Procédures légères
Evaluation de la fonction musculaire après injection intra-musculaire d’une toxine chez le rat
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
1 870 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures dont la souffrance est déclarée légère. Une toxine est injectée dans un muscle de la patte après incision de la peau refermée par une agrafe, puis la faiblesse musculaire est évaluée en soulevant l'animal éveillé pour observer l'écartement des doigts, sur plusieurs semaines. L'objet est de tester des toxines botuliques destinées au traitement de la spasticité. Le porteur indique que l'injection peut entraîner une perte de poids suivie comme point limite, et affirme que l'efficacité ne peut à ce stade être évaluée que sur l'animal vigile.
Objectifs
Chez l’homme, la toxine botulique est utilisée dans le traitement des maladies neurologiques caractérisées par une contraction exagérée d’un muscle entraînant des troubles des mouvements et/ou de posture qui peuvent être chroniques et douloureux (spasticité des membres, torticolis, le pied bot équin, contractions de la mâchoire, contraction des paupières entraînant la fermeture répétitive et incontrôlée des paupières…). Le traitement consiste en l'injection de petites quantités de toxine botulique dans les muscles atteints empêchant la stimulation du muscle par le nerf associé. La toxine botulique induit alors une faiblesse des muscles hyperactifs injectés. Ce traitement est efficace mais n’agit qu’après quelques jours et doit être renouvelé après plusieurs mois. Des recherches sont donc faites pour améliorer la puissance, la rapidité et la durée d’action des toxines. L’activité des toxines est testée selon un processus qui débute par une évaluation in vitro (mesure de l’activité de la toxine sur sa cible) puis sur des cultures de différents types cellulaires et ensuite différents types de muscles isolés de rongeurs. Le recours aux animaux n’est fait que si les toxines ainsi testées répondent aux critères recherchés. Elles seront alors testées sur le rat. Ce projet a pour objectif d’étudier l’effet de toxines sur la fonction musculaire spontanée de la patte en utilisant une méthode largement décrite et utilisée.
Bénéfices attendus
La toxine botulique est efficace dans le traitement de la spasticité mais nécessite des injections régulières. L'amélioration des caractéristiques (puissance, rapidité d'action et durée d'action) des toxines à des fins thérapeutiques permettra une meilleure efficacité.
Procédures
Tout d’abord, le composé ou son solvant est injecté dans un muscle de la patte arrière gauche du rat anesthésié. Cette injection est faite après une petite incision de la peau ceci afin de bien identifier le muscle d’intérêt. L’incision est refermée par une agrafe et suivie lors de la surveillance quotidienne de l’état de santé des animaux. La faiblesse musculaire spontanée de la patte injectée est ensuite évaluée par simple observation et quantification de l’écartement reflexe des doigts lorsque l’animal éveillé est soulevé (score) 1 fois par jour pendant 5 jours puis éventuellement prolongé 3 fois par semaine pendant maximum 6 semaines. Un suivi pondéral quotidien est réalisé.
Impact sur les animaux
L'injection des toxines peut entrainer, à certaines doses, une perte de poids des animaux : un suivi pondéral journalier est mis en place pour suivre ce point limite.
Devenir
L'effet des toxines sur l'animal n'étant pas prévisible, il n'est pas envisageable de réutiliser les animaux à la fin de la procédure. Tous seront mis à mort.
Remplacement
Nos activités s’inscrivent dans le respect de la règle des « 3R » pour l’expérimentation animale. Si des méthodes alternatives existent lors des phases précoces de développement d’une toxine (une évaluation in vitro puis sur cultures cellulaires et ensuite sur muscles isolés de rongeurs), l’avancement de la caractérisation de la molécule d’intérêt ne permet pas à l’heure actuelle de remplacer l’étude de son efficacité chez l’animal vigile.
Réduction
Pour chaque étude, le nombre d'animaux utilisés est Réduit à un minimum acceptable pour l’obtention d’informations robustes et statistiquement pertinentes.
