Procédures légères
Rôle de l’inflammation dans l’infection à Mycobacterium ulcerans chez la souris
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Injectées avec la toxine mycolactone dans le coussinet plantaire ou inoculées avec la bactérie dans la queue, 3 490 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance majoritairement modéré, toutes tuées à l'issue. L'ulcère de Buruli étudié provoque chez l'humain, surtout l'enfant, des lésions étendues. Les atteintes attendues chez les souris sont un gonflement du coussinet, une inflammation et une gêne locomotrice. Le porteur affirme que les modèles cellulaires ne sont "pas transposables à l'échelle de l'organisme entier" et conclut au caractère "indispensable" de l'animal.
Objectifs
Notre équipe s’intéresse à l’ulcère de Buruli, infection provoquée par Mycobacterium ulcerans et qui touche surtout les enfants, principalement diagnostiquée dans les zones humides de l’Afrique Centrale et de l’Ouest. Les lésions débutent généralement par un nodule qui évolue en une ulcération qui s’étend dramatiquement. Ces lésions ne sont pas douloureuses, en effet, la bactérie produit une toxine : la mycolactone, qui a un pouvoir analgésique. Au début des années 2005, la mise en place d’un traitement antibiotique a été une révolution. En effet, 50% des patients présentant des formes précoces n’ont plus besoin d’être hospitalisés puisque le traitement peut être mené en ambulatoire grâce aux dispensaires. Pour les formes tardives, la chirurgie (excision large des parties atteintes jusqu’en peau saine et greffe cutanée de parage) associée à l’antibiothérapie reste indispensable. Actuellement, la prise en charge de ces formes est le problème majeur, d’autant plus que les lésions étendues engendrent des séquelles importantes telles que déformations articulaires, rétractions tendineuses, amputations nécessitant une rééducation fonctionnelle adaptée. La prise en charge est donc pluridisciplinaire et requiert un temps d’hospitalisation très long (>3 mois) dans des centres spécialisés éloignés des domiciles des patients. Ce temps d’hospitalisation est long en raison d’une réparation tissulaire lente et représente un coût exorbitant. La prise en charge des patients pourrait donc être améliorée en diminuant ce temps. Le principal axe qui pourrait être amélioré pour atteindre cet objectif consisterait à accélérer la cicatrisation. Nous avons récemment montré que la mycolactone contenue dans des vésicules naturelles de la bactérie exacerbait la réponse inflammatoire favorisant le développement des lésions cutanées. Pour développer de nouvelles stratégies préventives prenant en compte cet effet de la mycolactone jusqu’alors inconnu, nous devons caractériser tous les mécanismes mis en jeu, tout particulièrement les voies de l’inflammation activées et identifier des composés anti-inflammatoires permettant de réduire ou d’inhiber cette inflammation. Ainsi, l’antibiothérapie de référence pourrait être complétée par un traitement anti-inflammatoire.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet seraient de caractériser les voies pro-inflammatoires induites par la mycolactone et par l’infection à Mycobacterium ulcerans et d’identifier des molécules anti-inflammatoires permettant d’inhiber cet effet. Ces molécules anti-inflammatoires pourraient ensuite être utilisées afin de compléter le traitement (antibiothérapie) afin de faciliter et d’améliorer la guérison des patients.
Procédures
Les animaux pourront être soumis à l’injection de la mycolactone dans le coussinet plantaire. Ce geste sera réalisé une seule fois, par une personne habituée et les animaux seront sous anesthésie générale (isoflurane). Ce geste pourra être réalisé au maximum sur 322 (182+140) animaux et durera moins de 30 secondes par animal. L’inoculation de la bactérie dans le derme de la queue sera réalisée une seule fois sous anesthésie générale et par une personne habituée à réaliser ce geste. Ce geste pourra être réalisé au maximum sur 3168 (1920 + 1248) animaux et durera moins de 30 secondes par animal. La mesure de l’inflammation se fera par mesure de l’épaisseur du coussinet plantaire à l’aide d’un pied à coulisse numérique. Pour cela, la souris vigile sera prise en contention (contention manuelle en décubitus dorsal. Ce geste est indolore et rapide à réaliser. Ce geste pourra être réalisé 24h, 48h et 72h après l’injection de mycolactone et sur 322 (182 + 140) animaux maximum et durera moins de 30 secondes par animal. L’injection des composés anti-inflammatoires et de leur véhicule sera réalisée par voie intra-péritonéale. Après mise sous contention des souris (prise de contention manuelle en décubitus dorsal), le composé sera injecté à l’aide d’une seringue de 0,5 mL équipée d’une aiguille de 30G de 8 mm de longueur. Un volume de 200μL maximum sera injecté dans le cadran inférieur droit de l’abdomen pour éviter le caecum. Pour les souris stimulées par la mycolactone, l’injection en intrapéritonéale du composé sera réalisée toutes les 24h de J- 3 avant la procédure 1 et jusqu’à J+3, soit pendant 7 jours. Ce geste pourra être réalisé sur 2200 (280 + 1920) animaux et durera moins de 30 secondes par animal. Pour les souris infectées par M. ulcerans, le composé sera administré de J20 à J45 si apparition de lésions ou jusqu’à J75 si pas de lésions L’antibiothérapie sera administrée par IP et gavage. Pour l’injection intra-péritonéale, le composé sera injecté à l’aide d’une seringue de 0,5 mL équipée d’une aiguille de 30G de 8 mm de longueur. Le composé sera administré par voie orale à l’aide s’une sonde adaptée et par une personne habituée à réaliser ce geste. L’administration de l’antibiothérapie sera réalisée toutes les 24h. Pour les souris infectées par M. ulcerans, l’antibiothérapie sera administrée de J20 à J45 si apparition de lésions ou jusqu’à J75 si pas de lésions. L’injection ou le gavage dureront moins de 30 secondes par animal.
Impact sur les animaux
Les nuissances ou effets indésirables qui pourraient survenir sont une surinfection (gonflement du coussinet, rougeur, changement de comportement marqué de l’animal) au site d’injection, une inflammation due aux propriétés pro-inflammatoires de la mycolactone, une altération de la démarche (boitement ou gêne locomotrice) et un stress lié à la prise de contention (geste rapide
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin du protocole.
Remplacement
Le bien-être animal a été une priorité dans la conception de cette étude. Cependant, à ce stade, l’utilisation d’animaux reste nécessaire. L’expérimentation animale est en effet indispensable pour identifier les cibles de l’inflammation en réponse à la mycolactone ou à la bactérie. Des modèles cellulaires permettent d’évaluer les propriétés pro-inflammatoires de la mycolactone, mais les résultats obtenus ne sont pas transposables à l’échelle de l’organisme entier. Il en est de même pour l’évaluation des molécules anti-inflammatoires.
Réduction
Le nombre d’animaux prévu pour cette étude est suffisant pour que les résultats soient statistiquement significatifs sans pour autant exagérer ce nombre. Ce nombre permet aussi d’obtenir des quantités d’échantillons biologiques suffisantes pour les analyses de laboratoire. Le nombre maximal d’animaux prévu est de 3490 souris, il s’agit du nombre maximal, il sera probablement réduit.
Raffinement
Afin de raffiner les conditions de vie des souris, un suivi adapté des animaux a été instauré afin de réduire, supprimer ou soulager l’inconfort, mais aussi la détresse ou l’angoisse qu’elles pourraient éprouver. Les animaux sont hébergés en groupes sociaux et bénéficient d’un enrichissement adapté. Un suivi régulier sera effectué sur l’ensemble des animaux et des indicateurs comportementaux et physiques sont prédéfinis et constituent les points limites. Pour éviter toute angoisse lors du protocole experimental, un anesthésique volatil (isoflurane) sera utilisé pour certaines procédures.
Choix des espèces
Toutes les études portant sur la physiopathologie de M. ulcerans montrent que le modèle souris est un très bon modèle. Dans notre contexte, l’utilisation de « l’espèce souris » nous semble très pertinente puisque nous possédons différentes lignées ayant des phénotypes différents vis-à-vis de l’infection à M. ulcerans (seule espèce à notre connaissance présentant des phénotypes différents selon les lignées utilisées). Nous avons aussi la possibilité d’utiliser des souris génétiquement modifiées chez lesquelles un gène a été désactivé afin de comprendre son rôle en observant les effets de son absence. Par exemple, l’inactivation de certains gènes permet aux souris de cicatriser spontanément suite à l’infection par Mycobacterium ulcerans. De plus, de très nombreux outils pour cette espèce sont disponibles pour analyser finement les différentes phases de l’infection (outils moléculaires et immunologiques). Enfin, notre équipe possède une grande expertise quant à l’utilisation des modèles murins. Les animaux utilisés pour ce protocole devront, à l’initiation de l’expérimentation être âgés de 8 semaines (maturation immunitaire et maturation du système nerveux).
Caractérisation des causes de l’infertilité humaine
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
Rats : 66
8 994 animaux, 8 928 souris et 66 rats, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, pour étudier l'infertilité humaine. Les femelles sont stimulées par des injections hormonales puis inséminées, afin de récupérer ovocytes et embryons. Le porteur affirme qu'aucun système de culture ne permet d'obtenir des gamètes matures et qu'il est donc impossible de remplacer l'animal vivant. Les souris femelles sont tuées pour prélever les ovocytes, les 66 rattes proposées ensuite à d'autres équipes.
Objectifs
L'infertilité touche près de 15% des couples en âge de concevoir. Les techniques de reproduction assistée actuelles consistent en (1) l'insémination intra-utérine de sperme si les spermatozoides du partenaire montrent une bonne mobilité, (2) la fécondation in vitro des ovocytes et (3) l'injection intracytoplasmique de sperme dans le cas contraire. Les ovocytes fécondés vont ensuite continuer leur développement avant d'être réimplantés dans l'utérus au stade embryonnaire. Ces techniques sont lourdes, notamment pour les patientes : stimulations hormonales pour récupérer les ovocytes, suivis échographiques, ponction ovocytaire sous anesthésie. Une amélioration du rendement de ces techniques est donc indispensable pour améliorer la prise en charge des patientes. Ce programme de recherche permettra d'évaluer l'impact d'un agent de contraste sur l'amélioration de l'infertilité féminine, d'évaluer l'impact de mutations génétiques sur la qualité spermatique et ovocytaire, de déterminer l'effet de molécules sur l'amélioration de la capacité fécondante du sperme.
Bénéfices attendus
La finalité de ce projet aura un impact direct sur la santé humaine. Les bénéfices attendus sont doubles avec (i) la réduction du nombre de Fécondation In Vitro permettant l'obtention des embryons à partir d'une seule stimulation ovarienne et (ii) si des molécules améliorent la survie et la mobilité spermatique, de proposer directement aux patientes une insémination intra-utérine de spermatozoïdes traités, la fécondation et le développment embryonnaire se faisant alors in vivo favorisant les chances de grossesse.
Procédures
Les souris femelles et les rattes seront stimulées hormonalement, cela nécessite deux injections à 48h d'intervalle. La stimulation hormonale (injection) des souris et des rattes nécessitera de les maintenir (30 secondes). Dans une des étapes où il sera nécessaire de tester un agent de contraste, les souris seront stimulées pour faciliter l'ouverture du col utérin et à J1 post-stimulation, l'agent de contraste sera injecté, une seule fois (30 secondes). L'insémination de sperme dans le vagin des femelles nécessitera de les maintenir (une à deux minutes).
