Procédures légères
Evaluation de molécules à visée thérapeutique dans les sarcoglycanopathies.
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
484 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Modèles génétiques de dystrophie des ceintures, elles reçoivent des molécules par gavage et par injection intrapéritonéale deux à cinq fois par semaine, des injections de vecteurs viraux et des prélèvements de sang répétés, avant évaluation de la force musculaire puis mise à mort par dislocation cervicale. Le porteur affirme que les molécules testées sont toutes bénéfiques et sans toxicité aux doses utilisées, et que le modèle présente un phénotype moins marqué que la maladie humaine. Il conclut qu'aucun modèle sans animaux ne permet d'étudier la perte de locomotion, et renvoie l'effet thérapeutique espéré à un éventuel essai clinique.
Objectifs
Ce projet se place dans le domaine de la recherche de solutions thérapeutiques pour des maladies qui n’ont à ce jour aucun traitement. Les maladies ciblées dans ce projet sont une catégorie de maladies musculaires d’origine génétique appelées les dystrophies des ceintures. Ces maladies se caractérisent par une dégénérescence progressive du muscle conduisant à une perte des fonctions motrices telles que la marche. Elles peuvent aussi être associées à des atteintes cardiaques ou respiratoires qui peuvent conduire à un décès prématuré. Dans le cas des maladies génétiques, certaines mutations entrainent des anomalies de la structure de la protéine correspondante. De façon intéressante, il est possible d’aider par une approche utilisant des petites molécules à ce que les protéines mutées récupèrent une meilleure conformation, produisant ainsi un effet thérapeutique. Nous avons identifié des molécules ou des combinaisons de molécules ayant montré un effet positif sur des cellules déficientes dans le cas d’un groupe de dystrophies des ceintures appelées sarcoglycanopathies. L’objectif de ce projet va être de valider le potentiel thérapeutique de ces molécules et combinaisons sur un modèle animal de la maladie. Une validation sur ce modèle permettra d’envisager des essais cliniques afin d’aboutir à un traitement chez les patients. Les animaux utilisés sont des souris modèles et leurs contrôles normaux. Le nombre nécessaire pour cette étude est de 484 animaux. Les molécules seront administrées aux animaux soit par gavage, soit par administration intrapéritonéale sur une durée variable. L’évaluation de l’effet thérapeutique sera réalisée par des études de la fonction du muscle et, après sacrifice, par des études moléculaires.
Bénéfices attendus
Les bénéfices devant découler de ce projet concernent le domaine de la santé humaine. Il vise à valider l’effet thérapeutique de molécules d’intérêt pour un groupe de maladies humaines sur un modèle murin de la maladie. L’observation d’un effet thérapeutique permettra d’envisager un essai clinique qui, s’il est probant, devrait permettre de stopper l’évolution de la pathologie chez les patients atteints de dystrophie, et donc de valider une thérapie pour des maladies qui n’en n’ont pas à ce jour.
Procédures
Toutes les molécules pharmacologiques seront injectées entre 2 et 5 fois par semaine en fonction de leur demi-vie. Elles seront administrées soit par voie orale, soit par injection intra-péritonéale sur animaux vigiles. L’administration par voie orale se fait par gavage à l’aide d’une canule souple en plastique à bout arrondi afin de ne pas blesser l’animal. Les AAV seront injectés par voie intraveineuse une seule fois soit sur animaux vigile avec injection à la veine caudale, soit sur animaux anesthésiés au sinus rétro-orbital. Dans ce cas, l’anesthésie est une anesthésie gazeuse de courte durée. Les prélèvements de sang se font une fois par semaine sur animaux anesthésiés en gazeux de courte durée, voire au maximum à 2 jours d’intervalle en fin de protocole. L’injection de Bleu Evans sera réalisée par voie intra-péritonéale sur animaux vigiles. L’évaluation fonctionnelle avant le sacrifice sur le muscle TA semi-isolé sera pratiquée par l’administration 30 minutes avant l’acte d’un analgésique, sur animal anesthésié. L’état d’anesthésie sera évalué par différents critères : absence de réflexes, immobilité, relaxation musculaire, insensibilité à la douleur.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont liés en particulier à la nature des différents actes réalisés : * Piqûres en intrapéritonéal pour administration de molécule faites tous les jours ou tous les 3 jours allant de 100µl à 400µl/20g ou pour administration d’anesthésique (100µl/20g). Pour réduire les nuisances, les animaux seront traités 30 minutes avant avec un analgésique. * Administration per os quotidien à 200µl/20g. * Intraveineuse caudale 200µl/20g ou en retro-orbitale 150µl/20g. * Prélèvement de sang en rétro-orbital 100µl/20g au maximum une fois par semaine . * Possibilité de sécheresse oculaire au cours des anesthésies (utilisation d’OCRY-GEL® pour réduire cette nuisance). Les modèles utilisés, même s’ils portent une anomalie génétique correspondant à une dystrophie musculaire progressive chez l’homme, présentent un phénotype moins important que les patients. Dans cette étude, les animaux sont utilisés à un âge où aucune conséquence sur le comportement n’est observée. Ils ne présentent donc pas de phénotype délétère. Il n’y a pas de nuisances attendues dans ce projet par rapport à l’effet des traitements qui sont tous de nature bénéfique et utilisés à des doses non toxiques.
Devenir
Tous les animaux de la procédure seront sacrifiés par dislocation cervicale.
Remplacement
Un effort de remplacement a été réalisé en amont de ce projet. En effet, l’identification des molécules ayant un intérêt potentiel pour l’objectif thérapeutique de ce projet a été réalisée sur des modèles cellulaires soit individuellement, soit par criblage de chimiothèques (environ 3000 composés ont été criblés) en utilisant le critère de relocalisation du complexe des sarcoglycanes à la membrane. Un criblage combiné par des concentrations faibles d’un inhibiteur du protéasome a aussi été réalisé afin de faire ressortir des effets supplémentaires. Seules les molécules ou combinaisons ayant montré les meilleures activités in vitro seront testées dans ce projet. Afin de valider l’effet thérapeutique in vivo au préalable à une application chez l’homme, nous souhaitons utiliser un modèle animal (souris), car aucun modèle in vitro ou de culture cellulaire ne nous permet d’étudier les symptômes de perte de la locomotion typiques des dystrophies musculaires.
Réduction
Au cours des 5 années du projet, nous avons prévu d’utiliser un total de 484 souris pour faire l'ensemble des expériences in vivo. Ce projet se limite aux expériences considérées comme absolument indispensables et prévoit l'exploitation maximale des données obtenues. Lorsque ce sera possible, nous utiliserons les mêmes souris contrôles pour des expériences différentes en tant que contrôle pour les différents modèles évalués. De plus, un maximum d’analyses sera réalisé sur organes prélevés après la mort des animaux pour éviter des doublons de procédures expérimentales. Le nombre d’animaux utilisés par groupe est optimisé pour obtenir des résultats statistiquement significatifs. Pour la PE1, le critère est l’adressage à la membrane de la fibre musculaire de la protéine d’intérêt. Le test utilisé est un test de comparaison des moyennes unilatéral et donne un N de 8 par groupe. Le critère pour les PE2 et PE3 est la mesure de la force musculaire. Le test utilisé est un test de comparaison des moyennes unilatéral et donne un N de 6 par groupe.
Raffinement
Le raffinement du projet inclut la sélection des modèles : la souris est un modèle déjà utilisé et bien étudié pour les maladies musculaires. De plus, le modèle de souris que nous avons développé correspond à une mutation retrouvée chez les patients. Le souci de raffinement est une préoccupation permanente tout au long de la vie des animaux et pendant les différentes étapes des protocoles expérimentaux. En cas d’observation de la moindre douleur, les souris recevront un traitement analgésique, et si cette douleur devait persister, les animaux seraient sacrifiés pour éviter toute souffrance. Les animaux sont élevés dans un environnement enrichi, ils sont observés quotidiennement pendant les jours ouvrés. Les souris étant des animaux sociaux, aucun animal n’est seul dans une cage, sauf si problème d’agressivité. Les souris sont anesthésiées lorsque les procédures expérimentales sont jugées potentiellement douloureuses ou stressantes. Les animaux auront également eu au préalable un traitement analgésique. Les prélèvements de sang seront effectués sous anesthésie de courte durée (moins de 5 minutes). Nous appliquons les points limites établis préalablement et utilisons les procédures de sacrifice appropriées. Des mesures pour augmenter le confort des animaux sont également appliquées telles que l’utilisation d’une plaque thermostatée pour maintenir la température corporelle stable lors de la phase de réveil et l’application de gel oculaire pour éviter le dessèchement des tissus lors des anesthésies.
Choix des espèces
Les modèles murins utilisés dans ce projet sont des souris modèles représentatifs de la pathologie étudiée. Dans cette étude, les animaux seront utilisés au stade jeune adulte. A partir du sevrage, les animaux présentent une taille de muscle et des conditions physiques suffisantes pour évaluer la fonction musculaire.
Etude de l’initiation et de la progression des lésions précancéreuses pancréatiques en cancer du pancréas à l’aide d’un modèle de souris
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
415 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. 110 femelles allaitantes reçoivent une injection de tamoxifène transmise aux petits puis sont tuées au sevrage, tandis que des souris immunodéprimées sont opérées pour implanter des lésions précancéreuses du pancréas et que d'autres sont mises à mort à différents âges. Le porteur décrit des lésions précancéreuses "asymptomatiques" et une perte de poids possible chez les témoins par mauvaise digestion. Il affirme que la complexité de ces lésions et de leur évolution vers le cancer empêche de remplacer l'étude sur la souris.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de générer un nouveau modèle de souris afin d’étudier les lésions pré-cancéreuses de cancer du pancréas, que sont les tumeurs intracanalaires papillaires et mucineuses du pancréas (TIPMP). Les TIPMPs sont un type de lésions précancéreuses du pancréas se développant à partir des canaux pancréatiques et prenant la forme de kyste. Les TIPMPs chez l’homme peuvent évoluer en cancer du pancréas. Les souris utilisées auront des mutations génétiques dans les canaux pancréatiques qui devraient former alors des TIPMPs.
Bénéfices attendus
De tels modèles animaux sont nécessaires pour comprendre les mécanismes moléculaires/les voies de signalisation qui conduisent à la formation des lésions précancéreuses du pancréas et leur progression en cancer du pancréas, ce qui a un impact direct pour le développement de stratégie de dépistage et de stratégie thérapeutique chez l’homme.
Procédures
On réalise -Une injection dans le ventre de souris femelles allaitantes (110 femelles allaitantes) d’un produit qui passe dans le lait afin que les souriceaux allaités reçoivent ce produit. Ce produit permet ainsi d'induire l’activation de la modification génétique des souriceaux transgéniques. Cette injection dure moins de 30 secondes. -10 souris auront une imagerie par résonnance magnétique à 1 mois de vie. Cette imagerie est réalisée sous anesthésie gazeuse pour diminuer le stress de la souris, elle dure 15 minutes et est sans douleur. -Une procédure chirurgicale chez 20 souris de laboratoire « immunodéprimées » (dont le système immunitaire est altéré de par sa nature) qui consiste à injecter des lésions précancéreuses dans leur pancréas. Cette intervention dure moins de 15 minutes sur des souris anesthésiées et sera suivie de l’administration systématique d’antalgiques afin que les souris ne souffrent pas. -10 autres souris « immunodéprimées » auront une injection veineuse de cellules de lésions précancéreuses dans la veine de la queue. Cette intervention dure moins de 5 minutes et est réalisée chez des souris anesthésiées.