Raffinement
Notre activité permet néanmoins de Raffiner les conditions d’utilisation des animaux en les hébergeant conformément à la réglementation dans des salles à atmosphère contrôlée (température : 22 ± 2°C) sous un cycle jour/nuit de 12 heures (lumière de 06:30 à 18:30) avec eau et nourriture (Rat/Souris Entretien A04 Safe, Epinay/Orge, France) ad libitum. Un enrichissement du milieu (briquettes à ronger et tunnel) est apporté aux animaux. Les expérimentateurs sont strictement formés au respect de l’animal et sensibilisés à la surveillance de signes de douleur ou de souffrance. Les animaux seront surveillés 2 fois par jour à partir de l’injection de toxine et un suivi pondéral journalier sera mis en place.
Choix des espèces
L’utilisation du rat se justifie par la taille et la réponse de l’animal qui permet une évaluation de l’effet de la toxine ainsi qu’une injection précise dans le muscle péroneus. Le modèle décrit dans ce projet est largement utilisé chez le rat pour lequel le matériel est adapté et des résultats de référence disponibles. Des rats adultes de poids 170-190g le jour de l’injection de toxine sont utilisés. A ce stade les animaux permettent: * Une manipulation facile * Leur taille est bien adaptée aux matériels utilisés * L’évolution de leur prise de poids facile à suivre L’utilisation d’une gamme de poids restreinte contribue à réduire la variabilité des résultats et ainsi le nombre d’animaux utilisé. Cette gamme de poids est utilisée dans l’article référence pour ce test.
Etude de l’impact d’une nouvelle molécule anti-inflammatoire sur le phénotype et les marqueurs cellulaires de la neurodégénérescence de souris modèles de la Sclérose Latérale Amyotrophique
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
564 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance déclaré léger à modéré. Ces souris modèles de la sclérose latérale amyotrophique reçoivent une molécule anti-inflammatoire dans un gel, sont suivies par des tests de force musculaire, agrippement à une grille et soutien du poids, et 80 d'entre elles subissent sous anesthésie une laminectomie et une dissection du nerf sciatique de huit heures avant d'être mises à mort. Le porteur fixe un point limite à un score de paralysie modérée. Il affirme que l'effet d'une maladie aussi complexe ne peut s'étudier que sur l'animal entier vivant, et renvoie les essais cliniques à une perspective conditionnelle.
Objectifs
La Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative touchant les neurones moteurs. Elle se déclare à l’âge adulte, il n’existe à ce jour aucun traitement curatif et l'issue de la maladie est fatale. La découverte de causes génétiques chez certains patients a permis de développer des modèles murins de la SLA. Toutefois, les mécanismes conduisant à la dégénérescence des neurones moteurs restent mal connus à ce jour. Nous savons toutefois que l'étiologie de la SLA comprend une composante inflammatoire qui contribue fortement au développement des symptômes conduisant au décès des patients. Or, une molécule récemment découverte, que nous nommerons PY, inhibe puissament la voie Il23/Il17 de la réponse inflammatoire. Cette molécule a d'ores et déjà montré des effets bénéfiques sur des animaux modèles de maladies inflammatoires (goutte, polyarthrite rhumatoide). Comme PY franchit la barrière hémato-encéphalique, on peut espérer qu'elle ait aussi un effet bénéfique sur la SLA. Des expériences préliminaires ont produit des résultats encourageants, suggérant que PY ralentit le développement des symptômes, mais les effets dépendent du sexe de l'animal. Par ailleurs des travaux récents montrent que la réponse neuroimmunologique peut être différente aux stades présymptomatiques et symptomatiques ce qui suggère que l'effet de PY sur la SLA pourrait dépendre du temps auquel on commence le traitement. Dans ce projet, nous étudierons à quel moment l'administration de PY doit démarrer pour produire un effet sur l'apparition des symptomes et la survie, l'inflammation de la moelle épinière, et sur les marqueurs cellulaires et électrophysiologiques de la dégénérescence des neurones moteurs. Les expériences seront menées sur le modèle animal bien établi de la SLA: les souris SOD1 G93A. La molécule sera administrée par voie orale (molécule additionnée à une gelée alimentaire grignotée par les souris). Le traitement sera démarré à différents temps: dès la gestation des animaux (traitement administré à la mère), au sevrage 21 jours après la naissance, après l'apparition des symptômes chez les animaux témoins (80 jours après la naissance). On étudiera séparément les animaux des deux sexes pour tenir compte du fait que la maladie progresse plus vite chez les mâles que chez les femelles.