Impact sur les animaux
La génération de souris génétiquement modifiée (externalisation ou gestes décrits dans d’autres projets autorisés par le Ministère de l’Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l’Espace) et celui de rats génétiquement modifiés (externalisation) demande le génotypage adéquat qui sera effectué à partir d'un prélèvement tissulaire de l'oreille sur animal vigile lors de l'identifiation de l'animal (gestes décrits dans d’autres projets autorisés par le Ministère de l’Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l’Espace). Le maintien des souris et rattes pour les injections peuvent entrainer un stress léger. L'injection en elle-même peut causer une douleur légère. L'insémination de sperme dans le vagin des souris peut entrainer un inconfort et un stress légers. Les femelles traitées avec l'agent de contraste pourraient faire une réaction allergique (difficulté respiratoire, rougeur) due à la présence d'iode dans le produit de contraste.
Devenir
La récupération des ovocytes ou autres tissus à analyser nécessite la mise à mort des souris femelles. Après la mise bas et le sevrage des ratons, les rattes seront proposées aux autres utlisateurs. Elles ne peuvent pas être réutilisées dans ce projet car les expéreinces sont uniquement réalisées sur des femelles n'ayant jamais eu de portée.
Remplacement
L'étude de la fertilité nécessite l'utilisation d'animaux reproduisant les phénotypes observés chez l'homme. Il est donc compliqué de les remplacer. Il n'existe aucun système de culture in vitro permettant d'obtenir des gamètes matures et fécondables (femelle) ou fécondantes (male). Il n'existe pas de système mimant le tractus génital femelle (sécrétion, interaction) permettant de faire des tests d'insémination artificielle in vitro.
Réduction
Le nombre minimal d'animaux sera utilisé dans chaque procédure tout en garantissant une étude statistique correcte. Le nombre d'animaux nécessaire a été évalué pour avoir une différence de 20% entre les groupes et une puissance statistique de 80%. Les résultats seront ensuite analysés avec des tests de Fisher ou des Anova selon le nombre de paramètres étudiés. Lorsque les gamètes sont utilisées en fécondation in vitro, la stimulation hormonale des souris permet de récupérer un grand nombre d'ovocytes, cela permet de réduire le nombre de souris femelles.
Raffinement
Des points limites ont été définis pour limiter toute souffrance, angoisse ou stress chez les animaux. En cas d’atteinte des points définis, des mesures correctives seront mises en place, en accord éventuellement avec le vétérinaire référent ou la SBEA. La mise à mort des animaux sera effectuée dans une pièce différente de celle de l'hébergement. Suite aux inséminations, les femelles seront placées individuellement avec un male vasectomisé pendant 24h puis rassemblées à raison de 2 souris/rattes par cage. Les injections et inséminations seront réalisées sous anesthésie/analgésie chez les rattes pour limiter leur stress et leur inconfort. Les rattes pourront être réutilisées dans d'autres projets à la suite de l'expérimentation car elles ne seront pas mises à mort.
Choix des espèces
L'étude des mécanismes de fécondation nécessite l'utilisation d'animaux car 1/ nous ne pouvons pas utiliser des ovocytes humains permettant d'étudier la fécondation par des spermatozoides humains. 2/ Il n'existe pas de système de culture cellulaire permettant d'obtenir des gamètes viables. 3/ La fécondation nécessite l'obtention de gamètes matures, qui ne peuvent être obtenus que sur des animaux. Il nous est donc impossible de remplacer l’animal vivant par un modèle cellulaire ou de simulation informatique. En effet, aucun modèle alternatif ne permet encore de reproduire en globalité, la complexité de la gamétogenèse et les impacts sur la fertilité en général et la fécondation en particulier. Notre étude s'intéresse à la fécondation des mammifères. Les processus moléculaires sont très similaires entre l'homme et les rongeurs. Les souris et rattes femelles seront utilisées dès 5 semaines et pas au delà de 12 semaines pour la récupération d'ovocytes. En effet, après 12 semaines, les femelles répondent moins bien à la stimuation hormonale et le nombre d'ovocytes récoltés décroit.
Evaluation de la pharmacocinétique et de la pharmacodynamique de produits injectés par voie intravasculaire ou extravasculaire chez la souris. MODIFICATION N°01
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Le protocole sert à caractériser la diffusion de produits en vue de leur mise sur le marché. 1 500 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent des injections en plusieurs sites, jusqu'à dix acquisitions d'imagerie par jour sous anesthésie et des prélèvements sanguins répétés, certaines voies d'administration pouvant altérer la vision ou la locomotion. Le porteur affirme qu'il n'existe "pas de méthode alternative" pour modéliser la biodistribution dans un "organisme entier vivant", et prévoit de garder 50 souris en vie pour la formation du personnel, le reste étant tué pour prélever les organes.
Objectifs
L’autorisation de mise sur le marché d’un produit ou d'un médicament nécessite au préalable de caractériser notamment sa pharmacocinétique et sa pharmacodynamique. La pharmacocinétique permet d'améliorer les dosages et la posologie du produit ou du médicament. Elle permet également de déterminer les voies d'administrations optimales. La pharmacodynamique consiste quant à elle à évaluer les effets du produit sur l’organisme. Ce projet a pour objectif de caractériser la pharmacocinétique et la pharmacodynamique après administration de produits chez la souris. Le recours à l’imagerie médicale (imagerie à rayons X ou imagerie optique) dans ce projet permettra de suivre au cours du temps la distribution de produits radio-opaques, rendus fluorescents ou bioluminescents.. Cette méthode d’analyse présente l’avantage d’être non-invasive, nécessitant seulement une anesthésie générale. Elle permet également de suivre un même animal au cours du temps et de réduire le nombre d’animaux nécessaire. Il n’existe pas de méthode alternative à l’heure actuelle permettant de déterminer les dosages, la posologie, la voie d'administration et les effets sur l'organisme d'un produit ou d'un médicament sans un organisme vivantLe recours à lexpérimentation animale est donc nécessaire à l’objectif de ce projet.
Bénéfices attendus
Ce projet contribuera à la mise sur le marché de nouveaux produits.
Procédures
PARAGRAPHE MODIFIE Les animaux recevront une injection le produit testé en dose unique ou répétée en respectant les volumes d’injections recommandés. Lors d’injections répétées, un effort sera fait pour ne pas excéder 5 injections maximum par animal.LES ANIMAUX POURRONT RECEVOIR UNE INEJCTION DASN DEUX SITES D'INJECTION DISTINCTS EN MEME TEMPS. Sur animaux vigiles, les injections seront réalisées en quelques secondes (temps inférieur à 1 minute), ET environ 5 minutes avec l’anesthésie. Des examens d'imagerie pourront également être réalisés, avec parfois injection d’un produit de révélation, sous anesthésie générale pendant une durée de 5 à 20 minutes. la fréquence des examens sera au maximum de 10 acquisitions par jour le premier jour puis, de 3 acquisitions par jour pour les 3 jours suivants, 1 acquisition par jour jusqu’au 10ème jour et de 2 acquisitions par semaine jusqu’à la fin de l’étude. Des prélèvements sanguins pourront être réalisés sur animaux anesthésiés au maximum 3 fois par semaine la première semaine puis 1 fois par semaine. Un prélèvement s’effectue en moyenne en 1 à 2 minutes.
Impact sur les animaux
PARAGRAPHE MODIFIE Les animaux pourront présenter des réactions différentes selon les produits testés et selon les voies d’administration, pouvant entrainer l’apparition de signes cliniques (risque de déshydratation et pertes de poids liées aux éventuelles anesthésies répétées, inflammation des sites d’injection). Certaines voies d’administration sont plus inconfortables que d’autres et nécessitent une prise en charge analgésique pré et post injection : gêne A la locomotion de l’animal, altérATION la vision (glaucome ou perte de vision de l’œil injecté). Dans tous les cas, des mesures adaptées sont mises en place.
Devenir
Les animaux dont un prélèvement d’organe est nécessaire seront euthanasiés. Il sera possible de réaliser une quantification des produits ex-vivo par organe grâce à de l’imagerie optique ex-vivo ou par d’autres techniques in-vitro. Les souris dont les organes ne doivent pas être prélevés pourront soit être gardés en vie et réutilisés pour la formation du personnel.
Remplacement
Le recours à l’expérimentation animale est nécessaire afin de pouvoir caractériser la pharmacocinétique et notamment la biodistribution d’un produit dans un organisme entier vivant (modélisation d’une situation clinique). Actuellement, il n’existe pas de méthode alternative permettant de modéliser de manière fiable la biodistribution d’un produit dans un organisme vivant.
Réduction
L’avantage de l’imagerie médicale est de suivre les mêmes animaux au cours du temps et donc de diminuer le nombre d’animaux utiles au projet. Afin d’obtenir des résultats statistiquement exploitables permettant d’étudier la biodistribution du produit testé, des groupes d’au moins 6 animaux seront constitués. Si nécessaire, des études pilotes seront réalisées sur un nombre limité d’animaux (3 par groupe minimum) afin de confirmer la visualisation d’un produit marqué en in-vivo par exemple.
Raffinement
Une période d’acclimatation de 5 minimum sera respectée (7 jours minimum en cas de transport par avion). Les animaux seront tous hébergés collectivement en cage sauf en cas particuliers scientifiquement justifiés (comme par exemple l'animal contrôle pourrait être isolé pour ne pas être contaminé par ses congénères). En cas d’hébergement individuel, les cages seront organisées de manière à permettre un contact visuel et olfactif avec les animaux adjacents et un enrichissement supplémentaire sera apporté à l’animal isolé. Au cours de l’étude, les animaux seront observés quotidiennement afin de détecter tout signe clinique anormal et ainsi prendre, le plus rapidement possible, les mesures nécessaires soit de traitement (désinfection de plaies, isolement, réchauffement, etc…) ou la mise à mort des animaux dont l’état clinique serait jugé irréversible. Le poids des animaux sera mesuré tout au long des études et pourra être complété par un score clinique basé sur l’état général de l’animal (comportement de l’animal, la réponse à la stimulation, l’état de son pelage (soyeux ou non), la présence d’écoulement nasaux et oculaires, des difficultés respiratoires) et en lien avec l’injections du produit testé (inflammation, lésion, nécrose, difficulté dans la locomotion et le déplacement pour atteindre l’eau et la nourriture, œil-mi-clos, fermé ou glaucome). Des examens cliniques plus approfondis pourront également être réalisés. Toute anomalie clinique sera rapportée au vétérinaire responsable du suivi. Les signes cliniques observés seront pris en charge (mise en place de traitements, injection de solutions réhydratantes, etc…) à condition qu’ils n’interfèrent pas avec les produits test injectés.
Choix des espèces
Le modèle souris a été choisi : - Pour sa taille réduite et parce qu’il permet l’utilisation de technique d’imagerie du corps entier, - Car il s’agit d’une espèce couramment utilisée pour étudier la pharmacocinétique et pharmacodynamique en expérimentation animale et permettant de travailler sur des lots homogènes (âge et sexe fixés). Des souris de plus de 6 semaines seront utilisées au cours de ce projet (stade jeune adulte) afin de s’affranchir de la période de forte croissance de l’animal et d’avoir des animaux présentant un poids d’environ 20g.