Impact sur les animaux
Les souris permettant d’obtenir les souris étudiées (« souris d’intérêt » et « souris contrôles ») vivent normalement et sont mises en accouplement pour les générer. L’injection du produit aux femelles allaitantes n’est pas douloureuse. Il est attendu chez les souris d’intérêt la formation de lésions précancéreuses du cancer du pancréas. Ces lésions précancéreuses sont par définition asymptomatiques. Il n’est pas impossible que des lésions cancéreuses à un stade très précoce soient apparus chez les souris, mais ces lésions alors peu évoluées ne devraient pas entrainer de symptômes. Il est attendu chez certaines des souris « témoins » des lésions chroniques du pancréas, qui fonctionnera alors moins bien. Cela ne génèrera pas de douleurs mais entrainera vraisemblablement une perte de poids après six mois de vie des souris par moins bonne digestion des aliments. Concernant les souris immunodéprimées ayant une implantation des lésions précancéreuses dans l’abdomen : cette chirurgie sera réalisée avec les mesures nécessaires pour prévenir au maximum l’inconfort (anesthésie, administration d’antidouleurs). Il est attendu que les lésions précancéreuses évoluent par la suite dans l’abdomen à un niveau localisé sur un laps de temps court, et ne devrait donc pas engendrer de douleurs.
Devenir
Les 110 souris allaitantes seront sacrifiées au sevrage des souriceaux car elles ne peuvent pas être réutilisées une seconde fois pour une nouvelle portée. Les souris étudiées (souris d’intérêts et souris contrôle) seront euthanasiées aux différents stades de développement prédéterminés pour l’étude (1 mois selon le résultat de l’IRM, 3 mois, 6 mois et 12 mois). Il est nécessaire d’euthanasier les souris à différents stades de développement afin d’étudier l’initiation et la progression des lésions précancéreuses pancréatiques. Les 20 souris « immunodéprimées » qui auront été opérées pour implantation des lésions précancéreuses et les 10 souris « immunodéprimées » ayant reçu des cellules de lésions précancéreuses en injection intraveineuse seront sacrifiées au terme de l’expérience, 10 semaines après l’intervention afin d’étudier le potentiel invasif des lésions dans ces souris.
Remplacement
Les connaissances issues de cette étude sur la souris ne peuvent pas être actuellement obtenues par d’autres méthodes compte-tenu de la complexité du développement des lésions précancéreuses du pancréas de type TIPMP et de leur progression vers le cancer du pancréas. Des études réalisées à l’échelle cellulaire et sur des données de radiologies sont prévus en complément sur la cancérisation des lésions précancéreuses du pancréas mais ne peuvent pas remplacer l’étude sur la souris. Les retombées de ce travail sont utiles en terme de prévention et de traitement à terme chez l'homme.
Réduction
Nous utilisons l'effectif minimal de souris qui permet d’obtenir des résultats exploitables. Le nombre d’animaux est fixé de 5 à 10 par groupe de souris selon les analyses prévues. Pour étudier le développement des lésions précancéreuses, nous devons obtenir des lésions à des âges différents ; et au vu de précédentes études publiées, nous avons décidé d’étudier 4 âges différents chez la souris (1, 3, 6, 12 mois). Néanmoins, un examen non douloureux et non invasif sera réalisé à 1 mois des souris (une imagerie par IRM). Cet examen nous montrera si des lésions sont apparues sur le pancréas des souris et si ce n’est pas le cas, l’euthanasie des souris pourra être reporté à 3 mois, et ainsi moins d’animaux seront nécessaires à l’ensemble de l’étude.
Raffinement
Les méthodes et les mesures choisies visent à diminuer au maximum les contraintes imposées aux animaux. Les souris sont placées dans des portoirs ventilés, 5 individus par cage. La température, l'hygrométrie, la nourriture et l'eau sont contrôlées tous les jours. En plus de la litière, les cages sont enrichies avec 1 bâtonnet en bois, des cotons et du kraft. Le suivi des caractéristiques précises renseignant sur le bien être ou la souffrance des souris (poids, pelage, activité…) sera réalisé quotidiennement et l’application de mesures adaptées pour limiter la souffrance sera alors faite (enrichissement, réévaluation précoce dans la journée, adaptation de la nourriture, administration d’antidouleurs, et le cas échéant euthanasie). Les souris ne souffrent pas du développement des lésions précancéreuses du pancréas car celles-ci sont asymptomatique. Après intervention chirurgicale et en cas de repérage de signes de douleurs grâce au suivi des souris et à la reconnaissance de signes d’inconfort et de souffrance, des médicaments antidouleur seront donnés aux souris.
Choix des espèces
Nous travaillons sur la souris car c’est le meilleur modèle animal connu pour étudier le développement de pathologies communes avec l’homme et dont la génétique est bien connue. Les souris sont largement utilisées dans l'étude des mécanismes des pathologies humaines. L’objectif du projet est d’étudier le développement et l’évolutivité de lésions précancéreuses du pancréas grâce à un modèle de souris. Pour que les souris étudiées (souris d’intérêt et souris contrôles) puissent développer des lésions précancéreuses du pancréas, il faut qu’elles reçoivent un produit spécifique après la naissance. Le meilleur moyen, car ayant le moins de risque pour les souris, est qu’elles reçoivent le tamoxifène par le biais du lait de leurs mères. C’est pourquoi la procédure d’injection dans le ventre du tamoxifène est réalisé chez des souris allaitantes et non chez les souriceaux. Les femelles allaitantes auront au moins 60 jours à la mise en accouplement. Après la naissance des souriceaux, elles seront avec eux au moins 4 semaines jusqu’à leur sevrage. Les souris étudiées seront euthanasiées pour l’étude de leur pancréas et du développement des lésions de TIPMPs à différents âges de vie afin d’étudier ces lésions précancéreuses à différents moments de transformation. Compte tenu des données de précédentes études sur des lésions pré-cancéreuses chez la souris et pour avoir des résultats significatifs avec le moins d’animaux possible, il a été décidé d’étudier les souris à 1, 3, 6 et 12 mois. Afin d’étudier le développement de ces lésions précancéreuses, des souris immunodéprimées seront opérées pour implanter des lésions de TIPMPs. L’implantation sera réalisée chez 30 souris immunodéprimées adultes âgées de 6 à 7 semaines. Les souris immunodéprimées seront sacrifiées 10 semaines après l’intervention ou avant en cas de signes de souffrance (perte de poids, moins de mobilité, pelage hérissé en permanence…).
Effets extra-oraux chroniques et aigus des édulcorants chez le rat
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
- Système nerveux
704 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Ils subissent des chirurgies, des jeûnes répétés, des injections de glucose ou d'édulcorants et de multiples prélèvements sanguins, avant une chirurgie terminale sous anesthésie sans réveil pour prélever des tissus de l'hypothalamus. Le projet cherche à comprendre comment les substituts de sucre non nutritifs perturbent le métabolisme du glucose et la prise alimentaire. Le porteur affirme qu'aucun modèle de substitution ne permet d'étudier ces mécanismes mettant en jeu des dialogues entre organes.
Objectifs
Consommés régulièrement des substituts de sucres non nutritifs (SNN) peuvent provoquer une augmentation de la prise alimentaire et par voie de conséquence une augmentation de la glycémie à long terme. De plus, il a été montré que la consommation de SNN sur une courte période pouvait diminuer la sensibilité à l’insuline en réponse à un test de tolérance au glucose réalisé chez des sujets sains. Ces changements métaboliques pourraient entrainer des dysfonctions physiologiques notamment par l’intermédiaire des récepteurs T1Rs au goût sucré. Ces récepteurs sont retrouvés sur la langue mais aussi dans tout l’organisme et en particulier sur les vaisseaux sanguins et l’hypothalamus. L’objectif de ce projet sera d’étudier l’effet (les effets) de substituts de sucre non nutritifs (SNN) à court mais aussi à long terme sur la (les) réponse(s) de l’hypothalamus, en particulier de déterminer les effets métaboliques (dont le contrôle nerveux de la sécrétion d’insuline) et sur la prise alimentaire.
Bénéfices attendus
Ces expérimentations nous permettrons de mieux comprendre pourquoi et comment la consommation d’édulcorants entrainent un dysfonctionnement du métabolisme glucidique et du contrôle de la prise alimentaire en lien avec l’hypothalamus, et indépendamment de la perception gustative orale.
Procédures
Etude de l’effet chronique des édulcorants Par voie extraorale : Une partie des animaux subira une chirurgie de 30 à 45 minutes (procédure1), après 6 semaines, la moitié de ces rats opérés suivra la procédure 2 (reprise alimentaire après un jeûne) avec mise à jeun de 8 heures suivie d’une injection intrapéritonéale (IP) PBS ou IP glucose puis 3 prélèvements sanguins sur 4 heures. Ces animaux seront ensuite utilisés, une semaine après en procédure 4 avec chirurgie sans réveil. L’autre moitié subira la procédure 3 : soit un test de tolérance au glucose avec mise à jeun de 4 heures suivi d’une IP de glucose puis 6 prélèvements sanguins sur 2 heures soit une échoMRI, ils subiront la procédure 4 sans réveil après une semaine de repos. Par voie orale : Ces animaux auront les édulcorants pendant 8 semaines dans l’eau de boisson. Après 8 semaines, la moitié de ces rats suivra la procédure 2 avec mise à jeun de 8 heures suivie d’une IP PBS ou IP glucose puis 3 prélèvements sanguins sur 4 heures. Ces animaux seront ensuite utilisés une semaine après en procédure 4 avec chirurgie sans réveil. L’autre moitié subira la procédure 3 : soit un test de tolérance au glucose avec mise à jeun de 4 heures suivi d’une IP de glucose puis 6 prélèvements sanguins sur 2 heures soit une échoMRI, ils subiront la procédure 4 sans réveil après une semaine de repos. Pour l’étude de l’effet aigu : un groupe de rats subira la procédure 2 : avec un jeûne de 8 heures une IP de glucose, de PBS, ou de l’un des deux édulcorants étudiés et 3 prélèvements sanguins sur 4 heures. Après une semaine de repos ils subiront la procédure 4 sans réveil. Aucun animal n’aura plus d’une procédure avec prélèvement alors qu’il est éveillé.
Impact sur les animaux
L’effet indésirable attendu est la perte de poids après chirurgie mais aussi chez les rats chroniques per os s’ils ne buvaient pas l’eau contenant l’un des 2 édulcorants (ou à l’inverse une prise de poids importante)
Devenir
Procédure 1 : Classée modérée : ces animaux seront gardés en vie : cette procédure permettra d'étudier le ou les effets des édulcorants diffusés de façon chronique par voie extraorale, ils seront utilisés dans d'autres procédures : 2 (ou 3) et 4. Procédure 2 : Classée légère, cette procédure permettra l'étude des effets des édulcorants (soit aigus soit chroniques : par voie orale ou par diffusion extraorale) sur la reprise alimentaire après un jêune, ces animaux seront gardés en vie et utilisés en procédure 4. Procédure 3 : Classée légère, cette procédure permettra l'étude des effets des édulcorants sur le métabolisme glucidique et la répartition des masses maigres et grasses après traitement ces animaux seront gardés en vie et utilisés en procédure 4. Procédure 4. Classée sans réveil : Etude de la réponse hypothalamique au glucose en fonction du traitement aux édulcorants (aigu ou chronique par voie orale ou par diffusion osmotique). Cette procédure prévoit le prélèvement de tissus gluco sensibles frais ainsi que des tissus fixés pour les études d'immunohistochimie. Tous les animaux seront mis à mort à la fin du projet.