Bénéfices attendus
Nous espérons que ce projet apportera des preuves que PY ralentit l'évolution de la maladie sur un modèle animal standard de la SLA. Si c'était le cas, et compte tenu du caractère incurable à ce jour de cette maladie, nous proposerons alors aux centres SLA nationaux de procéder à des essais cliniques de phase I/II sur les patients (des contacts préliminaires en ce sens ont déjà été pris). S'il s'avérait que cette molécule permettait de ralentir l'évolution de la maladie chez les patients qui vivraient plus longtemps sans déficits moteurs, nous aurions grandement progressé dans la prise en charge clinique de cette maladie dramatique.
Procédures
Tous les animaux mangerons quotidiennement un gel alimentaire contenant ou pas la molécule d'intérêt dont nous testons les effets. La prise alimentaire dure cinq minutes environ dès que les animaux s'intéressent au gel. Tous les animaux seront pésés trois fois par semaine et leur score clinique sera établi par observation de leur locomotion et de leur réflexe lorsqu'ils sont soulevés par la queue. Pour chaque animal, la pesée dure une minute et l'observation de la locomotion et des réflexes dure cinq minutes. Chez 384 animaux, la force musculaire sera appréciée par un test d'agripement à une grille (une fois par semaine, durée totale vingt minutes par animal en comptant les temps de repos) et par un test de soutien de poids (une fois par semaine, durée totale dix minutes par animal en comptant les temps de repos). Ces tests seront effectués sur les animaux vigiles. Dans une des procédures, 100 animaux seront mis à mort par perfusion intracardiaque de PFA d'une durée de 15 minutes sous anesthésie générale et analgésie profonde pour examen post-mortem de leurs tissus (moelle épinière, muscles). Dans une autre procédure, une étude des pertubations électrophysiologiques des neurones moteurs sera effectuée sur 80 animaux pour étudier l'effet du traitement sur ces marqueurs fonctionnels. Cette procédure, réalisée sous anesthésie générale et analgésie profonde, implique une laminectomie des vertèbres lombaires et une dissection de branches du nerf sciatique. L'étude électrophysiologique dure huit heures au total pendant lesquelles les souris sont maintenues sous anesthésie générale et anesthésie profonde. Ces 80 animaux ne seront pas réveillés et seront mis à mort par un agent euthanasiant administré à la fin de la procédure.
Impact sur les animaux
La modalité d'administration de la molécule dans un gel alimentaire ne provoque en elle-même aucune nuisance ni effet indésirable. En ce qui concerne l'action de la molécule par elle-même, nos données préliminaires sur les souris SOD1 indique que cette molécule soulage le phénotype des animaux en ralentissant l'apparition des symptômes.
Devenir
Procédure 1: Mise à mort par dislocation cervicale ou inhalation de CO2. Procédure 2: Mise à mort par perfusion transcardiaque de PFA sous anesthésie et analgésie profonde. Procédure 3: Mise à mort par administration d'un agent euthanasiant (Exagon) sous anesthésie générale et analgésie profonde.