Evaluation d’approches de thérapie génique et de traitement par oligonucléotides dans un modèle de syndrome de West
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Des injections dans le cerveau sous chirurgie de trente minutes à une heure, répétées chaque semaine pendant six mois : 6 800 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées à l'issue. Elles portent l'anomalie génétique du syndrome de West, une épilepsie grave du nourrisson, et vont être utilisées pour tester des molécules censées bloquer la copie défectueuse d'un gène. Les prélèvements sanguins peuvent aller jusqu'à deux par jour sur 48 heures. Les bénéfices pour les enfants restent renvoyés au conditionnel et au long terme, la mise à mort finale servant à analyser les organes.
Objectifs
Nous travaillons sur le syndrome de West, une forme rare et grave d’épilepsie chez les nourrissons qui persistent chez l'enfant. Cette maladie provoque des crises d'épilepsies importantes et un retard du développement. Dans certains cas, elle est causée par une anomalie génétique. Les traitements actuels ne sont souvent pas suffisants. Chez les enfants concernés, il existe une copie du gène qui fonctionne normalement et une copie défectueuse. Une seule copie saine suffit. Nous cherchons donc à bloquer uniquement la copie défectueuse, tout en laissant la copie normale assurer sa fonction. Pour cela, nous développons des molécules-outils capables de reconnaître précisément le gène anormal et de l’empêcher d’agir. Avant d’envisager un traitement chez l’enfant, nous testons ces molécules chez des souris porteuses de la même anomalie, afin de vérifier qu'elles sont efficaces et sûres. Notre objectif est de proposer, à terme, une nouvelle solution pour les enfants atteints de cette maladie
Bénéfices attendus
L’objectif principal de notre projet est d’identifier une ou plusieurs molécules thérapeutiques en vue d’un traitement chez des patients atteints du syndrome de West avec cette anomalie génétique. Les bénéfices attendus incluent la sélection des molécules, ainsi que la détermination de la voie d’administration optimale, avec pour objectif à long terme d’apporter des bénéfices similaires aux patients traités.
Procédures
Chaque animal ne reçoit qu’un seul type d’injection (dans le sang ou le cerveaux) avec une seule molécule, pour voir si elle est efficace. Les injections dans le sang sont rapides (moins d’une minute) et peuvent être répétées toutes les semaines, jusqu’à 6 mois. Les injections dans le cerveau nécessitent une chirurgie qui dure entre 30 minutes et 1 heure. Elles peuvent aussi être répétées (sans nécessité de chirurgie grace à un catheter, injection de 5 minutes) toutes les semaines, pendant un maximum de 6 mois. Les souris pourront être gardées jusqu’à 6 mois après la dernière injection. Les animaux pourront également être soumis à des prélèvements sanguins (durée du prelevement : 2 minutes, une goutte de sang par prelevement 2 fois par jour maximum, sur 48h maximum).
Impact sur les animaux
Les injections peuvent induire une douleur modérée sur de courte période. La chirurgie peut entrainer une douleur post opératoire modérée et de courte durée. Elles peuvent également entraîner un risque de faible perte de poids et de risque d’infection.
Devenir
En fin de projet, tous les animaux seront mis à mort afin d’analyser, au niveau des organes, les effets des molécules injectées.
Remplacement
La recherche en bioinformatique de candidats et les analyses réalisées sur modèles cellulaires permettent d’effectuer une premiere selection des molécules. Cependant, aucun modèle cellulaire ne peut remplacer complètement un organisme vivant. Il est donc indispensable de mener ces études dans un modèle animal, afin d’évaluer l'efficacité de la molécule chez l’animal.
Réduction
Seules nos molécules ayant été validées in vitro sont testées in vivo. Le nombre d’animaux a été réduit au strict minimum nécessaire pour obtenir des résultats représentatifs et fiables. Nous avons utilisé un outil informatique pour calculer le nombre d’animaux nécessaires. Dès qu’une molécule efficace est identifiée, les injections seront arrêtées.
Raffinement
La fréquence des injections pourra être réduite si les résultats initiaux indiquent une efficacité suffisante de la molécule. De la nourriture en gelée sera mise à disposition dans les cages des individus fragiles ou ayant subi une procédure, afin de faciliter leur prise alimentaire. De plus, toutes les interventions douloureuses seront précédées de l'administration d’un antidouleur et se feront sous anésthésie. Un suivi, accompagné d’une grille d’évaluation, sera assuré tout au long de la procédure et des mesures seront prises afin d'éviter toute souffrance inutile (utilisation de points limites ou critère d’arrêt précoce).
Choix des espèces
L’utilisation de souris portant la mutation humaine nous permettra d’évaluer la capacité de nos molécules à diminuer spécifiquement l’expression du gène muté à l’échelle d’un organisme entier. La souris étant l’un des modèles les plus utilisés et les mieux documentés en recherche préclinique, ce modèle est particulièrement pertinent pour ce type d’étude. Les études seront réalisées sur les souris juste après le sevrage, afin de transposer avec l'âge des patients atteints de cette pathologie.
Acquisition et maintien d’une maîtrise des gestes techniques nécessaire à la bonne réalisation des procédures expérimentales
- Formation professionnelle
Rats : 2438
Cochons d'Inde : 2092
Prélevées sur le surplus de l'élevage, déjà destinées à être tuées, 7 143 souris, rats et cobayes vont être utilisés pour l'entraînement du personnel aux gestes techniques, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Chaque animal peut subir jusqu'à quatre gestes différents, contention, injections ou prélèvements, sur animal vigile. Ces séances répondent à une obligation réglementaire de formation, l'arrêté de 2013 sur la validation des compétences. Les animaux ne sont pas maintenus en vie après la formation et sont tués à l'issue.
Objectifs
Ce projet a pour objectif de former et de maintenir les compétences du personnel pour la réalisation de gestes techniques sur des animaux, afin de contribuer à l’évaluation et au développement de nouvelles approches scientifiques, dans un cadre strictement encadré. Il répond aux exigences réglementaires de l'arrêté du 1er février 2013 relatif à l’acquisition et à la validation de compétences du personnel des établissements utilisateurs, éleveurs et fournisseurs d’animaux à des fins scientifiques. L’objectif de ce projet est de former le personnel et de maintenir ses compétences dans le temps pour la réalisation de gestes techniques de qualité, tout en veillant au respect et au bien-être des animaux.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont de renforcer les compétences des techniciens animaliers dans la réalisation des gestes techniques courants, en suivant les bonnes pratiques actuelles et en limitant autant que possible les contraintes pour les animaux. En veillant à ce que le personnel dispose de connaissances pratiques et théoriques régulièrement actualisées, les gestes sont réalisés de manière précise et cohérente. Cela contribue à une meilleure qualité et à une meilleure reproductibilité des études, tout en garantissant le respect du bien‑être animal. Ces exigences sont essentielles pour assurer la fiabilité des résultats obtenus et renforcer la confiance de la société dans les travaux scientifiques menés.
Procédures
Chaque animal pourra être concerné par au maximum quatre gestes techniques différents. Ces gestes sont réalisés sur des animaux vigiles, maintenus de manière adaptée, et durent chacun entre 30 secondes et 2 minutes. Si un geste ne peut pas être correctement réalisé du premier coup, il peut être répété de façon limitée, uniquement lorsque cela est nécessaire. En cas de difficulté ou d’effet inattendu, le geste est immédiatement interrompu et l’animal est pris en charge afin d’assurer son confort et son bien‑être.
Impact sur les animaux
Douleur, stress lié à la contention et aux gestes techniques. Expression d’un phénotype dommageable d’immunodéficience et des signes cliniques associés (abcès, infection généralisée se voyant par une perte de poids ou une prostration, …) seulement en cas de rupture de la barrière de l’hébergement.
Devenir
Les animaux utilisés pour la formation sont uniquement des animaux en surplus de l’établissement, déjà destinés à être euthanasiés et ne pouvant pas être intégrés dans d’autres projets. Afin d’éviter toute manipulation supplémentaire ou source de stress inutile, ces animaux ne sont pas maintenus en vie après les séances de formation. Le maintien des compétences du personnel peut être, quant à lui, effectué directement dans le cadre de projets déjà en cours, ce qui permet de ne pas utiliser d’animaux spécifiquement pour cet objectif et de limiter au strict nécessaire le recours aux animaux.
Remplacement
Des méthodes alternatives comme des vidéos de formation ou encore le recourt à des mannequins ou autre support inerte (ex : simulateur d’injection intra veineuse) serviront de support lors des volets théoriques et pratiques des différents gestes techniques. Cependant, ces méthodes alternatives ne suffisent pas pour former le personnel à leur réalisation en conditions réelles, sur animal vigile tout en minimisant les nuisances sur cet animal lors de la réalisation du geste : cette partie ne peut être réalisé in vitro.
Réduction
Ce projet est conçu pour limiter au strict nécessaire le recours aux animaux, tout en garantissant une formation de qualité. Le nombre d’animaux utilisés est précisément encadré : un seuil minimum permet de valider les compétences dès que les gestes sont maîtrisés, et un seuil maximum empêche toute utilisation excessive. Seuls des animaux en surplus de l’établissement sont concernés. Lorsqu’ils s’y prêtent, un même animal peut être impliqué dans plusieurs gestes techniques, sans dépasser quatre gestes différents. Cette organisation permet de réduire significativement le nombre total d’animaux utilisés. Cette approche repose sur un principe fondamental : former efficacement le personnel tout en respectant les animaux et en réduisant leur utilisation autant que possible, conformément aux exigences éthiques et scientifiques actuelles.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans des conditions adaptées à leur espèce, à leur âge et à leur mode de vie, afin de répondre au mieux à leurs besoins. Tout au long des activités, leur état général est surveillé par du personnel formé. Des limites précises sont définies à l’avance pour chaque type de geste technique. Au moindre signe inhabituel, des mesures adaptées sont immédiatement mises en place, comme des soins locaux, un enrichissement de l’environnement ou une alimentation adaptée. Ces critères sont régulièrement réévalués et améliorés à partir des observations réalisées. Les manipulations sont effectuées selon des méthodes conçues pour réduire le stress au maximum, en privilégiant des techniques douces et une habituation progressive des animaux. Les techniciens s’entraînent d’abord à ces gestes de manipulation et de maintien, afin que les interventions soient rapides, sécurisées et les moins contraignantes possibles pour l’animal. Lors des prélèvements ou des injections, seules les quantités minimales adaptées à chaque espèce sont utilisées, avec des substances neutres comme le sérum physiologique. Enfin, si un point limite défini est atteint et que le bien‑être de l’animal ne peut plus être garanti, une prise en charge immédiate et conforme aux bonnes pratiques est mise en œuvre afin d’éviter toute souffrance inutile. Cette organisation repose sur une attention constante portée au raffinement des pratiques, avec pour objectif de réduire au maximum les contraintes pour les animaux tout en assurant des conditions scientifiques rigoureuses.
Choix des espèces
Ces espèces ont été choisies car ce sont les espèces élevées et utilisées dans notre établissement, il est donc nécessaire que le personnel maitrise les gestes techniques sur ces différentes espèces qui ont chacune leurs particularités. Les mâles ou femelles peuvent être utilisés. Les surplus de stock comme les mâles chez l’espèce souris et les femelles chez l’espèce rat et cobayes seront choisis. . Les stades de développement utilisés sont ceux sur lesquels les gestes techniques seront pratiqués après la formation : animaux adultes (sevrés, à partir de 3 semaines pour les rats et souris et à partir de 2 semaines pour les cobayes).