Remplacement
L’étude des mécanismes biologiques à la base des comportements alimentaires nécessite l’utilisation de modèles expérimentaux vivants. Il n’existe actuellement pas de méthodes ou de modèles de substitution permettant d’étudier les paramètres physiologiques d’intérêt dans nos études (prise alimentaire, dépense énergétique, thermogenèse, glycémie, adiposité, etc), car ces paramètres mettent en jeu des arcs-réflexes, des rétrocontrôles, et des dialogues entre organes.
Réduction
Les procédures décrites, ainsi que la stratégie expérimentale ont été optimisées, standardisées et validées dans des projets antérieurs, ce qui permet de réduire la variabilité interindividuelle et d'éviter des études pilotes supplémentaires, et permet donc de réduire les effectifs nécessaires au projet. Nous utiliserons des tests statistiques afin de calculer le nombre minimum d’animaux permettant une représentation de la population et suffisant pour détecter des différences significatives.
Raffinement
Depuis l’arrivée des animaux au laboratoire, tout est mis en place pour réduire la souffrance et l’angoisse des animaux. Lors des expérimentations réalisées sous anesthésie générale, les animaux recevront une dose d’analgésique morphinique puis seront sédatés avant de recevoir l’anesthésique. Les doses et les produits utilisés le sont sur les conseils du vétérinaire désigné du laboratoire. Un suivi quotidien sera fait pour s’assurer du bien-être des animaux. Les animaux seront élevés dans un environnement enrichi et placés dans une pièce en cycle lumineux inversé permettant l’expression de comportements innés et favorisant la protection des animaux. Les expérimentations auront lieu durant la période d'activité des rats en leur laissant leur période de repos pendant le cycle de jour. Deux semaines seront nécessaires pour l'habituation à leur nouvel environnement et au personnel. Ce raffinement contribue au bien-être animal, ce qui réduit la variabilité inter-individuelle engendrée par le stress, et par conséquent limite le nombre d’individus nécessaires pour les études statistiques.
Choix des espèces
Le rat est une espèce très étudiée par la communauté scientifique, la bibliographie est abondante nous apportant des données d’intérêt dans notre projet, et permettant ainsi la réduction du nombre d’animaux utilisés Nous voulons que les animaux aient le même âge pour les études aigues et les études chroniques, sans pathologies dues à l'âge : Pour les études des effets aigus des édulcorants, les rats arriveront à l’âge de 12 semaines, en tenant compte des deux semaines d’habituation à leur nouvel environnement, ils auront 14 semaines au moment des expérimentations. Pour les études des effets chroniques des édulcorants consommés dans l’eau de biberon, les rats arriveront à l’âge de 4 semaines, en tenant compte des deux semaines d’habituation à leur nouvel environnement, ils auront 14 semaines au moment des expérimentations. Pour les études des effets chroniques des édulcorants injectés par voie carotidienne à l’aide des mini-pompes osmotiques (diffusion pendant 6 semaines maximum), les rats arriveront à l’âge de 6 semaines, ils auront 8 semaines au moment de la mise en place de la mini-pompe, 14 semaines au moment des expérimentations
Evaluation de nouvelles cibles immunologiques thérapeutiques -sur les cancers humains greffés chez la souris
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
1260 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, la plupart tuées à l'issue et 60 reproducteurs réutilisés pour l'élevage. Immunodéprimées, elles reçoivent des greffes de cellules tumorales humaines sous la peau et jusqu'à quatre injections sous anesthésie, avec mesure régulière des tumeurs avant mise à mort et recherche de métastases. Le porteur signale une possible perte de poids, une altération de l'état général et une ulcération des tumeurs. Il affirme que la croissance tumorale et son micro-environnement ne peuvent être reproduits en culture cellulaire et retient la souris comme "modèle de référence" en cancérologie.
Objectifs
Actuellement, pour rétablir une réponse anti-tumorale efficace dans différents types de cancers dont les cancers urologiques, la thérapie privilégie le blocage par des anticorps des molécules, dites « de checkpoints », qui inhibent la réponse immunitaire anti-tumorale. La molécule de checkpoint HLA-G n'est pas exprimée dans la plupart des tissus adultes normaux mais est exprimée dans la plupart des cancers. Des travaux préliminaires chez la souris ont montré que l'utilisation d’anticorps anti-HLA-G permettait de restaurer la réponse anti-tumorale. Notre présent objectif est de démontrer qu'en cas de non-réponse aux thérapies « classiques », le checkpoint HLA-G constitue une meilleure cible thérapeutique très prometteuse dans certains cancers, dont les cancers urologiques. Dans le cadre de ce projet, les études sur des modèles animaux sont requises afin de répondre aux questions scientifiques suivantes : - Les cellules immunitaires présentes dans les tumeurs humaines de rein sont-elles anti-tumorales et donc potentiellement capables de détruire la tumeur ? - Des anticorps bloquant le checkpoint HLA-G sont-ils capables de restaurer l’action des cellules immunitaires ? - L’expression du checkpoint HLA-G sous diverses formes protéiques empêche-t-elle l’action des cellules immunitaires ? - L’expression du checkpoint HLA-G sous diverses formes protéiques contrôle-t-elle la dissémination et la vascularisation de la tumeur ?
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet sont tout d’abord de faire progresser et d’étoffer les connaissances scientifiques sur les cancers urologiques en démontrant, pour ces cancers ne répondant pas aux thérapies dirigées contre des checkpoints « classiques » et que le checkpoint HLA-G constitue une cible thérapeutique à privilégier. Dans le même temps, la caractérisation de différentes formes de la protéine HLA-G et son effet sur l’échappement de la tumeur au système immunitaire permettra aussi de mieux appréhender les différents mécanismes sous-jacents de nombreux cancers ainsi que les effets de ces formes sur les checkpoints immunitaires. A plus long terme, ce projet permettra la mise en place de nouveaux traitements plus efficaces et plus spécifiques contre les cancers urologiques et probablement d’autres cancers impliquant les checkpoints immunitaires.
Procédures
Les animaux seront soumis à un nombre différent d’injections. Au maximum, ils recevront 4 injections : des cellules tumorales par voie sous-cutanée, des cellules immunitaires et celles avec le traitement contenant des anticorps (x2) et un prélèvement sanguin. Ces souris seront anesthésiées avant chaque injection pour une durée d’environ 30 minutes. Cela correspond à un maximum de 2h d’anesthésie pour 4 injections (30 min / injection) + un prélèvement sanguin sur une période de 30 jours. De plus les animaux seront manipulés sans être anesthésiés au moins 3 fois par semaine pour réaliser des mesures des tumeurs au pied à coulisse et/ou des relevés de poids.
Impact sur les animaux
L’implantation de tumeurs chez la souris par injection d’iPSC et/ou de cellules tumorales est une technique éprouvée et publiée par de nombreux laboratoires depuis plusieurs années, ce qui nous permet d’avoir du recul sur les nuisances ou effets indésirables attendus. Il se peut que ces souris perdent du poids ou aient une altération de leur état général une à deux semaines après l’injection ou qu’elles présentent une ulcération au niveau de la tumeur deux à trois semaines après l’injection des cellules tumorales. Le développement de ces tumeurs et/ou l’apparition de métastases à un impact sur la santé de l’animal, dont les premiers signes sont un amaigrissement et des modifications comportementales. Il n’y a pas d’impact du développement des tumeurs primaires qui soit attendu sur les fonctions vitales de l’animal, en revanche la présence de métastases peut avoir des conséquences en fonction de leur emplacement.
Devenir
A l’exception des animaux reproducteurs (élevage et production des animaux pour les autres procédures), les animaux entrant dans les procédures seront euthanasiés afin de rechercher et scorer la présence de métastases dans les différents tissus. A cette occasion les tumeurs seront prélevées pour réaliser leurs études histologiques et biochimiques. Les animaux reproducteurs seront réutilisés tant qu’ils seront fertiles, toujours en tant qu’animaux reproducteurs pour d’autres projets ou le maintien de la lignée dans l’animalerie.
Remplacement
De nombreuses caractérisations ont déjà été effectuées en culture cellulaire, comme l’analyse des biomarqueurs ou l’activité des cellules immunitaires. Il s’agit maintenant de d’évaluer la croissance tumorale et son développement in vivo. Pour ce faire, le modèle animal est requis afin d’évaluer la croissance tumorale dans un environnement adéquat. En effet, les cellules cancéreuses ont besoin de multiples signaux pour croitre correctement, d’une interaction avec les différents tissus et en particulier avec le système vasculaire de l’hôte, ce qui ne peut être reproduit en culture cellulaire. De plus, nous nous intéressons ici au micro-environnement tumoral et en particulier aux cellules immunitaires présentes dans cet environnement. Pour évaluer toutes ces interactions avec les différents tissus et/ou types cellulaires, nous avons besoin d’utiliser un modèle animal.
Réduction
Dans la littérature spécialisée, les expérimentations « pilotes » se font sur des groupes de 5 à 15 souris immunodéficientes par expérience. Pour satisfaire aux conditions de répétabilité nécessaire dans la science, chacune d’elles doit être répétée au moins 1 fois et jusqu’à 2 fois si besoin pour obtenir des données statistiquement exploitables. Au cours d’études préliminaires et dans la littérature scientifique, les tailles des tumeurs présentent un coefficient de variation important (environ 20%). En considérant une variation de 20% et en recherchant un effet bénéfique de traitements avec une réduction de 30% de la taille des tumeurs, des groupes de 10 animaux nous permettront d’obtenir des données statistiquement significatives (dans les conditions classiques de risque). Des tests statistiques seront effectuées sur les données obtenues lors des expérimentations. Pour une expérience donnée, si les résultats statistiques se montrent significatifs après une répétition, la seconde et dernière répétition ne sera pas effectuée.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe de 5, dans un environnement approprié à leur statut immunodéficitaire (litière et nourriture stérilisées, eau sur filtre antibactérien d’exclusion 0,22 µm, cages avec couvercle filtrant dans un local isolé) à température contrôlée, avec cycle diurne-nocturne de 12h. L’eau et la nourriture seront fournies autant que nécessaire. Les animaux seront examinés quotidiennement par les zootechniciens, sous la supervision permanente du vétérinaire clinicien, également en charge du bien-être animal au niveau de l’équipe local de la SBEA. L’hébergement animal est en accord avec l’annexe III de la directive 2010/63/EU. Un environnement enrichi sera fourni aux animaux, selon nos procédures standards (tubes de carton, boules de coton…).
Choix des espèces
Le modèle souris est le modèle de référence dans le domaine de la cancérologie. Il s’agit du modèle le plus utilisé et le plus étudié dans la communauté scientifique et une bibliographie riche et abondante y est associée. Pour réaliser notre projet, nous nous appuyons sur les différentes données déjà publiées, comme l’évolution des cellules cancéreuses RCC7 chez les souris ou encore les effets des protéines HLA-G sur d’autres types de cancers. Ces données nous permettent de faire reposer ce projet sur des bases bibliographiques solides qui ne sont pas à répéter, ce qui va aussi dans la logique d’une réduction du nombre d’animaux utilisés. Nous utiliserons des souris : de 6 à 8 semaines et de 20 à 25g. Il s’agit d’après la littérature scientifique du stade optimal pour l’injection de cellules tumorales chez la souris qui présente un système immunitaire mature.