Remplacement
L'étude des cibles moléculaires de la molécule PY et de la voie de signalisation impliquée sera faite sur des systèmes de culture cellulaire, réduisant ainsi le nombre d'animaux vivants utilisés, et est hors champ de cette DAP. Toutefois, il reste à déterminer si la molécule a un effet sur l'évolution d'une maladie maladie aussi complexe que la SLA. Cette autre partie, qui constitue l'objet de la présente DAP, nécessite d'utiliser des animaux vivants. En effet, la SLA résulte d'interactions pathogènes entre les neurones moteurs, les autres constituants cellulaires de la moelle épinière (en particulier les cellules microgliales et les astrocytes, mais aussi les neurones supraspinaux et les interneurones spinaux), et les constituants périphériques (cellules de schwann, jonctions neuromusculaires, fibres musculaires). Les effets de la molécule d'intérêt PY sur la pathogénèse de la SLA ne peut donc s'étudier que sur l'animal entier vivant.
Réduction
Chaque procédure est conçue pour apporter le plus possible de résultats avec des lots dont les effectifs ont été réduits au minimum pour obtenir des résultats fiables. Dans chacune des procédures, la taille de chaque lot, a été établie par un calcul de puissance pour atteindre une valeur alpha 0,8. Les données obtenues dans chaque procédure seront soumises à des analyses multivariées de la variance (MANOVA) et à des ANOVA dans lesquelles l'âge du début du traitement, la dose de PY et le sexe seront des variables indépendantes, pour déterminer s'il existe une association significative avec au moins une des variables observées. Ces analyses seront suivies de tests post-hoc de comparaisons multiples pour déterminer l'influence des variables indépendantes sur les variables observées dans chacune des procédures.
Raffinement
Les expériences sont conçues pour apporter le moins d'inconfort possible aux animaux. A cette fin, une réflexion éthique a présidé au choix de la modalité d'administration de la molécule d'intérêt sur une période de temps longue (environ 120 jours). L'administration intrapéritonéale a été éliminée à cause du risque accru de péritonéite si ces injections étaient répétées quotidiennement pendant une période de temps aussi longue. La méthode du gavage ne parait pas acceptable non plus à cause du risque, non négligeable, de perforation de l'oesophage surtout si ce geste était répété quotidiennement pendant 120 jours. L'injection IP et le gavage présentent tous les deux un risque de mortalité que nous ne voulons pas prendre. Malheureusement, l'administration dans l'eau de boisson (qui serait la méthode la plus simple) n'est pas praticable car la molécule est très peu soluble dans l'eau. De plus, ce mode d'administration nécessiterait de grandes quantités de la molécule, or, pour des raisons logistiques et financières, nous ne pouvons avoir accès qu'à de petites quantités. De plus, l'administration dans l'eau de boisson ne nous permettrait pas de contrôler la prise quotidienne de chaque souris. Nous avons donc opté pour une administration de la molécule dans de petites portions d'une gelée grignotable, méthode que nous avons validée notre étude préalable. Il est important de noter que cette méthode n'induit aucune mortalité ni stress de l'animal. Il arrive toutefois que les souris ne mangent pas la totalité de la gelée. Mais ceci n'est pas un inconvénient car nous pouvons quantifier la proportion absorbée par examen de la gelée restante et tenir compte de cette variable dans nos statistiques pour faire ressortir un éventuel effet dose-réponse. Cette variabilité est prise en compte dans nos calculs de puissance pour définir la taille des groupes. Par ailleurs, toujours dans le souci de réduire l'inconfort des animaux au minimum, nous avons défini un point limite (neuroscore 3 sur une échelle de 4) où la paralysie est modérée et a peu d'impact sur la vie de l'animal. Toutefois, par souci de précaution, nous disposerons de l'hydrogel et des croquettes au fond de la cage dès que les souris atteindront le score clinique 2 afin de s'assurer qu'elles s'alimentent et boivent confortablement.