Etude de l’effet de nouvelles cibles thérapeutiques dans un modèle d’endométriose chez la souris et le rat
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
Rats : 900
1 800 souris et rattes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 1 600 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Chaque femelle subit une chirurgie abdominale et l'induction d'une endométriose, par injection de LPS dans les cornes utérines ou par greffe, puis jusqu'à 112 administrations de molécules candidates. Le projet teste des anti-inflammatoires pour une maladie sans traitement curatif à ce jour. Le choix de l'espèce, souris ou ratte, dépend de la demande du client, ce que le porteur présente comme un critère de l'étude.
Objectifs
L’endométriose est une maladie caractérisée par la présence anormale de tissu utérin en dehors de la cavité utérine pour laquelle il n'existe aucun traitement aujourd'hui. Cette anomalie engendre des lésions composées de cellules qui possèdent les mêmes caractéristiques que celles de la muqueuse utérine (l’endomètre) et se comportent comme elles sous l’influence des hormones ovariennes. Il s’agit d’une maladie gynécologique fréquente, retrouvée chez 10% des femmes. Les symptômes sont le plus souvent des douleurs dans le bassin (au moment des règles) et une infertilité. Un examen clinique et échographique permet de détecter une endométriose, même si le diagnostic définitif doit passer par l’analyse du tissu endométrial prélevé au cours d’une chirurgie. Une endométriose asymptomatique, non douloureuse et qui ne pose pas de problèmes de fertilité n’est en général pas détectée donc pas traitée. Dans un cas d’une endométriose douloureuse, un traitement hormonal sera proposé en première intention destiné à supprimer les règles (contraceptifs œstroprogestatifs monophasiques en continu, progestatifs, danazol, analogues de la GnRH (gonadotropin releasing hormone)). Ce traitement réduit les douleurs liées à la réponse hormonale des lésions d’endométriose et peut permettre de stabiliser les lésions, voire de diminuer légèrement leur volume. Dans certains cas où le traitement hormonal n’est pas suffisant, un traitement qui provoque une ménopause artificielle peut-être mis en place. Lorsqu’il y a échec du traitement médical (persistance des lésions et/ou nombreux effets indésirables), la chirurgie reste le seul traitement capable d’éliminer des lésions associées à l’endométriose de façon ponctuelle permettant ainsi à la patiente d'envisager une grossesse. Aucun traitement (hormonal/chirurgical) ne permet à ce jour de guérir. Il est donc urgent d’identifier des candidats médicaments efficaces et avec peu d’effets indésirables. Ce projet a pour but de tester des nouvelles molécules à visées thérapeutiques (anti-inflammatoires) dans un modèle in vivo d'endométriose sur ratte et souris, induite par administration de LPS (lipopolysaccharides) ou chirurgie. Ce projet est autorisé depuis 2022 avec la procédure "administration de LPS". Une procédure a été ajoutée pour l'induction de l'endométriose nécessitant une nouvelle autorisation.
Bénéfices attendus
L’inflammation joue un rôle prépondérant dans la progression de l’endométriose. Une augmentation de la production de prostaglandines, de certaines cytokines pro-inflammatoires et de facteurs de croissance susceptibles d’induire inflammation, néo-angiogenèse et prolifération d’implants endométriosiques dans la cavité péritonéale, a été observée chez des femmes présentant une endométriose. Ces processus inflammatoires sont largement responsables de l’apparition des douleurs. A ce jour, aucune molécule anti – inflammatoire spécifiquement indiquée dans le traitement de l'endométriose n’est proposée. Les traitements actuellement proposés sont destinés à soulager les douleurs incluant notamment, des antalgiques, des antispasmodiques, des AINS, des traitements hormonaux (progestatifs et œstroprogestatifs) qui vont interrompre le cycle ovulatoire responsable des poussées douloureuses. Ce projet a pour but d’étudier l’effet de nouvelles molécules à caractère anti-inflammatoire dans un modèle d'endométriose induit par administration de LPS ou par chirurgie. Afin de déterminer si une molécule candidat a un potentiel dans ce modèle, plusieurs prélèvements d'organes/tissus seront ensuite effectués pour des dosages immunologiques, analyses histologiques, extraction d'ARN. Ces différents dosages et quantifications vont permettre de valider le modèle ainsi que l'analyse de l'efficacité des différentes molécules testées (diminution de cytokines inflammatoires dans les tissus, diminution du recrutement cellulaire au niveau histologique...).
Procédures
Une seule chirurgie abdominale sous anesthésie générale ou sous anesthésie gazeuse. Le temps des injections est de 3 secondes/injection. La chirurgie dure 20 minutes maximum par animal. Les animaux se réveillent 45 minutes après la chirurgie dans le cas d'une anesthésie générale ou dans le cas d'une chirurgie sous anesthésie gazeuse, les animaux se réveillent environ 5 minutes après le retrait de l'anesthésie. Dans le cas de la Procédure 2, une deuxième laparotomie exploratrice peut -être réalisée sous anesthésie gazeuse, durée 10 minutes. Un prélèvement de sang (durée du prélèvement 30 secondes) sous anesthésie gazeuse sera effectuée une seule fois juste avant la mise à mort. En ce qui concerne les traitements (voie d'administration variable en fonction des études): maximum 112 administrations (durée :maximum 1 minute/administration)
Impact sur les animaux
Des capsules de gel hydratant seront déposées dans les cages 24h avant la chirurgie afin de palier la légère déshydratation des animaux (miction accrue car myorelaxation, pertes liées à la chirurgie, diminution de la prise hydrique) suite à la chirurgie. Une légère perte de poids (n’excédant pas 5%) pourra être observée dans les 2 jours suivant l’acte chirurgical (anesthésie + chirurgie) avant retour à un poids normal. Aucun signe de souffrance n’est attendu suite à la chirurgie (pas de prostration, poils hérissés, etc…) De plus, le modèle pourra générer une douleur pelvienne et abdominale lié au développement de la maladie, mais ne provoque pas de perte de poids directe. L’administration de traitement par injections répétées pourra provoquer de petits hématomes au niveau du site de la piqûre. La piqure de l'aiguille pour l'injection des traitements entraîne une douleur légère, de courte durée (quelques secondes) et le produit injecté va permettre, selon l’efficacité des molécules, de réduire la maladie (douleurs inflammatoires). Sur les premières études réalisées (administration de LPS dans les cornes utérines), aucun effet secondaire/indésirable n’a été relevé.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort afin d'effectuer des prélèvements qui permettront d’analyser différents paramètres immunologiques et histologiques.
Remplacement
Les études in vitro ne permettent pas l’étude des interactions systémiques (hormonales, inflammatoires ou immunitaires) intervenant dans la maladie. L’exploration des différentes fonctions physiologiques impliquées dans l’endométriose demande l’étude d’un organisme complet. De plus, il est observé chez les femmes de nombreuses variabilités individuelles. Il n’existe pas une mais des endométrioses, et travailler sur un organisme vivant permet d’introduire un peu de variabilité individuelle (dans la limite génétique) qui serait complètement inexistante dans les études in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé sera réduit au minimum nécessaire pour obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement significatifs évitant ainsi de refaire plusieurs fois les mêmes expérimentations. Les tests statistiques utilisés permettront de comparer 2 groupes indépendants entre eux en prenant en compte 1 variable ou bien de comparer 2 groupes indépendants entre eux en prenant en compte 2 variables.
Raffinement
La partie chirurgie des deux procédures sera effectuée sous anesthésie générale et un anesthésiant local sera administré quelques minutes avant l'ouverture du plan cutané. Les animaux sont observés quotidiennement pour s’assurer de leur bien-être et détecter la douleur au moment de l’expérimentation. Une grille de scoring sera utilisée pour définir des points limites. Si des animaux montrent des signes de souffrance, un analgésique sera administré. Si aucun point limite n'est atteint, les animaux seront mis à mort entre 24h à 14 jours après induction de la maladie selon les études (Ce temps dépendra de la pharmacocinétique des molécules candidats).
Choix des espèces
La souris/rat sont des animaux pour lesquels les outils génétiques, les anticorps spécifiques permettant la caractérisation des réponses immunitaires au niveau cellulaire/moléculaire sont les plus développés. De plus leur génome possède 99% de similitude avec le génome humain, ne présente aucun gène manquant/supplémentaire. Au sein d’un même étude les animaux proviendront du même fournisseur afin de réduire les variabilités. Nous utiliserons des souches mondialement utilisées, permettant une continuité et un moyen de comparaison unique. Ce modèle est bien référencé dans la littérature (protocole d’induction, résultats d’analyses). L’utilisation d’une espèce est dépendante de la demande du client. Ce modèle chez le rat est simplifié par la taille de l’utérus plus imposante donc plus facile à mettre en évidence et à greffer. Néanmoins, le modèle souris n’est pas exclu, il est possible que les clients aient déjà réalisé des études chez la souris et souhaitent pouvoir comparer les résultats. Les animaux sont utilisés au stade adulte (à partir de 8 semaines) afin de disposer d’organes avec un processus de développement terminé et dont le système immunitaire est mature (développement thymique achevé).
Prélèvement de tissu pour le génotypage d’animaux génétiquement altérés
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
180 000 souris subissent un poinçon à l'oreille pour le génotypage, geste qui provoque une douleur aiguë immédiate, dans des procédures classées d'un niveau de souffrance léger. Cette biopsie sert à identifier les animaux porteurs de mutations, dans un établissement qui maintient environ 450 lignées de souris génétiquement modifiées. Contrairement à la plupart des projets, ces souris ne sont pas tuées à l'issue de la procédure. Elles restent en vie et le chercheur en charge de chaque lignée décide ensuite de leur sort selon les projets qu'il mène.
Objectifs
Notre institut a pour mission de créer et d’élever des souris génétiquement modifiées. Ces animaux servent de modèles pour l’étude de maladies génétiques humaines, aussi bien pour comprendre le mécanisme de la maladie que pour tenter de trouver des traitements. Les souris qui naissent ne sont pas toutes porteuses de la mutation d’intérêt et/ou pas de la même manière, on dit qu'elles n'ont pas le même génotype. Pour déterminer ce génotype, nous devons faire une analyse de leur ADN en prélevant sur chaque souris un petit peu de tissu au niveau de l’oreille.
Bénéfices attendus
La connaissance du génotype des souris génétiquement modifiées est essentielle pour mener à bien les projets de recherche scientifique. En effet, cela permet de connaître les animaux porteurs de la mutation à étudier. Ainsi, les groupes de souris peuvent être constitués, la maladie étudiée et les traitements potentiels testés. Il est donc possible finalement de réaliser des recherches rigoureuses sur les maladies génétiques et de pouvoir tirer des conclusions éclairées sur les projets menés. Nous possédons environ 450 lignées de souris transgéniques nécessitant des prélèvements pour caractérisation génétique.
Procédures
Chaque souris impliquée dans ce projet sera prise en contention à la main et un poinçon sera réalisé au niveau de son oreille en vue de prélever un peu de tissu (punch de 2 millimètres de diamètre). Ce geste est réalisé en moins de 30 secondes.
Impact sur les animaux
Le prélèvement de tissu par poinçon à l'oreille engendre une douleur aiguë immédiate et un stress dû à la sortie de la cage, la séparation momentanée des congénères et la contention. Des risques d’infection ou d’inflammation au niveau du punch ne peuvent pas être totalement exclus mais restent extrêmement rarissimes.