SeroNut 2: Influence des nutriments et hormones métaboliques sur le réseau sérotonine cérébral
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
1065 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles sont soumises à des régimes déséquilibrés, riches en gras et sucre ou carencés, qui provoquent selon le porteur une prise de poids, un diabète et une anxiété accrue, avant mise à mort pour enregistrer l'activité de neurones sérotonine. Les rubriques réduction et raffinement tiennent en quelques lignes générales sur les tests statistiques et l'enrichissement des cages. Le porteur affirme qu'un modèle cellulaire ne mimerait pas convenablement un régime complexe et qu'il n'existe pas de lignée de neurones sérotonine utilisable.
Objectifs
Ce que l'on mange affecte notre cerveau et des réseaux neuronaux particuliers dont ceux qui contrôlent les émotions. Des études ont ainsi montré que des régimes hypercalorique ou carencé en un nutriment particulier (comme les oméga-3) induisent des altérations du comportement émotionnel. Les neurones sérotonine du Raphé dorsal sont des neurones qui jouent un rôle clef dans le contrôle des émotions. Ainsi, l'objectif principal de ce projet et d'étudier la réponse électrophysiologique des neurones sérotonine à des nutriments (glucose, fructose, DHA), hormones (insuline, leptine) ou cytokines (IL1, IL6, TNFalpha). Nous étudierons ces réponses en conditions contrôles ou après des diètes déséquilibrées enrichies en gras et en sucre (régime HFHS), en fructose (30% fructose dans l'eau de boisson) ou carencées en acides gras poly-insaturés n-3 (régime carencé).
Bénéfices attendus
Le projet permettra de déterminer quels régimes déséquilibrés et quels nutriments impactent l'activité électrique des neurones sérotonine. Ces données sont nécessaires pour pieux comprendre l'impact de l'alimentation sur ce réseau et sur le comportement émotionnel.
Procédures
Mise sous régimes alimentaire hypercalorique ou carencé en oméga-3.
Impact sur les animaux
L'alimentation des animaux avec ces régimes induira une modification du poids corporel et le dévelopement d'un diabète (régime HF/HS et fructose). Les régimes utilisés induisent également des troubles de l'humeur chez la souris (anxiété plus élevée).
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour réaliser les expériences électrophysiologiques nécessaires à l'enregistrement de l'activité des neurones sérotonine.
Remplacement
Travaillant sur l'impact de l'alimentation sur le cerveau, nous nous devons d'utiliser des animaux vivants qui seront alimentés avec des régimes particuliers. Utiliser des modèles cellulaires ne permettrait pas de mimer convenablement un régime élimentaire complexe. De plus, il n'existe pas de lignée de cellule de neurones sérotonine que nous pourrions utiliser.
Réduction
Le nombre d’animaux sera réduit au mieux grâce à l’utilisation de tests statistiques montrant la différence entre plusieurs groupes.
Raffinement
Toutes les précautions possibles seront prises afin de raffiner nos procédures et réduire au mieux l'inconfort des animaux (hébergement en cage collective avec enrichissement, utilisation d'antalgiques). Des points limites adaptés et précoces seront mis en place pour éviter toute forme de souffrance.
Choix des espèces
La souris est l’espèce la plus étudiée avec des données bibliographiques abondantes ce qui diminue le risque de duplication inutile de travaux et veille à réduire au mieux le nombre d’animaux utilisé. Des animaux adultes de 7-10 semaines seront utilisés au début des mises sous régimes alimentaires. Cet âge est est le plus courament utilisé dans la littérature et pour lequel nous avons déjà généré des données d'une DAP précedente.
Etude des séquelles de la malaria cérébrale par neuroimagerie
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
504 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à sévère. Infectées par un parasite de la malaria, elles développent perte de poids, léthargie puis troubles neurologiques pouvant mener au coma, une partie étant traitée et suivie par IRM pendant six mois, l'autre mise à mort dès les premiers signes neurologiques. Le porteur décrit une maladie qui tue dans 15 à 20 % des cas humains et laisse des séquelles chez les survivants. Il affirme que le suivi des séquelles cérébrales ne peut se faire que sur des animaux vivants et juge le recours à l'animal "incontournable".
Objectifs
La malaria est une cause majeure de morbidité et de mortalité avec 241 millions de cas cliniques et plus de 627000 morts en 2020 (OMS). Elle est causée par un parasite du genre Plasmodium inoculé par le moustique Anophèle. La majorité des décès survient chez les enfants de moins de 5 ans en Afrique sub-saharienne. La malaria cérébrale, complication la plus létale de l’infection par Plasmodium falciparum, se traduit par une encéphalopathie accompagnée de convulsions, de pertes de conscience, et d’un coma conduisant au décès dans 15 à 20 % des cas, tandis que des déficits neurologiques peuvent subsister chez les survivants. Il n’existe à ce jour aucun traitement efficace de cette complication. Dix à 20 % des sujets survivant à une malaria cérébrale présentent des troubles neurologiques importants immédiatement après la maladie (cécité corticale, parésie, hypotonie, ataxie, épilepsie, troubles de la mémoire, de l’élocution etc…) qui peuvent régresser ou persister. Chez d’autres sujets, sans séquelles apparentes après la maladie, des atteintes neurologiques telles qu’une épilepsie, ou une hyperactivité avec déficit de l’attention se manifesteront plus tardivement. Alors que les séquelles de la complication cérébrale contribuent au coût humain, social et économique de la malaria en compromettant le développement et l’éducation des enfants qui en sont atteints, elles ne sont que très peu étudiées. Malgré l’autorisation en 2021 d’un vaccin contre la malaria (RTS,S/AS01) destiné à la population pédiatrique, il est peu probable qu’il conduise à l’éradication de la maladie et de sa complication la plus létale, puisqu’on estime qu’il ne permettra de réduire que 30% de la mortalité résultant des formes sévères de malaria. Nous utiliserons un modèle de malaria cérébrale avec survie obtenu chez la souris infectée par Plasmodium Berghei ANKA et traitée par un antimalarique dès l’apparition des signes neurologiques (504 souris seront utilisées). Ce modèle nous permettra d’étudier sur le long terme l’évolution des séquelles cérébrales sur les plans anatomique, métabolique, vasculaire et fonctionnel. Nous mettrons en œuvre des techniques d’imagerie non-invasives (IRM) réalisées sous anesthésie. Ces études permettront d’obtenir une information sur la distribution spatiale et temporelle des lésions, et de vérifier différentes hypothèses comme l’atteinte persistante des capillaires ou l’altération des connexions neuronales (connectome) aux niveaux structural et fonctionnel.
Bénéfices attendus
Cette étude repose sur l’emploi d’un modèle de malaria cérébrale chez la souris très utilisé en pathologie car présentant de nombreux points communs avec la maladie pédiatrique. Elle s’appuie aussi sur des méthodes avancées de neuroimagerie transposables à l’homme qui permettent l’exploration non-invasive du cerveau. L’étude par imagerie de la malaria cérébrale chez la souris a permis d’identifier pour la première fois en 2005 l’œdème cérébral ischémique comme principale caractéristique de la maladie et cause de décès. Ces résultats ont été confirmés 10 ans plus tard par deux études conduites sur des cohortes pédiatriques en Afrique, les enfants malades ayant bénéficié d’un examen clinique par neuroimagerie. L’objectif de notre projet est l’identification des lésions ou anomalies sous-tendant les déficits neurologiques chez les sujets ayant survécu au syndrome cérébral. Ces travaux réalisés sur un modèle expérimental très proche de la maladie humaine devraient permettre de mieux comprendre la nature des séquelles cérébrales chez les animaux ayants survécu à une malaria cérébrale qu’elles soient structurales, métaboliques, vasculaires, ou fonctionnelles. Notre étude est susceptible de fournir des marqueurs diagnostiques/pronostiques transposables à l’homme qui permettraient d’améliorer le suivi des patients et d’évaluer l’efficacité d’interventions thérapeutiques.
Procédures
Inoculation du parasite : les animaux induits pour la malaria cérébrale seront inoculés avec le parasite par une unique injection intrapéritonéale à l’état vigile, l’intervention n’est pas douloureuse et ne dure que quelques secondes. Examen clinique : le suivi des animaux induits pour la malaria et non traités par un antimalarique inclura 2 prélèvements sanguins pour suivi de la parasitémie. Le prélèvement d’une goutte de sang au niveau de la queue sera réalisé à l’état vigile, sans contention. Les animaux malades et traités subiront 3 prélèvements. Traitement : les souris induites pour la malaria et traitées recevront une injection intrapéritonéale quotidienne à l’état vigile du traitement anti-malarique pendant 10 jours. Les groupes contrôles recevront une injection quotidienne à l’état vigile d’une solution saline ou du traitement antimalarique selon les groupes. Imagerie cérébrale: les animaux seront imagés sous anesthésie, la durée de l’examen sera inférieure à 1h30. Les animaux contrôles et les animaux induits pour la malaria cérébrale et traités subiront 7 examens au total sur une période de 6 mois. Les souris induites pour la malaria cérébrale mais non traitées seront imagées deux fois (une semaine avant inoculation et une fois pendant la maladie).
Impact sur les animaux
Les animaux contrôles seront examinés par IRM avant administration d’une solution saline ou de chloroquine (selon les groupes), puis une fois par mois pendant 6 mois après la fin du traitement. La solution saline et la chloroquine seront administrées en ip une fois par jour pendant 10 jours. Elles ne produisent aucun effet délétère détectable par examen clinique ou monitoring physiologique. L’examen IRM sera conduit sous anesthésie gazeuse. Les seules nuisances ou effets indésirables possibles pour ces deux groupes sont essentiellement la défaillance cardiorespiratoire sous anesthésie, très rare avec l’isoflurane administré à faible dose. L’utilisation d’un monitoring physiologique permet en général de détecter les premiers signes de défaillance et d’interrompre immédiatement l’anesthésie ce qui permet le réveil rapide des animaux. Les animaux induits pour la malaria cérébrale et non traités seront examinés par IRM avant l’injection du parasite. Quatre à 6 jours après l’injection, les animaux présenteront les premiers signes de la maladie (perte de poids, poil hérissé, yeux mi-clos, léthargie). Puis, 6 à 8 jours après l’inoculation, les manifestations neurologiques apparaitront (hypothermie, diminution de la coordination et de la motricité) pouvant conduire au coma et à la mort. Les animaux seront imagés lors des premières manifestations neurologiques et euthanasiés sous anesthésie. L’examen par IRM et l’euthanasie auront lieu avant la survenue d’une hypothermie sévère, de convulsions et du coma. Les animaux induits pour la malaria cérébrale et traités à la chloroquine seront examinés par IRM avant l’injection du parasite. Ils seront traités dès l’apparition des premières manifestations neurologiques. Ils seraient euthanasiés s’ils présentaient une aggravation de leur état, la chloroquine étant inefficace à un stade avancé de la maladie. Les animaux traités efficacement par la chloroquine seront suivis comme les groupes contrôles par IRM pendant 6 mois. Les animaux ayant eu une malaria cérébrale sont moins actifs que les sujets contrôles. Les autres effets indésirables possibles sont liés au risque anesthésique pendant les examens IRM.
Devenir
A l’issue de chacune des procédures, les animaux seront euthanasiés afin de prélever le cerveau en vue d’analyses biochimiques ou immunohistochimiques selon les cas.