Choix des espèces
La découverte d’un lien génétique dans certains patients a permis de développer des modèles murins de la SLA. Nous utiliserons ici des souris dans lesquelles un gène humain muté SOD1 (G93A) a été inséré par transgénèse dans le génome des souris. Histologiquement, ces souris présentent une dégénérescence progressive des neurones moteurs spinaux et aussi des neurones corticospinaux moteurs, reproduisant l’atteinte spinale et corticale caractéristique de cette maladie. Il a par ailleurs été démontré dans ces souris une atteinte neuroinflammatoire (comme chez les patients humains) qui détermine le décours temporel de la maladie. Cette souris est un modèle de choix pour étudier les mécanismes physiopathologiques de la SLA et l'effet sur la maladie de molécules qui agissent sur l'axe inflammatoire. Les animaux seront utilisés à trois stades de leur développement pour étudier à quel stade PY doit être utilisé pour produire le meilleur effet protecteur. Les trois stades de démarrage du traitement sont les suivants: 1°) Dès la gestation: le traitement est administré à la mère (gelée à consommer oralement) pendant la gestation puis après la naissance jusqu'au sevrage des animaux de la portée. Les animaux sevrés consomment ensuite la gelée une fois par jour jusqu'à l'atteinte du score 3 qui survient chez l'adulte. 2°) A partir du sevrage 21 jours après la naissance jusqu'à l'atteinte du score 3 chez l'adulte. 3°) Chez l'adulte à partir du 80 ème jour jusqu'à l'atteinte du score 3.
Etude de l’expression de la dystrophine dans la niche des cellules souches musculaires.
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
120 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance déclaré léger. Souris transgéniques et souriceaux reçoivent des injections répétées, dans le péritoine sur animal vigile et dans les muscles des pattes sous anesthésie, en vue d'une transplantation de cellules souches musculaires, puis sont mis à mort pour analyse des muscles. Le projet étudie où s'exprime la dystrophine, protéine absente dans la myopathie de Duchenne. Le porteur affirme que ses souris transgéniques sont "indispensables", les hypothèses ne pouvant selon lui être testées que par ces transplantations in vivo.
Objectifs
La dystrophine est indispensable pour maintien de l’architecture de la fibre musculaire. Elle est exprimée sous la membane de la fibre, le sarcolemme, où elle joue le rôle de relier le cytosquelette avec la matrice extracellulaire, permettant ainsi la contraction d’avoir lieu sans endommager la fibre. L’absence de protéine dystrophine est à l’origine de la myopathie musculaire de Duchenne. Il a été montré récemment que la dystrophine peut aussi être exprimée par les cellules souches musculaires, dénomées cellules satellites (CS), lorsque celles-ci sont activées. Il est également pensé que l’absence de dystrophine dans les CS contribue au phénotype dystrophique de la myopathie. Nous avons généré des souris transgéniques DmdEGFP (Dmd) qui permettent de suivre l’expression de la dystrophine-EGFP, ainsi que des souris DmdGT qui permettent aussi de suivre les CS (exprimant Pax7) par l'expression du fluorophore tdTomato induite par le tamoxifène. Nous avons des données sur des expériences menées ex vivo qui montrent que le site d’expression de la dystrophine pourrait ne pas être dans la CS mais en réalité dans l’espace sous la membrane de la fibre adjacente à la CS. Nous pensons que l’expression de la dystrophine aurait un rôle sur l’établissement de la niche des CS. Le but de ce projet est de déterminer où la dystrophine-EGFP est accumulée lorsque la cellule est activée : dans la niche de la CS, la CS, ou les deux. Comme il est impossible de déterminer cela avec de la microscopie la résolution ne permettant pas de discriminer entre la membrane de la fibre et de la CS, nous voulons résoudre cette question fondamentale en effectuant des expériences de transplantation de cellules souches exprimant tdTomato avec ou sans dystrophine-EGFP dans le muscle de souris sans ou avec la dystrophine-EGFP, afin de créer un muscle « chimérique » et pouvoir distinguer si la dystrophine-EGFP est exprimée dans la fibre ou la CS.
Bénéfices attendus
A terme, ces résultats amélioreraient la compréhension de l’expression de la dystrophine manquante aux patients atteints de DMD et permettraient d’améliorer ou prédire les effets des thérapies pour cette maladie. En effet, ce projet pourrait permettre d’affirmer (ou infirmer) que les cellules souches musculaires sont un site cible pour la restauration de la dystrophine dans le contexte pathologique.