Devenir
Tous les animaux sont gardés en vie à la suite de cette procédure peu invasive. La prélèvement permettra de déterminer le génotype de l'animal. Le chercheur en charge de la lignée déterminera son devenir en fonction des projets qu'il mène.
Remplacement
La création et l'utilisation de souris génétiquement modifiées est nécessaire, tout comme il n'y a pas d'autre possibiltié que le recours à l’animal vivant pour ce projet de prélèvement de tissu. Le recours à l’animal permet l'étude des maladies génétiques humaines. La création de nouveaux modèles de souris génétiquement modifiées, le maintien de ces lignées et leur utilisation permettent la réalsiation de nombreux projets de recherche.
Réduction
La réduction du nombre d'animaux utilisés et leur bien-être est une préoccupation permanente. Dans le cas de la création de souris génétiquement altérées, nos techniques ont évoluées et gagnée en efficacité ces dernières années. Cela nous permet d'utiliser moins d'animaux. Dans le cas de la production d’animaux destinés à des projets scientifiques, les schémas d’accouplement sont programmés et optimisés pour produire un minimum d’animaux et favoriser la proportion d’animaux du génotype souhaité. La quantité d'animaux à produire est adaptée au cas par cas, en fonction des besoins des chercheurs.
Raffinement
Pour réduire au maximum les nuisances, le prélèvement sera réalisé au plus tôt à partir de 8 jours d’âge, âge à partir duquel le développement et le décollement des oreilles permettent la réalisation d'un poinçon. Ce prélèvement à l'oreille est calibrée (2mm de diamètre) et réalisée avec un instrument prévu et commercialisé à cet effet. Pour limiter les risques d’infection, cet instrument est nettoyé et décontaminé entre chaque utilisation. Le puncher est également remplacé régulièrement afin de garantir qu’il soit toujours bien opérationnel. Le geste sera réalisé par du personnel formé, et rapidement pour minimiser la durée de séparation de l'animal d’avec ses congénères et pour permettre un retour rapide dans sa cage. Des points limites spécifiques au prélèvement effectué ont été établis, et les souris feront l’objet d’une surveillance attentive après la procédure pour détecter et prendre en charge l’animal rapidement si nécessaire. Ainsi, les souris sont surveillées quotidiennement ce qui permet de faire un suivi de la cicatrisation. Des soins avec l’utilisation d’antiseptique seront mis en place en cas de signes d’infection ou de mauvaise évolution de la plaie de biopsie.
Choix des espèces
La majorité des projets menés dans notre institut utilise la souris comme modèle pour trois raisons principales : ses capacités de reproduction, ses caractéristiques génétiques proches de l'homme, et les techniques d'ingénierie génétique bien maitrisées. Il existe à ce jour, plusieurs dizaines de milliers de lignées murines génétiquement altérées dans cette espèce pour étudier la biologie et les maladies humaines. La pertinence du choix du modèle souris est justifiée de plus le cas échéant dans les projets des chercheurs qui utiliseront les souris de ce projet. Les prélèvements de tissu à l'oreille peuvent être réalisées à partir de l'âge de 8 jours, une fois l'oreille formée et décollée. Les poinçons réalisés se feront sur des souris âgées de plus de 8 jours (cela comprend la possiblité de prélever à tous les âges supérieurs à 8 jours).
SubDOPA : Étude du rôle des récepteurs dopaminergiques D2 dans l’hippocampe chez la souris
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Pour comprendre le rôle de récepteurs à la dopamine dans la mémoire de la peur, 2 417 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélever leur cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Chaque animal subit une chirurgie de 30 à 45 minutes destinée à inactiver des zones précises du cerveau, des injections sur animal éveillé et une série de tests comportementaux. Le porteur décrit des stimulations électriques provoquant un stress ponctuel et une chirurgie suivie de tiraillements pendant 48 heures. Les retombées évoquées pour des maladies comme la schizophrénie restent renvoyées à de futures stratégies thérapeutiques, l'objet immédiat étant de cartographier des circuits cérébraux.
Objectifs
Le but de cette étude est de mieux comprendre comment certaines cellules du cerveau participent à la mémoire et aux émotions, en particulier à la mémoire de peur. Le projet vise à étudier précisément quelles cellules sont impliquées dans une région appelée l’hippocampe, connue pour son rôle dans la mémoire. L’étude cherchera ensuite à comprendre comment ces cellules contribuent au bon fonctionnement des circuits cérébraux et à la formation des souvenirs émotionnels, en utilisant des modèles animaux permettant d’étudier ces mécanismes de manière ciblée.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de mieux comprendre le rôle des récepteurs neuronaux appelés « récepteurs D2 » dans la mémoire émotionnelle. Elle permettra de comprendre comment ces récepteurs peuvent influencer le fonctionnement du cerveau et le comportement, notamment dans le cadre de certaines maladies neuropsychiatriques, comme la schizophrénie. Ces découvertes nous permettront de contribuer à la mise au point de stratégies thérapeutiques plus ciblées pour ces maladies.
Procédures
Les animaux sont soumis à une intervention chirurgicale (d’une durée d’environ 30 à 45 minutes, sous anesthésie générale) permettant d’inactiver des zones précises du cerveau afin d’évaluer leur fonction dans la mémoire des émotions. Après une période de récupération complète, certains animaux participeront à des tests comportementaux. Ces tests se déroulent sur une semaine, avec des séances courtes chaque jour.
Impact sur les animaux
Les stimulations électriques peuvent entrainer un stress ponctuel, sans atteinte tissulaire ou douleur persistante. La chirurgie peut provoquer, dans les 48 heures suivant l’intervention, des tiraillements ou des démangeaisons au niveau du site opératoire. De plus, l’injection de substances chez des animaux éveillés peut provoquer un léger inconfort ou une douleur brève au point de piqûre, ainsi qu’un stress lié à leur manipulation.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure, car il est nécessaire de prélever les cerveaux pour des analyses. Les analyses visent à mieux comprendre comment les manipulations expérimentales modifient le fonctionnement du cerveau.
Remplacement
La réalisation de ce projet repose sur l’utilisation d’animaux pour mieux comprendre le fonctionnement du cerveau et son lien avec le comportement. Certaines méthodes alternatives, comme les cultures cellulaires ou les organoïdes, permettent d’étudier des cellules isolées, mais ne reproduisent pas encore la complexité d’un organisme vivant et ses interactions neuronales. Dans ce contexte, l’utilisation d’animaux reste nécessaire pour combiner ces approches et obtenir des résultats fiables, tout en cherchant systématiquement à réduire leur nombre et à privilégier des méthodes moins invasives lorsque cela est possible. À ce jour, la souris reste l’organisme le plus adapté pour combiner ces approches génétiques avec des analyses comportementales et fonctionnelles.
Réduction
Nous avons cherché à utiliser le plus petit nombre d’animaux possible, tout en conservant un effectif suffisant pour obtenir des résultats fiables. Le nombre d’animaux a été déterminé à l’aide d’outils statistiques couramment utilisés en recherche, afin d’éviter toute utilisation excessive. Pour les études sur le comportement, chaque groupe comprendra 12 animaux. Une partie d’entre eux sera utilisée pour des analyses d’anatomie, tandis que les autres serviront à compléter des mesures réalisées sur des cellules, ce qui permet de limiter le nombre total d’animaux nécessaires au projet. Dans toutes les expériences, nous travaillerons avec des femelles et des mâles issus des mêmes portées, afin de limiter les différences liées à l’origine des animaux.
Raffinement
Une grille de score avec des points limites sera mise en place dès l'apparition de signes cliniques. Avant chaque procédure expérimentale, les animaux sont manipulés fréquemment afin de les habituer aux expérimentateurs et réduire ainsi leur stress. Un suivi régulier sera appliqué dès le début de nos expérimentations. Des soins post-opératoires adaptés seront assurés pour tous les animaux ayant subi une chirurgie. Un complément alimentaire humide sera fourni pendant les 48 premières heures afin de favoriser la récupération, accompagné d’un suivi attentif du poids et du comportement. Pour les animaux devant être hébergés individuellement, un enrichissement supplémentaire (paille, igloo ou maison en carton) sera mis en place, tout en maintenant une proximité visuelle et olfactive avec leurs congénères afin de limiter le stress et préserver le bien-être animal.
Choix des espèces
Les souris fournissent des excellents modèles pour l'étude des réseaux neuronaux, au cœur de notre projet. De plus sa physiologie générale nous permet de nous rapprocher suffisamment de l'homme pour obtenir des données pertinentes sur un point de vue médical. Ce modèle est parfaitement maîtrisé pour ce type d’expérimentation, tant sur le plan des techniques utilisées que sur celui des conditions d’hébergement et de bien-être animal. Toutes les souris seront transférées depuis la zone d’élevage vers la zone expérimentale à l’âge de 11 semaines. Il est admis qu’à 12 semaines, la croissance des os est achevée, ce qui facilite les procédures concernant la chirurgie prévue dans le projet. Les souris ne seront plus utilisées au-delà de 11 mois, afin de limiter l’apparition de facteurs liés au vieillissement pouvant interférer avec les analyses.
Etude chez la souris des effets neurophysiologiques d’une maladie causée par une mutation d’un canal calcique (EU1/2)-MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
408 souris sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées à l'issue pour prélèvement du cerveau et du cervelet. Les souris porteuses de la mutation peuvent développer une ataxie et des crises d'épilepsie, et 81 d'entre elles subissent une chirurgie crânienne pour la pose d'électrodes, enregistrées six heures par semaine pendant un mois. Quarante autres reçoivent une pompe osmotique et sont isolées trois semaines pour l'administration d'une molécule test. Le projet vise à créer le premier modèle animal de cette maladie cérébelleuse infantile, dont le porteur affirme que "l'attente des patients et cliniciens est considérable".
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’étudier l’impact physiopathologique d’une mutation gain de fonction d’un canal calcique décrite dans une maladie cérébelleuse infantile. Seules les études in vivo et ex vivo peuvent permettre de déterminer l’impact de cette mutation sur le(s) dysfonctionnement(s) neurologique(s) observé chez les patients atteints de cette maladie. Pour ce projet, nous utiliserons un modèle murin chez lequel l'expression de la mutation causale pourra être induite. Il s’agit du premier modèle animal de cette maladie et l’attente des patients et cliniciens est considérable, d’une part pour mieux comprendre cette pathologie, et d’autre part pour évaluer les traitements possibles.
Bénéfices attendus
Identifier les mécanismes pathogéniques dans l'atrophie cérébelleuse infantile. Préciser le rôle du canal calcique dans le développement du cerveau, du cervelet en particulier. Valider le modèle murin en tant que modèle préclinique de la maladie permettant d'évaluer des pistes thérapeutiques dans l'atrophie cérébelleuse infantile.
Procédures
Pour ce projet, 264 animaux seront évalués pour leurs capacités motrices et cognitives dans des tests standards. PARMI CEUX-CI, 24 SERONT ISOLES POUR LE TEST DE ROUE LIBRE. 40 AURONT UNE POMPE OSMOTIQUE IMPLANTEE SUR LE DOS ET SERONT ISOLES PENDANT 3 SEMAINES POUR ADMINISTRER UNE MOLECULE THERAPEUTIQUE TEST. Les autres animaux évalués dans cette 'procédure comportementale' sont issus de croisements permettant une expression conditionnelle de la mutation du canal. Ces différents tests, potentiellement générateurs de stress, se dérouleront sur une période d'environ 1 mois. 81 animaux subiront une chirurgie pour l'implantation crânienne d'électrodes pour l'enregistrement d’électroencéphalogramme (EEG). Sur ces animaux, l'EEG sera enregistré sur une période d'environ 1 mois, à raison d'une séance de 6 heures par semaine. 63 animaux participeront à une étude longitudinale des paramètres anatomofonctionnels par échographie photoacoustique du cerveau et du cervelet. Les mesures seront réalisées lors de courtes séances (15 min) d'acquisition sous anesthésie gazeuse.