Remplacement
Le recours à l’animal est incontournable car la détection des séquelles cérébrales et le suivi de leur évolution au cours du temps ainsi que leur impact sur la fonction cérébrale ne peuvent être réalisés que sur des animaux vivants. Il n'existe pas de méthode alternative in vitro ou in silico. Notre projet étudiera l’évolution de plusieurs paramètres cérébraux comme le métabolisme, le débit sanguin, le connectome structural, et le connectome fonctionnel. Le suivi de ces paramètres nous permettra d’identifier la nature des séquelles de la malaria cérébrale et de mieux comprendre leur impact sur la fonction cérébrale à divers âges de la vie.
Réduction
L’utilisation de techniques d’imagerie non invasive permettra de réduire le nombre d’animaux grâce au suivi longitudinal de chaque individu ce qui permettra le recueil d’un grand nombre de données anatomiques, métaboliques et fonctionnelles sur un même animal dans des conditions de stress minimal.
Raffinement
Le raffinement concernera toutes les procédures du projet ainsi que les conditions d’hébergement des animaux et devrait permettre de réduire le stress, l’angoisse et la douleur. En ce qui concerne l’induction de la malaria cérébrale et son traitement, un examen clinique quotidien permettra de déceler sans retard des signes d’aggravation neurologiques qui nécessiteraient de recourir à l’euthanasie. Tous les examens cliniques par imagerie seront réalisés sous anesthésie gazeuse avec monitoring physiologique. Un délai d'acclimatation minimum de 14 jours et une habituation à l'expérimentateur seront assurés. Les animaux seront hébergés en groupes sociaux, avec cycle jour/nuit, nourriture et boisson ad libitum et enrichissement environnemental. Les cages contiendront des rondins de bois à ronger, du coton pour la nidification, un refuge en plastique, et une roue fast-track avec igloo afin de diminuer les comportements agressifs, réduire l’ennui, et favoriser l’expression d’un maximum de comportements naturels.
Choix des espèces
L’inoculation du parasite murin Plasmodium Berghei ANKA chez la souris est un modèle validé et reconnu de malaria cérébrale pédiatrique qui a permis des avancées majeures dans la compréhension des mécanismes pathogéniques de cette maladie. Dans la majorité des études utilisant le modèle obtenu par inoculation de PbA, les souris induites pour la malaria cérébrale sont de jeunes adultes (entre 8 et 12 semaines). Plusieurs études ont montré une résistance au développement de la malaria cérébrale chez des animaux plus âgés. Nous induirons donc la malaria cérébrale chez des animaux âgés de 8 semaines.
Etude des mécanismes impliqués dans le vieillissement tissulaire et le développement des pathologies liées à l’âge
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
240 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Une partie reçoit une injection abdominale de substance inflammatoire avant mise à mort à quatre jours, l'autre des injections de peptides deux fois par semaine pendant six à douze mois, tous les prélèvements étant faits après euthanasie. Le porteur affirme que les traitements testés, aux effets "anti-inflammatoires et anti-oxydants", devraient améliorer l'état des animaux et n'entraîner aucune souffrance particulière. Il indique avoir prévu des étapes in silico et in vitro, mais soutient que les lignées cellulaires ne conviennent pas à l'étude du vieillissement.
Objectifs
Le vieillissement est l'une des principales causes du développement de nombreuses maladies chroniques liées à l'âge. La compréhension des mécanismes impliqués dans les altérations fonctionnelles au niveau cellulaire et tissulaire ainsi que le développement de stratégies préventives et/ou thérapeutiques permettant de limiter les effets délétères de l'âge sont ainsi devenus des enjeux majeurs de santé publique. Sous l'effet de différents inducteurs intrinsèques et/ou environnementaux, le vieillissement se caractérise notamment par l'accumulation progressive au sein de l'organisme d'altérations cellulaires et d'une inflammation chronique. Dans ce contexte, notre objectif est de prévenir voire limiter l'apparition des marqueurs du vieillissement et de l'inflammation dans le contexte de l'âge. Nous nous intéressons plus particulièrement aux effets d'une protéine aux propriétés anti-oxydantes et anti-inflammatoires largement démontrées. Avec l'âge, cette protéine peut être clivée conduisant à la perte de l'effet anti-oxydant et exerçant un effet pro-inflammatoire. Ce clivage, augmentant avec l'âge, l'utilisation de la protéine non clivée comme outil thérapeutique dans ce contexte reste limité. Nous avons ainsi développé des peptides dérivés de cette protéine. Les objectifs de notre projet sont d'une part d'analyser les effets de ces peptides sur le vieillissement cellulaire et de comprendre les mécanismes du clivage protéique mis en jeu au cours de l'âge d'autre part. Ceux-ci sont essentiels au développement de nouvelles approches thérapeutiques visant à limiter le vieillissement et les maladies qui lui sont associées.
Bénéfices attendus
Compte-tenu du vieillissement de la population et de l'augmentation des pathologies qui lui sont associées, le développement de traitements préventifs et/ou thérapeutiques est devenu un enjeu majeur de santé publique. Dans ce cadre, nous nous intéressons à une protéine au potentiel thérapeutique important dans de nombreuses pathologies liées au vieillissement. Cependant, les précédentes études la concernant ont été réalisés dans des modèles biologiques mais pas dans le contexte du vieillissement. Par ailleurs, son clivage, qui augmente chez les individus âgés, conduit à penser que son utilisation thérapeutique est compromise dans ce cas de figure. Notre projet propose 2 approches complémentaires pour optimiser les bénéfices thérapeutiques de cette protéine. La caractérisation des effets anti-inflammatoire, anti-oxydant et anti-vieillissement de peptides dérivés de cette protéine doit permettre le développement de nouveaux traitements pour la prévention et la thérapie des maladies liées à l'âge. Par ailleurs, l'identification des mécanismes impliqués dans la formation de la protéine clivée pro-inflammatoire pourra également conduire au développement d'inhibiteurs spécifiques pour limiter le clivage et l'inflammation liée à l'âge qui en découle.
Procédures
La 1ère partie du projet nécessite d'isoler des cellules à partir des animaux. Afin d'augmenter le nombre de cellules isolées par animal et de de réduire le nombre d'animaux utilisés, ceux-ci doivent subir l'injection unique d'une substance inflammatoire au niveau abdominal. La durée de cette intervention est de 5 secondes maximum. Les animaux sont euthanasiés 4 jours après injection selon une méthode réglementaire. La 2ème partie de notre projet vise à étudier les effets anti-vieillissement et anti-inflammatoire de peptides dans le contexte de l'âge. Pour les animaux utilisés dans cette procédure, une solution contenant ces peptides sera injectée au niveau abdominal 2 fois par semaine sur une durée de 6 à 12 mois. La durée de chaque injection est de 5 secondes maximum. Les prélèvements biologiques seront tous effectués sur animaux euthanasiés.
Impact sur les animaux
Les 2 procédures nécessitent des injections au niveau abdominal qui peuvent être source d'inconfort et de douleur légère passagère au moment de l'injection. Toutefois, les injections sont réalisées dans des conditions adaptées pour limiter ce phénomène (volume injecté, taille de l'aiguille, angle d'inclinaison de l'aiguille, fréquence des injections). Concernant l'injection unique de la substance qui permet d'isoler un nombre optimisé de cellules par animal, aucun effet ne devrait être observé dans la mesure où les animaux sont euthanasiés dans un délai relativement court après injection (4 jours). Concernant l'injection des peptides, aucune souffrance n'est à prévoir pour l'animal dans la mesure où les animaux seront euthanasiés avant tout prélèvement biologique. Par ailleurs, en accord avec leurs effets anti-inflammatoires et anti-oxydants, les injections devraient améliorer l'état physiologique de l'animal à un âge avancé. Il n'est donc pas attendu de souffrance particulière liée à ce traitement.
Devenir
Les prélèvements et analyses biologiques doivent être réalisés post-mortem, ce qui nécessite l'euthanasie de l'ensemble des animaux.
Remplacement
La caractérisation des effets anti-inflammatoire, anti-oxydant des peptides dans le contexte de l'âge est dans un premier temps réalisé in vitro sur des cultures de cellules isolées à partir de souris. Les études expérimentales sur cellules in vitro peuvent généralement être réalisées sur des lignées cellulaires capables de proliférer rapidement er résistantes aux altérations du temps mais cela est strictement impossible ici dans la mesure où l'objectif de l'étude vise à analyser des paramètres liés au vieillissement. Les lignées cellulaires ne sont donc pas des modèles appropriés pour ce type d'étude. Concernant l'identification des mécanismes impliqués dans le clivage de notre protéine anti-inflammatoire, la problématique est identique. Nous proposons également de débuter notre étude par des approches informatiques in silico ainsi que par des réactions de clivage in vitro en utilisant des séquences protéiques ne nécessitant aucun animal. Ces approches permettront de remplacer l'utilisation d'animaux par des méthodes de substitution.
Réduction
Ce projet nécessite l'utilisation de 240 souris. La taille des effectifs a été optimisée grâce à l'utilisation d'un calcul de puissance permettant de s'assurer de l'obtention de résultats fiables à l'issue de l'expérience. La fiabilité de ces résultats sera confortée par une analyse statistique adaptée.
Raffinement
Ce projet visant à étudier des substances à effets préventifs/thérapeutiques sur le vieillissement, il est important de veiller au bien-être de l'animal et de limiter tout stress qui pourrait entrainer un biais dans les résultats obtenus. Ce projet visant à étudier des effets préventifs/thérapeutiques sur le vieillissement, il est important de veiller au bien être de l'animal et de limiter tout stress qui pourrait entrainer un biais dans les résultats obtenus. Les animaux proviennent d’un éleveur agréé. Les animaux sont acclimatées pendant une durée minimale de 8 jours après leur arrivée. L’hébergement est assuré en cages enrichies (nid végétal et/ou buchettes) à raison de 5 animaux par cage mais d'éventuels désagréments observés au cours du projet et inhérents à la promiscuité avec les autres animaux pourront nous conduire à réduire ce nombre. Les animaux seront sous surveillance avec un accès facilité à la nourriture et à l'eau. Une surveillance quotidienne sera exercée pour s’assurer du bon état général des animaux. Les personnels de zootechnie sont formés à l’observation des animaux et tout signe de mal-être est immédiatement signalés au responsable du projet qui prend la décision sur leur devenir, en accord avec le vétérinaire référent si nécessaire. Nous évaluerons l’inconfort, la douleur, la souffrance et l’angoisse ou le stress engendré par la procédure expérimentale sur les souris. Des points limites observables sans processus invasif ont été définis : hérissement des poils, agressivité, immobilité, prostration, déshydratation, troubles de la marche, dos vouté, grimaces faciales, yeux larmoyants, perte de poids de 20% (animaux pesés quotidiennement ou toutes les semaines selon la procédure), atrophie musculaire, troubles du comportement alimentaire, troubles respiratoires visibles (fréquence respiratoire augmentée, essoufflement). Dans le cas où un de ces points limites est atteint, nous réduirons la durée de l’étude et les animaux concernés seront euthanasiés afin de réduire la souffrance.
Choix des espèces
Compte-tenu des résultats précédents issus de la littérature scientifique à propos du vieillissement et des maladies liées à l'âge, il apparait que la souris est largement utilisée. Il est donc important, dans le cadre de notre projet, d'utiliser ce même modèle pour lequel nous de nombreuses données sont déjà publiées. Par ailleurs, il existe de nombreux modèles de souris de maladies liées à l'âge (maladies cardiovasculaires, obésité/diabète...) et les perspectives thérapeutiques de notre étude vis à vis de ces pathologies nécessite de privilégier le modèle murin.
