous anesthésie générale. 72 souris auront 6 prélèvements de sang à la queue espacés d'une semaine chacun. Après les 6 semaines de prélèvements, un prélèvement de sang terminal (grand volume) sera effectué, toujours sous anesthésie générale.

Impact sur les animaux

Pour l’ensemble des lignées - possible stress au moment de l’anesthésie gazeuse pour le prélèvement à la queue (environ 30s avant l’endormissement). -possibilité et/ou difficulté de mobilité/engourdissement au réveil des suites de l’anesthésie gazeuse, durée maximale estimée à 3min. - prélèvements de sang à la queue : possible apparition d’inflammation ou de douleur au site de coupure - Apparition de lésions cutanées ou à des surinfections au site d’injection du tamoxifène en intra-péritonéale.

Devenir

Les animaux sont tous mis à mort à la fin des procédures car un grand volume de sang est prélevé afin de compter et analyser différents composants du sang (globules rouges, globules blancs et plaquettes).

Remplacement

Les différentes étapes de la biogénèse des plaquettes sanguines ne sont pas suffisamment caractérisées chez l'humain alors qu’elles le sont dans les modèles murins. En effet, si les cellules iPS (cellules pluripotentes induites) peuvent être utilisées pour reproduire des mutations retrouvées chez l'Homme, les techniques de culture cellulaires actuelles ne leur permettent pas encore de maturer de manière suffisamment efficace pour réaliser des études approfondies de la biogénèse des plaquettes.

Réduction

Nous avons estimé la taille des groupes selon nos expériences du modèle le but étant de réduire le plus possible le nombre d’animaux utilisés tout en assurant la robustesse statistique de notre étude.

Raffinement

Les souris seront observées tous les jours jusqu’à la mise à mort et les observations seront consignées dans une fiche de suivi. A la moindre apparition d’un signe de souffrance, un score sera calculé et des mesures seront prises. Tous les prélèvements de sang seront réalisés sous anesthésie générale.

Choix des espèces

Le laboratoire possède une expérience éprouvée de l’étude de la biogénèse des plaquettes dans les modèles murins. Les animaux seront utilisés au stade adulte, pubères âgés de 8 à 20 semaines maximum, tranche d’âge où il y a un intérêt à observer et analyser la biogénèse des plaquettes au stade adulte afin d’avoir des groupes représentatifs.

  • Recherche appliquée
    • Cancers
  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
Souris : 9660
Souffrances
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▲ 9660
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▲ -
Devenir
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 -
 8882
 778

9 660 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, 8 882 transférées vers d'autres projets d'expérimentation et les autres tuées. Issues du croisement de deux lignées immunodéficientes, elles portent un phénotype déclaré dommageable qui les rend vulnérables à toute infection, et sont élevées en conditions stériles pour que ce phénotype ne s'exprime pas. Le porteur indique que le génotypage combine tatouage des phalanges et biopsie de la queue sur des animaux de dix jours, geste qui peut provoquer un inconfort. Il revendique l'intérêt de ces souris pour "mimer les cancers humains" et présente la demande comme une simple déclaration d'élevage imposée par la réglementation.

Objectifs

La lignée de souris qui est l'objet de cette Demande d'Autorisation de Projet (DAP) est un croisement entre deux lignées immunodéprimées : les animaux issus de ce croisement sont donc fortement immunodéficients (sans défenses immunitaires). Leur phénotype (l'ensemble des caractères visibles) est par conséquent considéré comme dommageable : ils deviennent sensibles et vulnérables à tout pathogène, dont l'infection peut leur être délétère. Cependant, ce phénotype peut ne pas s'exprimer si leur élevage est réalisé dans des conditions sanitaires optimales : statut sanitaire contrôlé sans pathogène, hébergement en cages ventilées, manipulation sous hotte, utilisation d'équipements, d'aliment, d'eau de boisson et d'enrichissements stériles, ce qui est le cas dans notre Etablissement Utilisateur. Désormais la règlementation européenne nous demande de déclarer l'élevage de ces animaux à phénotype dommageable, même si ce phénotype ne s'exprime pas grâce aux conditions adéquates de maintien de cette lignée. C'est l'objet de cette demande.

Bénéfices attendus

Cette lignée est utilisée par de nombreuses équipes de notre Etablissement Utilisateur, étant immunodéficiente elle représente un modèle de choix en oncologie afin de pouvoir mimer les cancers humains. Elle est également très résistante aux rayons X, ce qui permet de combiner la chimiothérapie et radiothérapie lors de protocoles de traitement, et de s'approcher au plus près des protocoles thérapeutiques humains.