Impact sur les animaux
Pour des animaux porteurs de la mutation, on peut s'attendre à des défauts neurologiques précoces qui vont résulter en une atrophie cérébelleuse et des troubles fonctionnels cérébelleux de type ataxie, ainsi que des crises épileptiques de type généralisée (absence). Nos procédures expérimentales pourront conduire à des effets indésirables. (i) les études comportementales du suivi locomoteur de l'ataxie pourront résulter en un stress des animaux lié à la préhension manuelle et la découverte de l'environnement expérimental que nous atténuerons par une habituation de ces animaux aux dites procédures. (ii) le suivi par échographie/photoacoustique à haute résolution des éventuelles dysmorphies cérébrales et cérébelleuses est une approche non invasive et non douloureuse. Comme en (i), le stress subi par les animaux se limite à la préhension par l'expérimentateur pour une courte période (15 min/animal). (iii) Le suivi du phénotype épileptique par enregistrement électroencéphalographique (EEG) ET LE TEST DE L'EFFET THERAPEUTIQUE D'UNE MOLECULE peuVENt induire une douleur modérée puisqu'il implique une chirurgie pour la pose d'électrodes intracraniennes OU D'UNE POMPE OSMOTIQUE EN SOUS-CUTANE.
Devenir
L'ensemble des animaux contribuant aux 3 procédures de ce projet seront mis à mort. Les organes, tout particulièrement le cerveau et le cervelet, seront prélevés pour des analyses immunohistologiques.
Remplacement
Le développement et la caractérisation d'un modèle souris est incontournable pour l'analyse physio/pathophysiologique de l'ataxie cérébelleuse. Son utilisation sera toutefois strictement limitée aux expériences in vivo et ex vivo (prélèvements d'organes) ne pouvant être réalisées sur les modèles in vitro et in silico de la pathologie. Les conséquences fonctionnelles de cette mutation sur l'activité du canal calcique seront étudiées dans des expériences d'électrophysiologie sur lignées cellulaires et des approches in silico seront développées pour modéliser les conséquences de cette mutation sur l'excitabilité neuronale. Ces stratégies in vitro et in silico permettent de comprendre l'impact du canal muté à l'échelle cellulaire mais pas à l'échelle de l'organe entier, à savoir le cerveau, puisque les réseaux de neurones mis en place lors du neurodéveloppement ne peuvent pas être obtenus en culture ni par modélisation informatique. Quant aux études phénotypiques, par exemple les conséquences motrices d'anomalies du cervelet, elles nécessitent encore aujourd'hui de réaliser des expériences sur l'animal vivant.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés pour ce projet (estimé à 408) a été défini au plus juste pour nous permettre d’atteindre nos objectifs scientifiques et être statistiquement relevant. Nous avons défini une stratégie de croisement que nous espérons la plus optimale possible. Nous utiliserons des individus des 2 sexes afin de réduire le nombre d’individus à produire. Nous réaliserons dans la mesure du possible l'expérimentation comportementale (in vivo), et les analyses anatomique, tissulaire, cellulaire, sur les mêmes animaux. Pour définir statistiquement la taille des lots d'animaux à tester, nous nous appuyons sur des travaux publiés, ainsi que sur l'utilisation de logiciel approprié pour l'évaluation statistique du nombre d’animaux requis.
Raffinement
Le suivi de l’évaluation de l’état de santé des animaux sera strictement respecté et effectué quotidiennement. Des points limites spécifiques ont été définis et le raffinement s’appliquera selon une grille de score pour une prise en charge adaptée des animaux. Cette prise en charge comprend l’utilisation d’analgésiqueS et pour les scores les plus important, la mise à mort.
Choix des espèces
La souris est le modèle animal le mieux adapté pour i) modéliser de manière inductible la maladie neurologique étudiée et ii) développer l'ensemble des investigations anatomomorphologiques et fonctionnelles des atteintes cérébelleuses associées à la pathologie. La possibilité de contrôler l'expression de la mutation par la recombinase Cre (lignées de souris driver, injection de virus codant pour la recombinase Cre) est également un atout majeur justifiant l'intérêt de modéliser cette pathologie dans l'espèce souris. Les connaissances actuelles sur ce modèle permettent de répondre au mieux à la règle des 3 R. Utilisation de jeunes adultes et d'adultes pour étudier les conséquences neurodéveloppementales de l'expression de la mutation p.A961T, en particulier les conséquences sur le développement et la physiologie du cervelet.
Détermination préliminaire de la cinétique et/ou du métabolisme d’un candidat médicament chez le rat
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Le protocole dépend des molécules qu'un développeur veut faire avancer: 1 155 rats sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, tous tués à l'issue pour analyses de sang et d'organes. Chaque animal reçoit un candidat médicament par voie orale ou injection, subit jusqu'à six prélèvements sanguins sur 24 heures et un passage en cage à métabolisme avec restriction d'eau. Ces études caractérisent le devenir des molécules dans l'organisme pour préparer les dossiers réglementaires de futurs médicaments. Le porteur retient le rat comme l'espèce "la plus prédictive" en toxicologie.
Objectifs
Ce projet vise à caractériser le profil ADME (Absorption, Distribution, Métabolisme, Élimination) de candidats médicaments pouvant appartenir à toutes les aires thérapeutiques étudiées en interne chez le rat. Ces études, intervenant après les premières études de sécurité et d’efficacité et avant les études complètes de toxicologie, permettent de sélectionner les molécules aux propriétés les plus favorables en terme d’ADME, d'évaluer l'impact des formulations sur l'exposition plasmatique du produit et de définir les conditions optimales (doses et schémas) pour les futurs essais de sécurité et d'efficacité. Elles facilitent également l'interprétation des données en corrélant les concentrations sanguines du produit aux effets observés. Bien que l’étude sur organisme entier demeure indispensable, ce projet intervient après une sélection screening des molécules rigoureuse par des méthodes alternatives (in vitro et in silico). La stratégie s'appuie sur : • l’utilisation de protocoles peu contraignants et de doses uniques (déterminées par des études de dose maximale tolérée préalables) et définies pour ne pas présenter d’effets indésirables. • le recours à des effectifs restreints pour limiter, par une sélection précoce, le nombre de molécules et d'animaux utilisés dans les phases de développement ultérieures. Les études consistent en une administration, le plus souvent unique chez le rat, (espèce rongeur communément utilisée dans les études de sécurité non clinique) suivie de prélèvements de sang à différents temps. Des collectes d’urines et analyses sur les organes permettant d’obtenir des paramètres de cinétique d’élimination du candidat médicament testé et d’évaluer la biodistribution peuvent également être prévues. Ces études se déroulent sur une durée de 24h (cas standard) à 4 semaines.
Bénéfices attendus
A travers ce projet, nous allons pouvoir déterminer les paramètres d’Administration/Distribution/Métabolisme/Elimination (ADME) des candidats médicaments. A court terme, ces paramètres permettront d’affiner le choix du design des études de sécurité non clinique intervenant juste après les études incluses dans ce projet comme la voie d’administration, le schéma expérimental et le choix de doses. A long terme, Il sera possible d’une part de connaitre le taux dans le sang des différents composés et d’autre part d’établir des relations pharmacocinétiques/ pharmacodynamie (PK/PD), le tout pour sélectionner le meilleur candidat et diminuer le nombre d’études ultérieures. En effet, les candidats médicaments qui présentent des paramètres ADME permettant d’être actifs (bonne absorption et/ou distribution sans être métabolisés ou excrétés trop rapidement) pourront continuer le développement et potentiellement servir dans le traitement de différentes pathologies.
Procédures
- Administration par voie orale ou par injections (unique à réitérée 1 à 3 fois par jour pendant 1 jour à 4 semaines) de composés à évaluer, contention de quelques secondes à 5 minutes maximum (incluant le passage dans une enceinte thermorégulée), administration de 10 secondes à 2 minutes maximum - Prélèvements de sang de faible volume : 6 prélèvements maximum sur 24 heures, 2 fois maximum durant l’étude sur animal vigile, contention de 2 minutes maximum, durée du prélèvement de quelques secondes - Recueils urinaires d’une durée comprise entre 6h (cas standard-approximativement 90% des cas) et 16 heures (cas exceptionnel justifié scientifiquement si besoin d’un volume plus élevé d’urines pour le dosage d’un paramètre à de très faibles niveaux - approximativement 10% des cas) en cage à métabolisme (1 fois par étude au maximum) avec diète hydrique d’une durée correspondant à celle du recueil (6h en standard et 16h maximum) - Prélèvement unique de sang réalisé sous anesthésie et analgésie avant l’euthanasie
Impact sur les animaux
Dans le cadre de ce projet, des nuisances ou douleurs peuvent survenir lors des : ⦁ administrations des composés à évaluer : administration unique à réitérée 1 à 3 fois par jour pendant 1 jour à 4 semaines) : selon les voies utilisées, -contention d’une durée de moins de 15 sec et administration du composé (moins de 10 sec) peuvent générer du stress chez l’animal (maximum 3 administrations par jour) : degré de sévérité léger à modéré selon la voie et le nombre d’administrations -passage dans une enceinte thermorégulée (nécessaire pour dilater les veines et réaliser le geste dans de bonnes conditions) d’une durée maximale de 5min, la contention dans une boite adaptée à l’espèce utilisée (2min maximum) peuvent générer du stress et l’injection de la douleur (maximum 2 fois par jour) : degré de sévérité léger. ⦁ Prélèvements de sang : la contention d’une durée maximale de 2min ainsi que le prélèvement (moins de 30s) peuvent générer du stress et de la douleur (maximum 6 points de prélèvement sur 24h) (Degré de sévérité léger à modéré en fonction du volume total prélevé) ⦁ Recueil urinaire (cages à métabolisme) : le changement d’environnement et l’hébergement individuel de courte durée (6h en standard, et n’excédant pas 16h) peuvent générer un inconfort et un stress pour l’animal (Degré de sévérité léger). ⦁ Administration sous-cutanée (analgésique) : la contention d’une durée maximale de 15s peut générer du stress et l’injection (moins de 10s) de la douleur (degré de sévérité léger). ⦁ Induction de l’anesthésie gazeuse préalable à l’euthanasie : l’induction qui est rapide peut générer du stress. La molécule administrée peut induire en elle-même des effets indésirables (perte de poids par exemple)
Devenir
Des analyses sur le sang (nécessitant un prélèvement de volume important) et/ou tissus post mortem sont effectuées à l’issue des études incluses dans ce projet pour compléter les données collectées in vivo, ne permettant pas la réutilisation des animaux à l’issue de la procédure expérimentale.
Remplacement
Le développement d'un candidat médicament nécessite une approche multidisciplinaire pour évaluer ses propriétés pharmacocinétiques et métaboliques. Si les modélisations informatiques et les tests in vitro (perméabilité, stabilité microsomale, interactions enzymatiques) sont essentiels à la sélection initiale des molécules, ils restent insuffisants pour modéliser la complexité d'un organisme entier. Les études in vivo demeurent indispensables pour caractériser précisément le devenir du candidat médicament. En retour, ces données permettent d'optimiser le choix des modèles in vitro afin d'améliorer la corrélation et la prédictibilité des futurs essais.