Etude des effets rénaux et oculaires de la protéine Claudine19
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système endocrinien
160 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance allant de légers à sévères, une partie étant opérée sous anesthésie sans réveil. Modèles d'une maladie rénale rare, elles sont hébergées sept jours en cage à métabolisme et subissent jusqu'à onze prises de sang par ponction de la veine mandibulaire, la mise à mort se faisant par ablation des reins sous anesthésie provoquant une hémorragie fatale. Le porteur indique qu'une partie des animaux peut développer une cécité progressive et éprouver angoisse et douleur lors des ponctions. Il affirme que le remplacement n'est pas possible car il s'agit d'étudier une mutation sur un organisme "entier".
Objectifs
Chez l'humain, les anomalies de la protéine claudine-19 sont responsables d'une maladie rare appelée hypomagnésémie familiale avec hypercalciurie et néphrocalcinose ; cette maladie est caractérisée par une perte massive de calcium et de magnésium dans l'urine, qui se complique de dépôts de calcium dans le rein (néphrocalcinose) et d'insuffisance rénale chronique, nécessitant le recours à la dialyse et à la transplantation rénale entre 20 et 40 ans. Elle se complique également d'une atteinte oculaire menant à la cécité. La fonction de la protéine claudine-19 est inconnue. Le but de cette étude est de déterminer cette fonction. Les objectifs sont -d'identifier les anomalies sanguines et urinaires provoquées par l'inactivation de la protéine claudine-19, -de mesurer les conséquences de l'inactivation sur la capacité du rein à conserver le calcium et le magnésium, -d'étudier l'évolution de la fonction rénale au cours de la vie des animaux - d'étudier l'apparition et le développement de la néphrocalcinose, d'étudier le développement et les mécanismes de l'atteinte oculaire.
Bénéfices attendus
Les résultats permettront de déterminer le rôle de la protéine claudine-19 dans le fonctionnement du rein et de l'œil des mammifères terrestres. Plus généralement, cette étude apportera des éléments permettant de mieux comprendre les mécanismes de transport transépithélial des électrolytes dans divers épithéliums. Cette étape est un préalable sur le chemin devant permettre de développer un traitements efficace de l'hypomagnésémie familiale avec hypercalciurie et néphrocalcinose et de prévenir les complications délétères (insuffisance rénale et cécité). Le projet permettra 1. de connaitre précisément l'impact de l'inactivation de claudine-19 sur l'homéostasie ionique, 2. de comprendre l'adaptation des différents segments tubulaires rénaux à la perte de fonction de claudine-19, de comprendre le phénotype global et, 3. de connaitre précisément l'impact de l'inactivation de claudine-19 sur la physiologie oculaire.
Procédures
Les animaux sont soumis - à un hébergement en cage à métabolisme individuelle pendant 7 jours pour recueil d'urine - à un prélèvement sanguin, unique pour certains des animaux ou répétés chez d'autres animaux (jusqu'à 11 sur une période de 10 mois) par ponction de la veine mandibulaire chez l'animal vigile - à une anesthésie terminale par injection intrapéritonéale. Par ailleurs, indépendamment des effets indésirables des procédures énumérés ci-dessus, il est possible, mais pas certain, que les animaux développent une cécité progressive au cours de leur existence.
Impact sur les animaux
Les effets ci-après ne sont pas tous attendus mais ils sont possibles ; perte de poids, angoisse et intolérance à l'hébergement en cage à métabolisme, hémorragie au point de ponction, douleur lors de la ponction transcutanée
Devenir
Mise à mort : A l'issue de chaque procédure, le projet prévoit une éxérèse des reins pour étude des transcrits et des protéines ou pour dissection d'une branche large acendante de l'anse de Henle pour expérience de microperfusion tubulaire ; dans tous les cas, l'éxérèse des reins est réalisée sous anesthésie générale et provoque une hémorragie fatale
Remplacement
La complexité des déterminants des transports ioniques transépithéliaux et de leurs conséquences systémiques est telle que le remplacement n'est pas possible puisqu'il s'agit d'étudier les conséquences d'une mutation génétique sur un organisme entier, avec toute sa complexité et ses capacités d'adaptation. Il n'y a pas d'alternative à cette étude, les modèles cellulaires existant ne permettant pas de rendre compte de la complexité du fonctionnement de l'organisme intact. La description phénotypique des rétines des souris ne peut s’envisager que sur des rétines entières parcourues par une vascularisation active, du vivant de l'animal ; pas de remplacement possible à ce stade de l’étude.
Réduction
Cent soixante (160) animaux seront utilisés dans cette étude. Les 2 examens ophtalmologiques pratiqués n’étant pas invasifs pour les yeux (il s’agit d’imageries), nous examinerons les 2 yeux de chaque animal et nous pratiquerons l’OCT et l’angiographie l’une après l’autre sur les mêmes animaux, profitant des mêmes anesthésies générale et locale. Ceci diminue de beaucoup le nombre d’animaux nécessaires. Le nombre d’animaux par groupe est réduit au maximum de façon à assurer des observations fiables et utilisables. Les 2 yeux de chaque souris serviront à la fois à ces examens vivo et à d’autres analyses ex vivo (après euthanasie), puisque la précision de ces examens remplace l’histologie de la rétine et économise les animaux qui auraient dû être euthanasiés pour cela. Les mesures réalisées dans la domaine de l'homéostasie tiennent compte de l'état de l'art de manière à avoir la meilleure performance des mesures réalisées et réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés. Le nombre d'animaux par groupe a été calculé en tenant compte de la variabilité des paramètres d’intérêt en fonction des conditions expérimentales; les nombres d'animaux nécessaires ont été déterminés en appliquant des tests statistiques appropriés. Les comparaisons intergroupes seront réalisées à l’aide de tests non paramétriques sans appariement, en raison de l’absence de certitude quant à la normalité de la distribution des variables. En se basant sur notre expérience de la dispersion des variables pertinentes, nous avons calculé que pour une puissance beta de 80 %, un risque alpha de 5% et une différence des médianes des groupes d’au moins 40 %, les effectifs nécessaires étaient de 10 animaux par groupe.
Raffinement
Toutes les procédures le nécessitant seront réalisées sous anesthésie. Par procédure le nécessitant, est définie toute procédure générant une douleur ou une souffrance supérieure à une piqure transcutanée par une aiguille. Dans la mesure du possible, en fonction des contraintes des procédures, les animaux bénéficient d’un environnement enrichi (l’environnement est enrichi par des tunnels en carton et/ou des abris en plastique, et des boules de ouate) et leur souffrance est prise en compte et atténuée au maximum. Des points limites ont été définis et les animaux font l'objet d'une surveillance.
Choix des espèces
Le modèle d'inactivation génique de la claudine 19 a été développé chez la souris. Les animaux sont utilisés à partir de l'âge de 8-9 semaines. Les animaux ont alors terminé leur phase de croissance rapide et sont considérés comme matures. Leur taille permet la réalisation des manoeuvres expérimentales.
Evaluation de l’efficacité de transduction des AAV dans des muscles pathologiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
1296 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Modèles de myopathies de Duchenne et centronucléaire, elles reçoivent des injections répétées de vecteurs viraux, parfois précédées d'une injection de cardiotoxine provoquant une nécrose musculaire, avant prélèvement des muscles. Le porteur rappelle que de fortes doses de ces vecteurs ont entraîné la mort de quatre enfants en essai clinique et estime la douleur induite chez la souris comparable à "une forte crampe". Il affirme que l'efficacité des vecteurs ne peut être évaluée durablement in vitro et que ces souris sont les plus petits modèles mammifères de ces maladies.
Objectifs
Les virus adéno-associés (AAV) sont utilisés pour véhiculer des molécules thérapeutiques pour les maladies neuromusculaires, comme la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) et la myopathie centronucléaire autosomique dominante (MCN-AD). Les AAV doivent atteindre le noyau céllulaire pour véhiculer efficacement le gène thérapeutique. Ils entrent dans la cellule puis sont transportés dans les vésicules intracellulaires jusqu’au noyau. Afin de s’exprimer les AAV doivent être débarrassés de leur capside dans ces vésicules. Très peu d'informations sont disponibles concernant le devenir des AAV dans les muscles DMD et MCN-AD. La MCN-AD est une forme rare de myopathie congénitale due à des mutations du gène codant la dynamine 2 (DNM2). La DNM2 est une protéine impliquée dans les processus de transport intracellulaire. Nous avons montré que l'injection intramusculaire d’un AAV thérapeutique permet de restaurer la structure et la fonction musculaires chez le modèle murin de la MCN KI-Dnm2 (KI-Dnm2R465W), le traitement s'est avéré moins efficace chez les souris de 6 mois qui présentent un phénotype musculaire plus prononcé. La DMD est la plus fréquente des maladies neuromusculaires chez l’enfant et due à des mutations dans le gène de la dystrophine. Elle est caractérisée par des atteintes du muscle squelettique et cardiaque graves mettant en jeu le pronostic vital. L’état du muscle s’accompagne de déstabilisation des vésicules de transport intracellulaires. Nous avons montré que l’expression d’AAV thérapeutiques était réduite dans le muscle des souris mdx, un modèle de souris de la DMD, par rapport aux souris de type sauvage. Notre projet a pour but d'étudier le devenir de l'AAV dans les muscles des souris KI-Dnm2R465W et mdx et d'évaluer des prétraitements pour améliorer l’efficacité de ces vecteurs dans ces muscles pathologiques.
Bénéfices attendus
Dans les thérapies des maladies neuromusculaires, les vecteurs AAV sont injectés à fortes doses pour qu’ils soient efficaces car le muscle est en mauvais état. En effet, des essais cliniques récents ont mis en évidence des effets secondaires graves à cause des fortes doses d’AAV administrées dans le cadre de la myopathie de Duchenne (DMD) mais aussi d’autres myopathies qui a engendré le décès de 4 enfants. Ainsi, l'utilisation clinique de l'AAV nécessite une optimisation afin d'atteindre un bénéfice thérapeutique maximal avec la plus faible dose de vecteur dans le muscle malade. Actuellement, il n'existe aucune information disponible concernant le devenir des AAV dans les muscles DMD et MCN-AD. Notre projet permettra d'identifier les étapes intracellulaires qui empêchent une thérapie AAV efficace dans ces muscles malades et de développer des stratégies pour optimiser ces thérapies. Ainsi, nous pourrons proposer des traitements qui améliorent l’état du muscle malade et qui permettraient de débloquer les étapes qui limitent la thérapie avec l’AAV.
Procédures
Pour les co-traitements, les souris mdx (phénotype non dommageable) et CNM (phénotype domageable) seront injectées en intrapéritonéal (IP) ou en intramusculaire (IM) avec des traitements qui améliorent l'état du muscle puis injectées en intramusculaire (IM) avec de l'AAV grâce à une seringue à insuline munie d‘une aiguille ultrafine. Chaque souris subira 2 injections (2 IM suscessives ou d’1 IP suivie d’ 1 IM) ou de plusieurs injections (Plusieurs IP espacées suivies d’1 IM). La durée de l’IM ou de l’IP est d’environ 15 secondes par souris. La mesure de force du Tibialis Antérieur chez les souris ayant subi les co-traitements thérapeutiques sera réalisée par le personnel expert et dure 20 mn par souris. Pour les injections IM et les mesures de force, les souris seront anesthésiées par anesthésie gazeuse dans un système adapté. La température corporelle des animaux est maintenue à 37°C à l’aide d’une plaque thermorégulée. Pour la procédure où nous étudions l'effet de la position des noyaux au centre des fibre sur l'efficacité de l'AAV, nous injectons en sous-cutané un analgésique avant (1 fois) et après (2 fois par jour pendant 5 jours) l'injection en IM de la cardiotoxine à des souris non malades (animaux sains) pour limiter la douleur liée à la nécrose. Tout au long de la procédure, les animaux sont hébergés 6 par cage maximum et l'isolement est évité au maximum. Le milieu est enrichi avec au choix : lanières de papier Kraft, maisons en carton, tunnel en carton ou carré de coton compacté. L'état de santé des animaux sera surveillé quotidiennement par du personnel compétent. A la fin de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés par dislocation cervicale conformément à l’annexe IV de l’arrêté relatif à l’agrément des établissements. A la fin de chaque procédure (avec meusre de force ou sans), le muscle est prélevé pour analyse biologique et histologiques.