Procédures
Les injections intrapéritonéales seront effectuées sur tous les souriceaux donateurs de CS, avec 3 injections journalières sur animal vigile. Les injections intrapéritonéales seront effectuées sur tous les souris donateurs de CS adultes, uniquement lorsque la diète d’une semaine au tamoxifène (dans les croquettes) est indisponible (délais de fabrication et de livraison des croquettes sont de 3 mois, hors problèmes liés à la pandémie). Chez les adultes, l’injection se fait également sur animal vigile, pendant 5 jours consécutifs. Pour les injections péritonéales l’intervention est très brève, autour d’une minute par animal. Les injections intramusculaires chez les souris adultes receveuses de CS, sont effectuées une seule fois, sur les deux pattes au même temps, sur animal anesthésié à l’isoflurane et après rasage et désinfection des pattes. Cette intervention dure autour de 30 minutes par animal entre l’anesthésie et le réveil. Les injections intramusculaires chez les souriceaux sont également effectuées une seule fois sur les deux pattes au même temps mais sur animal vigile. Dans ce cas l’injection est brève et peut être réalisée sur une-deux minutes par souriceau.
Impact sur les animaux
La durée de l’expérimentation n’étant pas très longue avec la durée maximale de sacrifice à 5 jours post-transplantation intra-musculaire, il y a peu de risques d’induire une réaction auto-immune due à l’apport d’éléments du non-soi (EGFP et tdTomato). Cependant les critères tels que l’activité générale, la prise de nourriture et d’eau, la présence de plaies au site d’injection seront évalués post-injection jusqu’au sacrifice. Les animaux montrant un signe quelconque de détérioration de santé seront sacrifiés immédiatement et pourront être analysé même dans ce cas- là.
Devenir
Tous les animaux sont sacrifiés. Tous les animaux donneurs ayant eut un traitement au tamoxifène sont sacrifiés pour isoler leurs cellules souches. Les animaux transplantés sont sacrifiés pour analyse des muscles ayant reçu la greffe de cellules.
Remplacement
Comme décrit dans les objectifs du projet, nous avons effectué un certain nombre d’expériences ex vivo au préalable de ce projet qui nous ont mené vers nos hypothèses actuelles qui ne peuvent être adressées que par ces expériences de transplantation cellulaire.
Réduction
Afin de réduire le nombre de souris utilisées, les deux sexes seront utilisés en fonction des génotypes disponibles, et les deux muscles TA de chaque souris seront injectés (soit au final n=20 par sous-groupe), réduisant ainsi le nombre des souris utilisé de moitié. Le résultat est purement visuel (présence ou absence de dystrophine-EGFP dans les CS ou dans les fibres visualisées par microscopie à fluorescence) mais le phénomène sera difficilement observable, c’est pourquoi il faut prévoir suffisamment d'animaux, afin de pouvoir isoler un nombre suffisant de fibres musculaires qui permettrait de voir l'effet attendu lors d'une transplantation réussie. En prenant en compte les difficultés expérimentales à cause de différents facteurs limitants : injection d’un nombre de cellules insuffisant, ou l’isolement post-sacrifice des fibres pouvant ne pas fonctionner de manière satisfaisante à chaque manipulation, chaque sous-groupe sera constitué de 10 souris pour obtenir des résultats reproductibles.
Raffinement
Le muscle receveur des cellules transplantées tibialis anterior (TA) a été choisi car il est facilement accessible pour l’injection intramusculaire et facile à prélever. Les critères tels que l’activité générale, la prise de nourriture et d’eau, la perte de poids, des plaies au site d’injection, une croissance excessive des dents seront évalués quotidiennement. Les animaux montrant un signe quelconque de détérioration de santé seront sacrifiés immédiatement. Les animaux sont stabulés en portoirs ventilés avec un système d'abreuvement automatique et un accès ad libitum à la nourriture. Les conditions de température et d'hygrométrie sont contrôlées. Le cycle d'éclairage est de 12h par jour. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères et l'isolement est évité au maximum. De plus, il y a un enrichissement de la litière dans leur cages avec du matériel pour leur nid.