Réduction
Pour ces études, en tenant compte des variabilités inter et intra individuelles et en fonction de la question posée, on utilise en standard 3 animaux/sexe, soit le nombre minimum d’animaux pour obtenir des résultats scientifiques fiables et interprétables. Ce chiffre est basé sur l’expérience acquise en interne (reproductibilité des données, variabilité inter-individuelle inhérente au vivo) et sur les pratiques de la communauté scientifique. Exceptionnellement, jusqu’à 12 animaux/sexe par dose, voie d’administration ou formulation différentes peuvent être utilisés (cas d’un candidat médicament ayant une cinétique très compliquée à suivre, c’est-à-dire ayant une cinétique détectable à de très faibles niveaux, ou avec une variabilité inter-individuelle importante nécessitant un nombre de prélèvements importants). Ce nombre d’animaux, ne représentant que 5 à 10% des études intégrées dans ce projet, peut être anticipé grâce à des modélisations informatiques réalisées sur le candidat médicament. Pour optimiser le nombre d’animaux utilisé et le nombre de prélèvements sanguins ou d’organes effectués, les responsables scientifiques utilisent des modèles informatiques basés sur des méthodes mathématiques pour analyser au mieux les données. Le nombre de rongeurs utilisé a également pu être considérablement réduit grâce à la méthode de prélèvement sanguin par microsampling. Cette méthode permet de ne prélever qu’un faible volume de sang et ainsi d’effectuer différents temps de prélèvement sur un même animal tout en respectant les volémies physiologiques pour le rat et en réduisant douleur/angoisse (moins de contention et réduction du temps du geste technique) chez l’animal.
Raffinement
Les doses de candidat médicament à administrer à l’animal sont sélectionnées préalablement in vivo (objet d’un autre projet) afin d’éviter les risques d’une potentielle toxicité des composés testés. Des observations cliniques approfondies sont réalisées chaque jour. Même si les doses utilisées dans les études de ce projet ne doivent pas entraîner de toxicité, si des signes cliniques étaient observés, une décision rapide sera prise en concertation entre le vétérinaire, le responsable scientifique, la Structure chargée du Bien Être des Animaux (SBEA) et les équipes en charge des animaux. Selon les signes, soins, arrêt de traitement, diminution de doses ou euthanasie seront réalisés. Cette décision se base si besoin sur le score d’une grille de points limites spécifique au rat mise en place avant l’apparition des points limites. Les animaux sont manipulés quotidiennement et peuvent être entrainés si l’étude nécessite un geste technique particulier (exemple : contention pour administration par injection). Tous les animaux sont hébergés en groupes, sauf cas exceptionnel justifié scientifiquement (signes cliniques nécessitant l’hébergement individuel ou phase de recueil urinaire par exemple), avec de l’enrichissement adapté (matériel de nidification, matériel à ronger). Au cas par cas, on peut mettre en place des modifications des conditions d’hébergement pour raffinement (ex : chauffage en cas d’hypothermie transitoire). Pour les études d’une durée supérieure à 1 semaine, une puce électronique d’identification couplée à un capteur de température pourra permettre le suivi de la température corporelle de manière non invasive. Lorsque les prélèvements de sang n’excèdent pas 50µL par prélèvement, la technique du microsampling est mise en place. Cette technique, rapide, peu invasive et peu stressante, permet de limiter l’impact d’une cinétique et de respecter les limites de volémie physiologiques du rat. La durée du recueil urinaire est limitée, réalisée en journée sur une durée de 6h ou exceptionnellement en période nocturne
Choix des espèces
Le rat est l’espèce rongeur la plus utilisée dans toutes les études de sécurité non cliniques réalisées après les études incluses dans ce projet (études de sécurité réglementaires notamment), car considéré comme le plus prédictif en toxicologie, ce qui permet de mieux comprendre et caractériser la molécule dans un modèle pertinent sur le plan pharmacologique. Ici les rats utilisés sont de jeunes adultes et des adultes, d’âge équivalent aux études ultérieures à ce projet et conformément aux requis règlementaires. Exceptionnellement, des animaux juvéniles (post-sevrage) pourront être utilisés, lorsque le candidat médicament a pour visée le traitement de pathologie chez de jeunes patients.
Programmation et reprogrammation épigénétique du destin cellulaire chez Xenopus Laevis-MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système urogénital
Réutilisées d'une ponte à l'autre après stimulation hormonale, 100 femelles xénopes sont maintenues en vie, tandis que 500 autres xénopes sont tués pour prélever ovaires et testicules. Les animaux relèvent d'un niveau de souffrance sans réveil ou léger, dans un projet de recherche fondamentale sur la reprogrammation épigénétique du destin cellulaire. Chaque semaine, un mâle est tué pour la purification de cellules germinales et une femelle pour ses ovaires. Les autres femelles servent de façon répétée à la ponte, induites tous les six mois, avant d'être à leur tour utilisées.
Objectifs
Le projet vise à décrire les mécanismes épigénétiques permettant la programmation et la reprogrammation du destin cellulaire. Nous abordons trois questions en relation avec cette thématique. 1-Dans quelle mesure les modifications associées aux histones retenues dans le spermatozoïde contribuent a la régulation du développement embryonnaire précoce ? Pour cela nous décrivons le paysage épigénétique du spermatozoïde par des techniques de ChIP-seq quantitative puis évaluons l’effet de perturbation de ces instructions épigénétiques paternelles sur le développement de l’embryon. 2-Quels sont les mécanismes épigénétiques qui stabilisent le destin des cellules somatiques ? Nous réalisons des expériences de clonage au cours desquels un embryon est généré par transplantation du noyau d’une cellule différenciée dans un œuf énucléé. Le développement d’un tel clone est limité par des verrous épigénétiques présent au sein de la chromatine de la cellule donneuse. Pour identifier ces mécanismes de stabilisation du destin cellulaire, nous désactivons des voies épigénétiques de la cellule différenciée et évaluons si cela réduit la résistance a la reprogrammation par les composantes de l’œuf (ce traduisant par une amélioration du clonage). 3-Quels sont les mécanismes moléculaires et cellulaires qui gouvernent les processus de régénération ? Nous tirons bénéfice du fait que les têtards de Xenopus Laevis présentent des capacités de régénération (queue, pattes) qui varient au cours du développement pour réaliser des études comparatives permettant d’identifier les processus moléculaires et cellulaire associées a un bon déroulement de la régénération. Nous focalisons nos études sur l’influence du système immunitaire dans la réponse régénérative. MODIFICATIONS Pour tester la fonction de voies épigénétiques d’intérêt a des stades précoces du développement, les stratégies reposant sur des injections d’ARNm dans des zygotes sont les approches déployées. Cependant les ARNm ne persistent pas suffisamment longtemps pour exercer des effets aux stades tardifs. D’autre part les stratégies reposant sur des injections d’ARNm ne permettent pas de réaliser des interférences spécifiquement dans certains tissus. En conséquence, pour permettre des tests fonctionnels a des stades développementaux tardifs et de façon tissue spécifique nous employons dans ce cas des animaux transgeniques qui nous permettent ce niveau de contrôle spatiaux-temporel.
Bénéfices attendus
Notre recherche fondamentale a pour objectif de mieux comprendre des mécanismes moléculaires et cellulaires dont la compréhension a un fort potentiel pour la santé humaine : 1- Compréhension des mécanismes de transmission d’information épigénétiques entre générations. Une meilleure description/compréhension de ces mécanismes, en particulier de la possibilité que la lignée germinale male puisse transmettre à la descendance l’effet de l’exposition paternelle a l’environnement peut aider à orienter les politiques de santé publique. 2-Compréhension des mécanismes stabilisant le destin cellulaire. Un déséquilibre de ces mécanismes peut contribuer a des pathologies chez l’homme (déstabilisation dans le cas de cancer par Example). 3- Le déchiffrage des processus permettant la régénération, très efficace chez le Xenope, peut identifier des voies moléculaires et cellulaires a cibler pour améliorer les processus régénératifs chez l’homme.
Procédures
Les animaux subissent uniquement des injections d'homones. Pour les femelles il sagit de deux injections en sous-cutannee espacees de 2 a 7 jours , repetees tous les 6 mois. Les animaux sont manipulés pour moins de une minute: prelevement du bac d’elevage pour immobilisation sur paillasse humide suivie d’injection (quelques secondes) puis retour en bac de ponte.
Impact sur les animaux
Les procédures decrites ont des effets modérés sur les animaux. Il s’agit uniquement d’injection sous cutanées d’hormones pour stimuler la ponte. L’injection sous-cutanée ne provoque pas de saignement et n’induit pas de douleurs pour l’animal. Le produit injecté n’est pas toxique pour les animaux. Par précaution les animaux soumis à injection ne sont pas nourris le jour précédant, car les injections provoquent quelques fois des phénomènes de regurgitations
Devenir
Apres stimulation de la ponte les femelles sont mise au repos puis reutilisees ulterieurement pour de nouvelles pontes. Ceci permet d'obtenir regulierement des oeufs de bonne qualite tout en lilitant le nombre d'animaux utilises. Dans le cas des prelevements d'organes, les animaux sont mis a mort.
Remplacement
Il n’y pas d’alternative actuelle a l’utilisation d’animaux pour l’obtention de cellules germinales fonctionnelles. Les efforts actuels, chez la souris en particulier, de production de cellules germinales in vitro à partir de cellules souches ne permettent pas d’atteindre des cellules pleinement différentiées. L’utilisation de dérivés de cellules souches mimant le développement embryonnaire précoce n’est également pas une option car nous nous intéressons a l’influence de l’épigénome de la lignée germinale sur le déroulement du développement embryonnaire précoce. Cependant, les études de la spermatogenèse en cours dans notre laboratoire nous amène a développer un modèle de spermatogenèse Ex-vivo qui pourrait conduire á la mise en place d’un protocole de spermatogenèse in vitro, réduisant ainsi l’utilisation de males.1
Réduction
Les pratiques pour réduire l’utilisation des animaux dans notre laboratoire sont les suivantes : 1-Mutualisation des animaux utilisés : Étant donne l’abondance des œuf/ovocytes produits par une femelle, le matériel produit permet dans la majeure partie des cas la réalisation d’une multitude d’expériences. En conséquence, la planification de l’utilisation des animaux est optimisée pour accommoder les besoins du plus grand nombre possible d’expérimentateurs. 2-Reutilisation des animaux : Les femelles utilisées pour la ponte sont réutilisées suite à une période de repos. 3-Optimisation de l’utilisation des testicules pour les fécondations in vitro. Les testicules issus d’un males peuvent être utilisées pour réaliser plus de 10 fécondations in vitro. La durée de stockage de ces testicules est de 15 jours. En conséquence les expériences impliquant les FIVs sont regroupées dans le temps afin de maximiser l’utilisation des testicules et limiter le nombre de males sacrifiés. 4-De la même façon nous avons optimisé l’utilisation des ovaires en améliorant les conditions de d’utilisation des organes prélevés. Les ovocytes sont dissociés par une solution enzymatique, tries manuellement, puis stockes a 14 degré dans une solution contenant des antibiotiques. Chaque jours, une élimination des ovocytes défectueux et un renouvellement du milieux de culture permet d’étendre la survie de ces cellules au-delà d’une semaine. La détermination du nombre d’animaux utilisés est basée sur les calculs suivants : Nous envisageons l’utilisation de ~350 femelles et de ~ 250 males Xenopus Laevis. L’utilisation se décompose en 3 modes : 1/Animaux réutilisés au cours du projet : Les femelles sont utilisées par lot de 2 pour la ponte. Deux pontes par semaine en moyenne >soit environ 200 pontes par an> 100 femelles (les femelles sont induites pour ponte tous les 6 mois). 2/ Prélèvement d’ovaires. Sacrifice d’une femelle par semaine pour prélèvement d’ovaires > ~ 250 femelles 3/ Prélèvement de testicules. Sacrifice d'un male par semaine pour prélèvement de testicules et purification de cellules germinales > ~250 males
Raffinement
Un nouveau protocole de stimulation de ponte a été testé permettant l’utilisation d’une même femelle pour deux pontes successives espacées de 1 a deux semaines, l’animal étant ensuite mis au repos pour ~3mois. Ce protocole permet d’obtenir deux fois plus d’œufs, de qualité comparable, a partir d’une même femelle, réduisant ainsi le pool d’animaux utilse2 pour la ponte. Pour les expériences de régénération nous avons mis au point une protocole de régénération ex-vivo qui permet de recapituler certaines étapes de la régénération d’un membre. Ce protocole permet d’étudier la régénération après euthanasie, réduisant ainsi la souffrance de l’animal. En outre il permet d’amputer les deux membres d’un animal plutôt qu’un seul lorsque les études sont réalisées in vivo.