Impact sur les animaux
L’utilisation de vecteurs viraux AAV n’entraine pas de douleurs et de mise en place de traitement particulier pour y palier. Dans cette procédure aucune pathologie ni phénotype n’est induit chez les animaux par le vecteur. Pour l'injection de cardiotoxine, notre expérience et celle de nos collègues n’a pas permis de déceler une souffrance animale. Dès le réveil (moins de trente minutes après le début de l'anesthésie), plus de 90% des souris opérées circulent dans la cage sans gêne décelable. En effet, la régénération du muscle Tibialis antérieur n'empêche pas la marche de la souris, car le muscle adjacent, Extensor Digitorum Longus, compense l'immobilisation. Ils estiment ainsi qu'elles subissent une douleur de degré 1 à 2, sans altération de l'état général. La douleur doit être comparable à une forte crampe de l'avant de la patte postérieure.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés en fin de protocole selon la réglementation en vigueur pour études moléculaires et analyses histologiques des muscles injectés.
Remplacement
Le but du projet est l’optimisation des approches thérapeutiques utilisant des AAV comme outil de transfert de molécules thérapeutiques dans le muscle pathologique. Des essais cliniques récents ont mis en évidence des effets secondaires graves à cause des fortes doses d’AAV administrées aux patients myopathie de Duchenne et une myopathie musculaire à noyaux centraux. Les modèles de souris que nous utilisons constituent à ce jour de très bons modèles pour optimiser les traitements AAV car nous avons montré que des doses élevées de vecteurs sont nécessaires pour atteindre une efficacité thérapeutique (comme démontré chez l’Homme) mais sans aucune toxicité de ces traitements. De plus, l’efficacité des vecteur AAV ne peut pas être évaluée à long terme dans les cellules musculaires en culture car elles se décollent au bout de quelques jours de culture. Enfin, certaines dérégulations retrouvées dans les muscles pathologiques in vivo, comme la position des noyaux au centre des fibres, ne peuvent être modélisée in vitro.
Réduction
Des études précédentes sur nos différents projets ont permis de déterminer le nombre minimum de souris à utiliser afin d’évaluer de façon correcte les paramètres observés (6 souris par groupes expérimentaux). L’ensemble de ces axes de recherche nécessite l’utilisation de 1296 souris dans 5 procédures expérimentales pour les 5 ans du projet. Ceci implique le maintien de 2 lignées KI-Dnm2R465W (phénotype dommageable) et DMD (sans phénotype dommageable) afin de générer les souris nécessaires au projet pour les 5 ans du projet.
Raffinement
Les animaux sont stabulés en portoirs ventilés avec un système d'abreuvement automatique et un accès à la nourriture. Les conditions de température, d'hygrométrie et d'éclairage sont contrôlées et monitorées. Les animaux sont hébergés 6 par cage maximum et l'isolement est évité au maximum. Le milieu est enrichi avec au choix : lanières de papier Kraft, maisons en carton, tunnel en carton ou carré de coton compacté. L’utilisation de vecteurs viraux AAV n’entraine pas de douleurs et de mise en place de traitement particulier pour y palier. Aucune pathologie n’est induite chez les animaux. Pour les souris saines commercialisée, une période d’acclimatation d’une semaine sera observée avant le début de toute procédure expérimentale. Pour l'injection de cardiotoxine, notre expérience et celle de nos collègues qui nous conseille sur ce projet, n’a pas permis de déceler une souffrance animale par un suivi très régulier. Dès le réveil (moins de trente minutes après le début de l'anesthésie), plus de 90% des souris traîtées circulent dans la cage sans gêne décelable. La régénération du muscle injecté n'empêche pas la marche de la souris, car le muscle adjacent compense l'immobilisation. On estime ainsi qu'elles subissent une douleur de degré 1 à 2, sans altération de l'état général. La douleur doit être comparable à une forte crampe de l'avant de la patte postérieure. L'administration d'analgésiques sera réalisée 30 minutes avant la procédure puis deux fois par période de 24h après l’injection de CTX pendant 5 jours afin d'atténuer la douleur due à la nécrose des myofibres. Les animaux seront observés toutes les 24 heures pendant les premiers jours. La température corporelle des animaux est maintenue à 37°C à l’aide d’une plaque thermorégulée pendant toute les durées des procédures. Des modifications importantes de comportement apparaissant à l’observation des animaux et laissant supposer une douleur excessive (retrait ou vocalisation excessive à la manipulation, prostration ou agitation anormale) seront considérées comme critères d’arrêt de l'expérimentation et conduira à l’euthanasie des animaux.
Choix des espèces
La souris est l’espèce de choix pour l’optimisation du traitement AAV car la souris mdx et la souris KI-Dnm2R465W sont les plus petits modèles animaux mammifères de la myopathie de Duchenne et CNM-AD. Toutes les procédures seront donc réalisées sur animaux adultes entre 3-5 mois. Majoritairement les souris mdx jeunes adultes seront toutes du même âge pour chaque procédure. Les muscles des souris mdx subissent une phase importante de nécrose entre 3 et 10 semaines, c’est pourquoi nous utilisons ces souris après 3 mois. Les souris KI-Dnm2R465W développent un phénotype musculaire progressif dont les premiers signes apparaissent à 1 mois et s’amplifient jusqu’à environ 8 mois. Concernant la transduction virale nos études préliminaires montrent un défaut qui apparait à partir de 2 mois. Les souris âgées de 3 mois (phénotype intermédiaire) permettent de déterminer l’efficacité des co-traitements et à stopper le développement de la maladie chez ces souris qui sont déjà atteintes.
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
2904 ombles chevaliers vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Les géniteurs sont anesthésiés puis pressés pour récupérer ovocytes et laitance, tandis que 2880 descendants sont mis à mort après exposition à des PCB combinés à une hausse de température. Le porteur indique que cette contamination peut provoquer des malformations et une mortalité, restée sous 37 % lors d'une expérimentation antérieure sur la contamination maternelle. Il affirme que la question "nécessite l'utilisation d'un organisme entier" et que cette espèce n'est "en aucun cas substituable".
Objectifs
L’omble chevalier est une espèce de salmonidé sténotherme froide dont l’aire de répartition est boréale circumpolaire. C’est une espèce emblématique des grands lacs en raison de son importance économique (pêche professionnelle et amateur), patrimoniale et de son intérêt écologique. Néanmoins, sa population connait une forte diminution drastique au sein du lac du Bourget, malgré ces efforts de repeuplement ces dernières décennies. Plusieurs hypothèses sont émises pour comprendre cet effondrement des effectifs. Une de ces hypothèses serait les effets indirects des polluants environnementaux . Parmi ces polluants, les PCB pourraient avoir un rôle prépondérant. En outre, dans le contexte actuel de changement climatique, les variations de température pourraient avoir des conséquences indirectes abiotiques sur le comportement des PCB les rendant davantage bio-disponibles. En effet, une augmentation de la température amplifiera la dégradation et la volatilisation des PCB et par conséquence leur concentration dans les écosystèmes aquatiques notamment. Les effets de la température et des PCB ont été fortement étudiés séparément mais à notre connaissance jamais en synergie. Ainsi, l’omble chevalier a été étudié au niveau local tant sur les impacts de la température sur ses 1iers stades de vie en termes de survie, croissance et de temps de développement que sur la contamination de ce dernier aux PCB sur leur survie et sur leur capacité de reproduction . En outre, les repeuplements du lac du Bourget sont issus de géniteurs sauvages provenant uniquement du lac du Bourget. Ainsi, comprendre la transmission des PCB devient une question centrale. La contamination paternelle est très peu étudiée d’autant plus quand elle est couplée à une hausse de température.
Bénéfices attendus
Détermination d'un seuil de contamination paternelle pour lequel les effets des PCB et de la température seraient non impactant pour les descnadants
Procédures
Procédures pour l'anesthésie des géniteurs males & femelles en vue du stripping, (technique qui permet notamment la libération d’ovocytes matures pour les femelles et de laitance pour les males matures par pression douce sur la cavité péritonéale de poissons sexuellement matures), la durée de cette procédure dna son entireté pour chaque individu (de l'anesthésie au réveil complet) est de 20 minutes . Procédures d'anesthésie en vue d'une mise à mort des alevins à nourriture exogène pour les prélèvements et mise à morts des descendants suite à leur reproduction. La durée totale de cette procudure est de 3 à 5 minutes.
Impact sur les animaux
Sur les géniteurs ; nécrose à l'endroit de l'injection néanmoins aucune nécrose n’a été observé lors du projet précédent portant sur les effets d’une contamination maternelle. De la vétidine sera mis sur la zone afin d'éviter toutes suite infectieuse. Pour les descendants : des malformations (œdème du sac vitellin principalement) et au hausse de la mortalité, néanmoins la mortalité n’a pas excédée 37% lors de notre précédente expérimentation sur les effets d’une contamination maternelle en PCB sur les descendants. Une grille d’évaluation d’observation morphologique et comportementale sera mise en place pour chaque stade de vie.
Devenir
Les animaux sont mis à morts à la fin du projet.
Remplacement
L'objectif du projet est de comprendre la diminution de population dans le lac du Bourget. Pour cela, nous étudions l’hypothèse selon laquelle une augmentation de la température du lac couplée à une contamination paternelle en PCB des ombles Chevallier (espèce sujette à la bioaccumulation) pourrait perturber les premiers stades de vie et augmenter les malformations larvaires. Aucune expérience in vitro ne permettrait de répondre à cette question scientifique qui nécessite l’utilisation d’un organisme entier
Réduction
Les analyses statistiques envisagées seront des analyses de variances (ANOVA) et des modèles linéaires à effets mixtes (GLM). L’effectif de 60 individus par temps de prélèvement est un minimum pour avoir la quantité de matière nécessaire à nos analyses mais également pour prendre en compte la variabilité interindividuelle, tout en limitant au maximum le nombre d’individus mis à mort (Règle des 3 R : Réduction). 2 880 individus seront utilisés et mis à mort pour les analyses de la procédure 2 (12 clayettes, 30 larves par temps de prélèvements et par lot de contamination soit (12 clayettes * 30 individus prélevés par temps de prélèvement * 2 conditions thermiques) * 2 temps de prélèvements) = 1440 individus
Raffinement
Les temps d’observations pour les males seront de1 fois par jour .
Choix des espèces
L’utilisation de l’omble Chevalier se justifie par le fait que cette espèce connait un appauvrissement drastique dans le lac du Bourget depuis plusieurs années en dépit des politiques de ré-empoissonnement. Par ailleurs, cette espèce est fortement contaminée aux PCB dans ce même lac et est fortement sensible aux PCB. Cette espèce n’est donc en aucun cas substituable dans cette étude. Pour la procédure 1: il s'agit de géniteurs matures afin de récupérer leur gamètes permettant d'obtenir une descendance Pour la procédure 2, il s'agit de travailler sur la descendance à nutrition exogène puis jusqu’à la prochaine reproduction afin d’observer les effets de cette contamination sur les F2.