Choix des espèces
Pour l’étude fondamentale de l’expression de la dystrophine dans la niche des cellules souches musculaires, manquante aux patients, nous avons effectué des études ex vivo sur fibres musculaires isolées avec leurs cellules souches attachées. Cependant afin de d’adresser nos hypothèses nous devons effectuer des expériences in vivo. Le modèle animal, et particulièrement nos souris transgéniques, est indispensable pour atteindre les finalités de ce projet. Les souris receveuses seront soit des souris adultes, soit des souriceaux de 3 à 14 jours. Les raisons d’utiliser ces deux stades sont : d’une part pour comparer si l’expression de la dystrophine dans les deux stades est la même, et d’autre part car chez les souris le muscle est en forte croissance postnatale pendant les premières 2-3 semaines de vie. Cette croissance postnatale est accompagnée d’une forte activité des cellules souches, qui sont majoritairement dans un état quiescent après 3 semaines d’âge, ainsi qu’une immaturité du muscle avec peu de tissu conjonctif, rendant potentiellement la transplantation plus efficace à ce stade. Les souris donneuses de CS seront soit adultes soit juvéniles (
Ciblage de tumeurs humaines de mésothéliome pleural malin chez la souris immuno-déficiente NSG à l’aide de nanovecteurs multimodaux.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
156 souris immunodéficientes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance déclaré léger à modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules de mésothéliome humain par voie intrapéritonéale, des injections hebdomadaires sous anesthésie pour suivre la tumeur, puis une injection de nanovecteurs, les prélèvements étant réalisés après euthanasie. Le projet vise à valider un nanovecteur censé mieux diriger un agent anticancéreux vers les tumeurs de la plèvre. Le porteur affirme que l'approche sur "organisme entier" est nécessaire pour évaluer la biodistribution réelle, non reproductible in vitro.
Objectifs
Notre projet a pour objectif de produire et de valider un nanovecteur biodégradable comportant un agent de ciblage tumoral et un agent thérapeutique pour la thérapie ciblée du mésothéliome pleural malin (MPM). Pour atteindre cet objectif, nous utiliserons des nanoassemblages (NAs) aux propriétés d’imagerie multi-modales (fluorescence et magnétisme) afin de faciliter leur détection in vitro et in vivo. Nous avons déjà validé que ces NAs sont internalisés par les cellules tumorales et sont capables de transporter et libérer un composé thérapeutique dans des cellules. Le ciblage tumoral est assuré par le couplage à la surface des NAs d’un nanobody (fragment variable d’anticorps de lama) dirigé contre la mésothéline (MSLN), un antigène de tumeur surexprimé en particulier à la surface des cellules de MPM. La monomethyl auristatine E (MMAE) sera l’agent chimio-thérapeutique utilisé dans cette étude. Elle sera greffée à la surface des NAs grâce à un système de chimie clic, de la même façon que le nanobody. La première partie du projet a consisté à évaluer les NAs produits sur des lignées tumorales et des modèles de tumeurs humaines en 3 dimensions in vitro. Les résultats obtenus correspondant aux objectifs souhaités, une évaluation sur modèles animaux est à envisager afin de valider les effets observés dans un modèle complexe et vascularisé.