Choix des espèces
Les espèces ont été choisie en raison de l’abondance, de l’accessibilité du matériel biologique étudié (ovocytes, spermatozoïdes, embryons). Ce modèle permet la réalisation a grande échelle d’expériences de clonage, d'• Injection Intracytoplasmic de spermatozoide (ICSI), et de production d’embryons haploïdes. Enfin il présente des caractéristiques uniques de la spermatogenèse (remodelage partiel des nucléosomes) permettant des analyses épigénétiques qui ne sont pas possibles dans d’autres modelés animaux tel que souris, zebrafish, drosophille, ou le nématode Caenorhabditis Elegans. Une autre caractéristique cruciale de ce tétrapode est l’existence d’une période étendue (8 division cellulaire) entre la fécondation et l’initiation de la transcription du génome zygotique. Cette caractéristique est cruciale pour l’étude de la transmission des caractères epigenetiques dérivés de la lignées germinales. En effet cette fenêtre temporelle de 8 cycle cellulaires permet par example de perturber la transmission des marques epigenetiques derivées du spermatozoide et d’en etudier l’impact sur l’activation des genes zygotiques. Enfin l’abondance des œufs permets la production d’extrait qui peuvent etre utiliser pour identifier les facteurs maternelles impliques dans la reconaissance/propagation des signaux epigenetiques issus du spermtozoide. Les animaux sont sexuellement matures, soit >= 1 an chez Xenopus Laevis
Génération d’un modèle murin transgénique développant spontanément un cancer du foie (carcinome hépatocellulaire)
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
1 900 souris transgéniques développent spontanément un cancer du foie, 1 500 d'entre elles classées en souffrance sévère, dans un projet qui les suit par génotypage, prélèvements sanguins et échographies répétées. À l'issue, 360 sont tuées par ponction intracardiaque pour constituer une biobanque de tumeurs et 1 540 sont réutilisées dans d'autres projets. Le RNT décrit une "souffrance modérée" liée aux tumeurs et affirme que les études antérieures n'ont mis en évidence "aucun signe manifeste de douleur ou de détresse". Cette affirmation côtoie le classement de 1 500 animaux au niveau de souffrance le plus élevé prévu par le projet.
Objectifs
Le cancer du foie, appelé carcinome hépatocellulaire (CHC) est la troisième cause de mortalité par cancer dans le monde, en raison d'une prise en charge souvent tardive, de l’efficacité limitée des traitements existants, de l’apparition fréquente de résistances thérapeutiques et de la formation de métastases. L’évaluation préclinique de nouvelles thérapies est limitée par l’absence de modèles expérimentaux reproduisant fidèlement la complexité du CHC humain, notamment les différences entre cellules tumorales et ses interactions avec le système immunitaire. Le projet vise à générer et suivre des cohortes de souris, modèles pertinents pour : 1) Étudier les mécanismes d’initiation et de progression tumorale ; 2) Identifier des biomarqueurs (molécules qui permettent de détecter le cancer) et cibles thérapeutiques spécifiques ; 3) Explorer les interactions entre cellules tumorales et système immunitaire pour développer des stratégies combinées ciblant la tumeur et son microenvironnement.
Bénéfices attendus
Le CHC reste l’un des cancers les plus meurtriers en raison de diagnostics tardifs, de traitements peu efficaces et de résistances fréquentes. Ce projet utilise un modèle murin cliniquement pertinent, reproduisant fidèlement les caractéristiques moléculaires et immunologiques de sous-groupes de patients atteints de CHC. Ce modèle permettra : 1) D’identifier de nouvelles vulnérabilités tumorales, ciblables par des thérapies innovantes ; 2) D’explorer des approches thérapeutiques combinées, associant traitements dirigés contre les cellules tumorales et immunothérapies ; 3) De modéliser les mutations du gène p53, fréquentes chez les patients atteints de CHC, pour mieux comprendre leur impact sur la progression tumorale et la réponse aux traitements ; 4) De découvrir de nouveaux biomarqueurs diagnostiques ou prédictifs, liés aux profils tumoraux ou immunitaires. À moyen et long terme, ce projet vise à accélérer le développement de stratégies de médecine personnalisée pour les patients atteints de CHC, en identifiant les traitements les plus adaptés à chaque profil tumoral et immunitaire. Ces avancées pourraient également bénéficier à d’autres types de cancers présentant des mécanismes similaires.
Procédures
Les animaux seront soumis à trois types d’interventions : 1. Prélèvements sur animaux vigiles - Génotypage : prélèvement de poils au sevrage pour récolter l'information génétique. Tous les animaux (≈1 900) sont concernés. Durée : quelques minutes. Nuisance : faible, non invasive. - Prélèvements sanguins : ponction dans la veine de la queue lors des séances d’échographie, volume ≤50 µL, ponctuel et adapté à la progression tumorale. Nuisance : modérée, réduite par anesthésie légère à l’inhalation d'anésthésie gazeuse. 2. Procédures sous anesthésie - Échographie hépatique pour suivi tumoral, réalisée sous inhalation de Vetflurane. Tous les animaux suivis sont concernés. Durée : 10–15 minutes par animal. Nuisance : faible, récupération complète après la procédure. 3. Prélèvements terminaux - Euthanasie et prélèvement de sang et tumeurs pour la constitution de la biobanque. 180 animaux par lignée sont concernés. Sang prélevé par ponction intracardiaque (≤1 mL) après analgésie. Nuisance : maximale mais terminale, réalisée dans des conditions respectueuses du bien-être animal. Toutes les interventions sont planifiées pour minimiser le stress et la douleur, en combinant procédures non invasives, anesthésie et analgesie selon le niveau de nuisance.
Impact sur les animaux
Le développement spontané de tumeurs hépatiques pourrait entraîner une souffrance modérée notamment par une diminution de l’appétit, une perte de poids et un stress accru. Néanmoins, les études antérieures réalisées avec ce modèle n’ont mis en évidence aucun signe manifeste de douleur ou de détresse. Les manipulations répétées (pesées, observations cliniques, échographies) peuvent toutefois induire un stress léger à modéré. Pour limiter ces effets, un suivi attentif et systématique sera assuré par des expérimentateurs formés, à l'aide d'une grille de score spécifique permettant l'évaluation du bien-être des animaux. Des mesures d’optimisation seront mises en œuvre, telles que l’enrichissement de l’environnement des cages et l’acclimatation progressive des animaux aux conditions expérimentales. Ces mesures visent à prévenir et réduire au maximum toute douleur, détresse ou souffrance pendant toute la durée de l’étude.
Devenir
Sur les 1 900 souris de la DAP, environ 360 animaux (180 par lignée) seront euthanasiés pour la constitution de la biobanque de tumeurs, selon des critères stricts (souffrance ou stade tumoral prévu). Les 1 540 autres animaux seront maintenus en vie et réutilisés dans d’autres projets expérimentaux, tels que l’évaluation de traitements ou le suivi tumoral par imagerie in vivo. Cette organisation permet de maximiser l’utilisation des animaux tout en respectant leur bien-être et le principe de réduction.
Remplacement
L’étude de la progression tumorale et des réponses immunitaires dans le CHC nécessite un modèle in vivo capable de reproduire la complexité du microenvironnement hépatique et les interactions cellulaires. Les approches in vitro (organoïdes, cultures cellulaires) et in silico (modélisation) peuvent compléter le projet, mais ne remplacent pas les modèles animaux pour atteindre les objectifs scientifiques. L’utilisation de souris immunocompétentes est donc indispensable pour étudier la tumorigenèse spontanée et les interactions cellules tumorales / cellules immunitaires dans un contexte physiopathologique fidèle.
Réduction
Le nombre d’animaux est calculé pour limiter leur utilisation tout en garantissant des résultats statistiquement exploitables, à l’aide du logiciel G*Power (alpha 5 %, puissance 90 %). Les souris transgéniques pouvant développer plusieurs tumeurs indépendantes permettent de réduire le nombre d’animaux nécessaires pour les expérimentations, notamment pour les tests de médicaments. Les mêmes animaux seront exploités au maximum grâce à des analyses multiples post-mortem (foie, tumeurs, poumons, etc.). L’utilisation de techniques d’imagerie non invasive et de biomarqueurs permet un suivi longitudinal, limitant les sacrifices précoces ou inutiles. L’expérience est conduite par des chercheurs expérimentés pour optimiser les protocoles et réduire les répétitions.
Raffinement
Plusieurs mesures sont mises en place pour limiter la souffrance et le stress des animaux : suivi régulier de l’état de santé avec grille de score, enrichissement de l’environnement (objets, nidification, contacts sociaux), et acclimatation progressive aux manipulations. Le suivi tumoral est réalisé par échographie non invasive. Une intervention rapide et euthanasie anticipée est prévue en cas de signes cliniques sévères ou de souffrance non réversible. Les expérimentateurs sont formés aux bonnes pratiques pour garantir le bien-être animal tout en assurant la qualité scientifique des données. une grille de score est mise en place afin de définir les points limites et de garantir une intervention précoce conformément aux règles de bien-être animal
Choix des espèces
Les modèles murins transgéniques utilisés dans ce projet sont particulièrement pertinents pour l’étude du carcinome hépatocellulaire (CHC). Ils reproduisent l’hétérogénéité et les résistances thérapeutiques observées chez les patients et permettant l’étude d’un système immunitaire fonctionnel et du microenvironnement tumoral. Les animaux seront utilisés uniquement à l’âge adulte, correspondant à l’apparition spontanée des tumeurs hépatiques dans les modèles Alb-R26Met (30 40 semaines) et Alb-R26Met-p53DN (20-30 semaines). Ce choix repose sur nos données préliminaires et sur l’expérience acquise avec ce modèle, permettant d’anticiper la fréquence et le développement des tumeurs. L’utilisation d’animaux adultes permet d’étudier les étapes pertinentes de la tumorigenèse hépatique comparables à celles observées chez l’homme.