Procédures

Il y aura une biopsie de queue (1-2 mm) sur certains nouveaux-nés d'environ 10 jours, une seule fois, pour leur génotypage. Ce prélèvement dure quelques secondes.

Impact sur les animaux

L’élevage en lui-même de la lignée de souris qui fait l'objet de cette DAP ne présente pas de nuisance ou d’effet indésirables : étant donné les conditions d’hébergement et de soin, le phénotype délétère ne s’exprime pas. La technique de génotypage décrite dans cette DAP pour les animaux nécessaires au rafraichissement génétique est composée de 2 actes techniques invasifs: l'identification par tatouage des phalanges, et la biopsie de queue. Chacun de ces actes à lui seul n'induit pas de douleur, mais le cumul des deux actes de manière très rapprochée (quelques secondes d'intervalle) peut induire un inconfort léger et transitoire pour l'animal âgé de 10 jours.

Devenir

Procédure 1: Les animaux arrivant en fin de fertilité (environ 6 mois d'âge) sont mis à mort par inhalation d'un gradient de CO2. Les animaux destinés à être expérimentés sont transférés en zone d'Expérimentation et inclus dans d'autres DAP en utilisation continue. Procédure 2: Après génotypage, si le génotype n'est pas d'intérêt, les animaux seront mis à mort par inhalation d'un gradient de CO2. Si le génotype correspond à celui qui doit être utilisé pour le rafraichissement génétique, alors ils seront destinés à la mise en accouplement.

Remplacement

Les méthodes alternatives à l'expérimentation animale se développent de plus en plus, cependant pour certaines problématiques telles que l'étude de phénomènes physiologiques elles restent incomplètes et insuffisantes, puisqu'elles ne mettent pas en jeu toutes les interactions au sein d'un organisme vivant. De plus, les lignées de souris immunodéficientes restent très intéressantes pour appliquer des paramètres humains en oncologie sans risque de rejet.

Réduction

Nous essayons de prévoir nos plans de production au plus précis afin de ne pas surproduire. Tous les animaux sont utilisés soit en expérimentation soit en renouvellement de géniteurs. Seuls les animaux qui n'ont pas le génotype d'intérêt au moment du rafraichissement génétique seront sacrifiés.

Raffinement

Tous les animaux sont utilisés soit en expérimentation soit en renouvellement de géniteurs. Ils sont hébergés par couple pour les reproducteurs, ou par 5 pour les animaux de stock avant transfert en expérimentation. Nos conditions d'élevage permettent au phénotype dommageable de ne pas s'exprimer : cages ventilées, change sous hotte à la pince, litière, aliment, eau et enrichissements stérilisés. Ces derniers sont variés et adaptés au type d'animaux dans la cage (reproducteurs : plateforme+boule papier kraft+cotons; stock : plateforme+tunnel+cotons). Concernant les lots d'animaux qui doivent être génotypés (rafraichissement génétique), les préleveurs de notre Etablissement Utilisateur sont des expérimentateurs chevronnés et ont plusieurs années de pratique dans cette procédure de génotypage. Le geste est précis, rapide et maîtrisé. Ainsi l'inconfort et le stress de l'animal sont de courte durée.

Choix des espèces

Au sein de notre Etablissement Utilisateur, l'ensemble des équipes de recherche utilise le modèle souris pour sa facilité de manipulation technique, génétique, la rapidité de production de lots expérimentaux, et le grand nombre de pathologies humaines qu'il est possible de mimer Les animaux utilisés dans cette DAP sont déclarés dès leur naissance, génotypés aux environs de 10 jours (procédure 2), puis mis en accouplement à l'âge de 8 semaines (procédure 1), jusqu'à la fin de leur période fertile (environ 6 mois).

  • Recherche fondamentale
    • Organes sensoriels
    • Système nerveux
Autres rongeurs : 374
Souffrances
▲ -
▲ 32
▲ 342
▲ -
Devenir
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 -
 -
 374

374 Psammomys obesus vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Isolés en cage individuelle dès le sevrage, ils reçoivent une injection sous-rétinienne et jusqu'à 24 injections hebdomadaires et subissent des examens oculaires répétés sous anesthésie, pour étudier les effets de la lumière artificielle nocturne sur la rétine. Le porteur reconnaît que l'isolement prolongé induit du stress et que les anesthésies répétées peuvent entraîner une perte de poids. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ou in silico ne reproduit l'ensemble des structures rétiniennes et qu'il faut travailler à l'échelle de l'animal entier.