Evaluation de l’effet d’une enzyme, administrée dans l’aliment à différentes doses, sur la performance de poulets de chair, pendant 35 jours
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
1600 poulets de chair vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, pour tester une enzyme ajoutée à l'aliment et non encore autorisée en Union européenne. Les 960 animaux ayant reçu l'enzyme sont tués puis envoyés à l'équarrissage, les 640 autres partant dans le circuit de consommation. Le porteur indique que la tolérance de cette enzyme n'a jamais été évaluée et qu'un effet délétère sur la prise alimentaire et la croissance est possible. Il affirme que la complexité des mécanismes digestifs interdit toute modélisation ou étude in vitro et que seuls des animaux vivants permettent de mesurer la croissance.
Objectifs
Parmi les matières premières utilisées pour la formulation des aliments pour poulets, certaines d’entre elles, très intéressantes pour leur apport en énergie, contiennent également des fibres, dont les parois cellulaires sont indigestibles pour cette espèce animale. Les xylanases sont des enzymes capables de dégrader les parois cellulaires ; leur utilisation permet donc d’améliorer la digestibilité des aliments contenant des fibres. Ce projet fait partie du développement d’une nouvelle xylanase, non encore autorisée en Union européenne, pour laquelle doivent être établies des preuves d’efficacité.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont la mise sur le marché d'une nouvelle xylanase permettant d’améliorer la digestibilité de régimes alimentaires riches en fibres. Cette solution permettra de diversifier les sources de matières premières dans les aliments.
Procédures
La tolérance de la xylanase n’ayant jamais été évaluée, aucune information n’est disponible sur l’impact de son incorporation dans les aliments. On pourrait observer un effet délétère sur la prise alimentaire et donc sur la courbe de croissance des poulets. Des points limites stricts seront appliqués afin de limiter la souffrance des animaux. Au total, 960 poulets consommeront cette xylanase pendant la durée totale de leur élevage (35 jours).
Impact sur les animaux
La tolérance de la xylanase n’ayant jamais été évaluée, aucune information n’est disponible sur l’impact de son incorporation dans les aliments. On pourrait observer un effet délétère sur la prise alimentaire et donc sur la courbe de croissance des poulets.
Devenir
A la fin de l’essai, les animaux n’ayant pas reçu la xylanase entreront dans le circuit de consommation, et ceux ayant reçu la xylanase non autorisée seront mis à mort puis partiront à l’équarrissage.
Remplacement
L’effet d’une xylanase dans un aliment pour poulet sur ses performances de croissance est la résultante d’une série de mécanismes et régulations physiologiques (digestives, métaboliques, endocrinologiques) interagissant entre elles. La complexité de ces interactions ne permet donc pas d'utiliser des modèles alternatifs comme la modélisation ou la mise en place d'études in vitro. Par ailleurs, l'évaluation des paramètres d’intérêt du projet (croissance, ingéré volontaire d'aliment, éventuels signes cliniques, …) ne peut être réalisée que sur des animaux vivants.
Réduction
Les animaux choisis seront issus du même parquet de reproducteurs, et seront tous des mâles, afin de limiter la variabilité individuelle. Le nombre minimal de répétitions (c’est-à-dire la case) est estimé à 16 par groupe expérimental, avec 10 groupes au total. Ceci correspond au nombre de répétitions nécessaire pour obtenir une différence significative de 3% sur l’efficacité alimentaire, avec un coefficient de variation de 3% sur ce paramètre, en prenant en compte une valeur seuil de significativité de 5%. La distribution des données sera évaluée selon des graphiques en box plots afin d’identifier les données aberrantes. Après élimination des données aberrantes, les données zootechniques seront soumises à des analyses de variance (ANOVA) avec le traitement expérimental en effet fixe. La mortalité sera évaluée selon le test Chi-2. Le niveau de significativité est fixé à p
Raffinement
L’état de santé des animaux sera vérifié quotidiennement par les techniciens animaliers de l’établissement utilisateur. Si un poulet présente des signes de stress, des douleurs (boiteries, blessures…), alors il sera écarté de l’étude. Des points limites stricts et définis à l’avance seront appliqués tout au long du projet. De plus, les animaux seront logés en collectif dans le but de favoriser les interactions sociales, et disposeront de litière, afin de leur assurer un confort thermique et de leur permettre d’exprimer leurs comportements exploratoires de fouissage, grattage. Chaque case disposera d’une chainette, afin que les animaux puissent la manipuler.
Choix des espèces
L'espèce choisie pour la réalisation du projet est le poulet car les phénomènes physiologiques (digestifs, métaboliques, endocrinologiques) étudiés dans le cadre de ce projet lui sont spécifiques. Les animaux seront utilisés entre 1 et 35 jours d’âge. Il s’agit de la période classique d’élevage des poulets de chair. Ils pèseront environ 42g à 1 jour, et environ 2,7 kg à 35 jours.
Formation pour la réalisation de prélèvements sur les volailles, les porcs et les poissons
- Formation professionnelle
Poules : 100
Dindes : 50
Autres oiseaux : 50
Saumons : 150
450 animaux non-humains vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures classées en gravité légère : 150 truites, 100 porcs, 100 poulets, 50 dindes et 50 autres oiseaux. Chaque animal sert de support à la formation de personnel aux gestes techniques, écouvillonnages, prises de sang et injections, avec au maximum trois actes par individu. La mise à mort fait elle-même partie de la formation, non pour produire des connaissances mais pour entretenir les compétences d'expérimentateurs. Le porteur affirme que le remplacement complet par vidéos et modèles inertes n'est pas possible, la maîtrise des gestes ne s'acquérant selon lui qu'en pratiquant sur animal vivant.
Objectifs
Dans le cadre de l'expérimentation animale, les personnes accomplissant des actes vétérinaires sur les animaux doivent avoir les compétences techniques nécessaires pour le faire. Ces compétences sont acquises au cours de la formation initiale et doivent être maintenues régulièrement par des formations pratiques validées par l'établissement utilisateur (arrêté du 1er Février 2013). Les formations spécifiques en expérimentation animale officiellement reconnues proposent souvent des applications pratiques ciblées sur les modèles murins et peu étendues à d’autres espèces terrestres ou aquatiques, ce qui ne correspond pas aux besoins des essais expérimentaux sur animaux de rente. Le but de ce projet est de permettre aux personnes d'acquérir ou de perfectionner les bons gestes pour la réalisation des actes vétérinaires sur les volailles et/ou sur les porcs et les poissons (prélèvements, injections, anesthésie, mise à mort, …). Il comporte trois procédures : l'une pour les volailles (espèces poules ou poulets Gallus gallus, dindes et canards), l'autre pour les porcs (Sus scrofa) et la dernière pour les poissons (Truite arc en ciel Oncorhynchus mykiss). Les formations sont destinées aux personnes réalisant des actes vétérinaires lors d’essais mis en oeuvre par leur laboratoire.
Bénéfices attendus
La réalisation de gestes techniques sur les volailles, les porcs et les poissons est un enjeu majeur compte tenu des besoins dans la réalisation de multiples projets expérimentaux sur les animaux de rente. Offrir des conditions optimales à nos agents pour se former en amont de la réalisation des actes permet de disposer de personnes pouvant réaliser ces gestes avec la meilleure assurance possible lorsque cela est nécessaire. Cela constitue la meilleure garantie d’une prise en compte du bien-être des animaux et des manipulateurs au cours de ces interventions et leur est ainsi bénéfique.
Procédures
Pour la volaille, il s'agit : d'écouvillonnages, de prises de sang, d'injections ou d'instillations, de prélèvements de fiente. Pour les porcs, il s'agit : d'écouvillonnages, de prises de sang, de prélèvements de salive, d'injections. Pour les poissons, il s'agit : d'observations visuelles des comportements anormaux, de prises de sang, d'anesthésie, d'injections. Les actes décrits pour chacune des espèces sont des actes très brefs, n’excédant pas la minute pour les volailles et les porcs et 10 min pour les poissons (anesthésie). Le nombre d'actes maximum (tout acte confondu) est limité à 3 par animal, avec un temps de repos entre chaque prélèvement.
Impact sur les animaux
Les procédures ne devraient pas être à l'origine de souffrance prolongée pour les animaux. Les actes décrits pour chacune des espèces sont des actes très brefs (n’excédant pas la minute pour les volailles et les porcs, maximum 10 minutes pour les poissons (anesthésie) et sont, pour certains (ex : injection IP ou IM à un poisson) pratiqués sous anesthésie. Les formations sont journalières. Les animaux seront donc systématiquement mis à mort au plus tard, en fin de journée.
Devenir
La mise à mort fera partie de la formation.
Remplacement
Les personnes seront formées en premier lieu à l'aide de démonstration enregistrées en vidéo, afin de réduire le nombre d'animaux utilisés. Elles s'exerceront ensuite sur modèle inerte (lorsque disponible) avant de pratiquer sur animal vivant pour permettre d’acquérir plus de fluidité dans les gestes. Toutefois, le remplacement complet des animaux n'est pas possible, puisque le but de ce projet est la maîtrise des gestes et que celle-ci ne peut s'acquérir qu'en pratiquant.
Réduction
Les personnes seront formées en premier lieu à l'aide de démonstrations enregistrées en vidéo, afin de réduire le nombre d'animaux utilisés. Elles s'exerceront ensuite sur modèle inerte (lorsque disponible) avant de pratiquer sur animal vivant pour permettre d’acquérir plus de fluidité dans les gestes. Toutefois, la pratique sur animaux est indispensable pour l'acquisition de la maîtrise des gestes. Le nombre d’animaux utilisés sera néanmoins réduit au nombre minimum suffisant pour l’acquisition et la maîtrise des différents actes.
Raffinement
Le but de ce projet est le raffinement, permettant d'une part aux personnes de réaliser les actes avec les gestes les plus indolores et les moins stressants possibles pour les animaux ainsi que pour les manipulateurs et d'autre part à réduire les manipulations aux seuls actes utilisés lors des autres projets expérimentaux du laboratoire. Le produit qui sera injecté ou instillé sera un produit indolore (sérum physiologique). Pour les poissons, une injection de puce électronique sera également effectuée. La formation sera donnée par des personnes ayant une parfaite maîtrise des actes. Le personnel formé visualisera d'abord des enregistrements vidéo, s'exercera ensuite sur modèle inerte (lorsque disponible) avant de pratiquer sur animal vivant. Les animaux seront élevés en groupe, en cage, au sol ou en bassin et bénéficieront d'un enrichissement social. Ils auront à leur disposition des objets manipulables (porcs, volailles) ou des enrichissements (algues en plastique, cachettes) pour les poissons. Ils seront nourris selon leurs besoins et, pour les animaux terrestres, abreuvés à volonté. Ils seront examinés au cours d'une visite quotidienne tout au long de la période d'élevage.
Choix des espèces
Les espèces poule, dinde, canard, porc et poisson sont des espèces classiques de l’élevage d'animaux producteurs de denrées. L'âge des animaux sera fonction des besoins de la formation (liés aux essais prévus). Pour les volailles : ils vont de 1 jour (rare) à 5-7 semaines. Dans certains cas, les animaux pourront avoir 10-12 semaines. Pour les porcs : ils vont de 1 jour (rare) à 6 mois. Pour les poissons : ils seront âgés d'envion 6 mois (+/- 30g).