Objectifs

Nous vivons dans un monde illuminé en permanence et l'exposition à la lumière artificielle la nuit (LAN) est devenue une réalité quasi universelle. Bien qu'elle soit essentielle à nos modes de vie modernes, il est clair que la LAN a des impacts négatifs sur la santé, en favorisant le développement notamment de cancers et troubles métaboliques. Il est également évident que ces effets néfastes sur la santé sont causés par des perturbations induites par la LAN dans notre horloge biologique. Cette horloge joue un rôle vital en coordonnant de façon optimale toutes nos fonctions physiologiques (sommeil, prise de repas et digestion,etc) au cours du cycle jour/nuit. L'oeil est doublement concerné par les processus circadiens car c’est par lui que la LAN entre dans l'organisme et perturbe le système circadien, et l'oeil est lui-même sous contrôle d'une "horloge" intrinsèque. Malgré cela, on sait peu de choses sur les effets de la LAN sur la santé oculaire et la vision. Notre laboratoire est l'un des rares à explorer activement cette question, et nous savons qu'une exposition aiguë à la LAN entraîne des changements spectaculaires dans le fonctionnement rythmique de la rétine. Notre hypothèse de travail est que, de manière analogue à l'horloge biologique principale, la perturbation induite par la LAN dans les rythmes de la rétine a un impact négatif sur la santé visuelle. À l'aide d'un modèle animal unique de rétine humaine riche en cônes, Psammomys obesus, les deux EU impliqués dans ce projet multisite ont montré que l’exposition chronique à la LAN (lumière intense en début de nuit) telle qu’elle se produit dans le travail posté, induit une altération de la structure rétinienne et de la fonction visuelle à long terme (résultats non publiés). Nos objectifs sont de comprendre dans le même modèle animal et le même paradigme d'exposition lumineuse, les effets (moléculaires et cellulaires) de la LAN sur la santé rétinienne, de déterminer quelle part de la lumière est responsable des effets toxiques et de d'évaluer si un traitement (anti-oxydant) à la vitamine E peut contrecarrer les effets à long terme de la LAN.

Bénéfices attendus

Nous espérons que nos résultats généreront de nouvelles connaissances et de nouveaux cadres conceptuels concernant les mécanismes de dégénérescence dans la rétine déclenchée par un éclairage environnemental aberrant (une lumière trop intense pendant la nuit). Ils doivent aider à définir recommandations pour limiter l'exposition à un tel éclairage chez l'homme et en particulier chez les patients souffrant de maladies rétiniennes.

Procédures

138 Psammomys obesus sont inclus dans une procédure comprenant une injection sous-rétinienne (réalisée dans l'EU 1). Tous les animaux feront l’objet d’une analyse fonctionnelle de la vision à l'aide de trois méthodes: tomographie par cohérence optique, fond d'oeil (tous deux réalisés dans EU2) et électrorétinographie (réalisé dans EU1). L'injection sous-rétinienne (EU1) s’effectue sous anesthésie gazeuse suivie d’une anesthésie locale et de l’application d’un gel limitant le dessèchement de l’oeil, environ 10 minutes pour chaque animal. Les méthodes employées pour l’étude fonctionnelle de la vision sont non invasives, ne provoquant pas de souffrance particulière. Ces trois méthodes d'une durée de 15 à 60 minutes maximum chacune sont réalisées sous anesthésie gazeuse (imagerie, EU2)) ou par voie sous-cutanée (électrorétinographie, EU1). Chaque animal subira au maximum 3 examens par imagerie de l'oeil et 3 examen par électrorétinographie (examen fonctionnel). Le traitement pharmacologique (EU1) mettra en jeu des injections hebdomadaires pendant toute la durée de la procédure soit au maximum 24 injections d'une durée de 1 minute. Le traitement à la vitamine E (EU1) impliquera une injection sous-cutanée hebdomadaire pendant toute la durée de la procédure soit 24 injections au maximum d'une durée de 1 minute.

Impact sur les animaux

Les animaux peuvent être soumis à différentes nuisances listées ci-dessous : 1) Impact généré par la LAN : nous nous attendons à une potentielle altération du système circadien et de l’humeur pour des animaux exposés pendant plusieurs mois. 2) A partir du sevrage et jusqu’à la fin des procédures, les animaux seront placés dans des cages individuelles pour mieux contrôler les conditions d'exposition lumineuse. L’isolement sur une longue période est susceptible d’induire du stress chez les Psammomys obesus. 3) Les animaux seront soumis à des anesthésies susceptibles d'altérer le bien-être de l'animal. 4) les animaux seront soumis à des injections susceptibles d’induire une douleur modérée, un risque infectieux et/ou inflammatoire. 5) Les animaux seront également soumis à électrorétinogrammes, susceptibles d’induire des anomalies oculaires dans certains cas (inflammation, infection, rougeur, opacité…). Liée à ces procédures, l'administration répétée d'anesthésies chez Psammomys obesus peut entraîner une perte de poids (10%) dans certains cas, indiquant une complication métabolique. 6) Des effets délétères du traitement à la vitamine E peuvent être observés, tels qu'une diminution de la pression artérielle, des problèmes de coagulation. 7) L'injection intra-péritonéale peut causer de la douleur, un stress et une inflammation chez le rongeur en raison de l'introduction d'une aiguille dans l'abdomen.Le transport entre les deux EU pourrait induire un stress aigu transitoire chez les animaux.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort en fin de procédure pour prélèvements.

Remplacement

Le but de ce projet est d’évaluer l’impact d’une exposition anormale à la lumière sur la vision en étudiant plus particulièrement les altérations du système circadien de la rétine. A l’heure actuelle, il n’est pas encore possible de modéliser in vitro et/ou in silico l’ensemble des structures impliquées de la rétine, ce qui nécessite donc d’avoir recours au modèle animal. Le projet nécessite la réalisation d’expériences dans un environnement intégral, à l’échelle de l’animal.

Réduction

Le nombre d’animaux a été choisi dans le respect des règles statistiques en vigueur, en minimisant le nombre d’animaux utilisés. Il a été déterminé par calcul de puissance à l’aide d’un logiciel, et sur la base de notre connaissance du modèle Psammomys obesus, des techniques utilisées et de nos expériences à ce sujet, ainsi que sur la littérature scientifique. De plus, afin de réduire le nombre total d'animaux: - Nous utilisons des approches non invasives et longitudinales ne conduisant pas à la mise à mort de l'animal. Les animaux utilisés lors des approches non-invasives seront utilisés dans le cadre d'une procédure ex-vivo, après prélèvements post-mortem des globes oculaires. De plus, nous utiliserons les mâles et les femelles de nos portées, puisque que nos résultats antérieurs n’ont pas montré d’effet du sexe sur la dégénérescence rétinienne induite par la LAN. Nous réaliserons des analyses statistiques pertinentes robustes et adaptées à nos groupes.

Raffinement

Pour réduire l'impact de l'isolement, les animaux sont hébergés en cages ouvertes ce qui permet de maintenir les contacts visuels et olfactifs entre les congénères. Pour optimiser leur croissance, les animaux dont le poids est inférieur à la moyenne (en tenant compte de la dispersion des valeurs), disposeront d’un biberon à tétine longue pour leur faciliter l’accès à la boisson, ainsi que des croquettes directement dans leur cage. En cas de problème d’alimentation récurrente objectivé par une perte de masse, les animaux auront accès à de la nourriture gélifiée directement dans une coupe dans la cage et les dents des animaux seront vérifiés. Les différents examens seront réalisés sous anesthésie et/ou analgésie. Durant ces procédures la température de l’animal sera maintenue à l’aide d’un tapis chauffant. Après les procédures les animaux seront suivis quotidiennement à l’aide d’une grille de score permettant d’objectiver différents paramètres (apparence, poids, examen clinique). A partir des grilles de score des points limites ont été définis, permettant de soustraire immédiatement l'animal à la souffrance. Les animaux sont transportés dans des boites de transport pour animaux de laboratoire contenant litière et enrichissements type bâton et frisure. De la nourriture et de l'eau gélifiée sont ajoutés pour que l'animal puisse se nourrir et s'hydrater sans risque d'écoulement de l'eau. Durant le transport selon la température extérieure, la voiture sera chauffée pour éviter toute hypothermie aux animaux. Les animaux seront transportés pendant le jour donc sans déphasage du cycle lumière/obscurité. L'état de santé des animaux sera évalué avant et après les procédures sur chaque site.

Choix des espèces

Psammomys obesus a une rétine remarquablement riche en cônes et représente un modèle animal pertinent de vision centrale, primordiale pour la vue humaine. Dans la nature, ces animaux sont sevrés après 20 jours et atteignent la taille adulte au bout de 4 mois. Ils deviennent sexuellement matures à 3-6 mois. L'espérance de vie est 14-18 mois, et six ans en captivité. Les animaux seront exposés à la LAN dès l'âge de 2 mois et maintenus dans ce régime plusieurs semaines. Les injections sous-rétiniennes seront pratiquées sur des animaux à P15.