Bénéfices attendus
Les efforts réalisés pour comprendre la biologie des tumeurs ainsi que l’amélioration continuelle des traitements tels que la chimiothérapie, la radiothérapie, et plus récemment l’immunothérapie ont déjà permis d’augmenter la survie des patients atteints de cancers. Cependant, dans la plupart des cas ces traitements restent associés à d’importants effets secondaires et à une efficacité limitée en raison d’un manque de spécificité tumorale. De plus, de nombreuses molécules thérapeutiques telles que les drogues hydrophobes ou hautement cytotoxiques, les toxines, les radio-isotopes ou les acides nucléiques ne peuvent être injectés par voie systémique aux patients à cause de leur instabilité ou de l’induction d’une toxicité aspécifique. Il a été montré qu’une vectorisation appropriée des agents anti-cancéreux permet de diminuer la morbidité associée au traitement mais aussi d’en améliorer l’efficacité et de limiter l’établissement d’une résistance dans les cellules tumorales. Ce contexte a justifié l’émergence, depuis quelques dizaines d’années, de nanovecteurs d’abord issus de l’ingénierie chimique puis dérivés du monde du vivant. La vectorisation de composés thérapeutiques à l’aide de nanovecteurs permet notamment une augmentation de la solubilité et de la biodisponibilité des drogues vectorisées, une augmentation de la concentration locale en composé actif dans les tumeurs ainsi qu’une diminution des effets off-target. Les nanovecteurs apportent aussi la possibilité de combiner plusieurs molécules thérapeutiques au sein d’un même nanomédicament. Ainsi, bien que ce genre de design ajoute des degrés de complexité au développement pharmaceutique, une vectorisation efficace apparait aujourd’hui comme essentielle pour améliorer encore l’efficacité et la sureté des traitements contre le cancer. Cette volonté s’illustre par la mise sur le marché d’une dizaine de nanomédicaments anti-cancéreux à l’heure actuelle et par un grand nombre d’essais cliniques en cours utilisant une grande variété de nanovecteurs. Ce genre de stratégie thérapeutique est d’autant plus intéressant dans le cas de cancers très agressifs pour lesquels nous ne disposons pas encore d’options thérapeutiques satisfaisantes. C’est le cas du mésothéliome pleural malin (MPM), un cancer de la plèvre pour lequel la survie médiane, malgré le traitement de référence actuel, est approximativement d’un an.
Procédures
Les animaux porteurs de tumeurs seront tous soumis à une injection i.p de cellules tumorales. Ces animaux seront ensuite anesthésiés à l'isoflurane (induction à 3,5% / 1 L d'air par minute puis maintien à 1,5% / 1 L d'air par minute) puis recevront une injection i.p de coelenterazine une fois par semaine afin de monitorer la croissance tumorale. Enfin, les animaux recevront une injection de nanoparticules en i.v ou en i.p. Les prélèvements seront tous réalisés sur animaux préalablement euthanasiés.
Impact sur les animaux
Nous avons préalablement pu vérifier que l’injection des NAs à la dose prévue n’entraine pas de morbidité particulière ou de douleur chez les animaux. Cependant, chaque procédure nécessitera la réalisation d'injections i.v et/ou i.p qui peuvent être à l'origine d'une douleur légère et générer un stress modéré et ponctuel chez les animaux. Dans toutes les procédures l'établissement et la croissance des tumeurs pourra générer des douleurs qui seront détectées précocément grâce aux points limites préalablement établis pour chaque procédure. De plus, les anesthésies à l'isoflurane peuvent également générer un stress chez les animaux.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés.
Remplacement
Notre laboratoire a développé au cours des dernières années des systèmes de culture in vitro complexes sphéroïdes, puces microfluidiques) qui nous permettent de nous affranchir de l'utilisation d'animaux pour une majorité de nos expériences. L'approche sur organisme entier nous permet cependant d’évaluer l’effet thérapeutique des NAs mais également les effets toxiques potentiels sur divers tissus tels que le compartiment hématopoïétique par exemple. Une telle complexité n’est malheureusement pas encore reproductible in vitro. Dans la mesure où nous souhaitons étudier le ciblage in vivo des cellules tumorales dans un environnement complexe après administration des NAs en intraveineux, comme c’est le cas en clinique, ces expériences nécessitent d’être réalisées sur l’animal. Nous avons déjà validé la spécificité de nos NAs sur un large panel de lignées cellulaires tumorales et saines, en 2D et en 3D. Cependant, ces expériences ne permettent pas de présumer de la biodistribution réelle des NAs une fois injectés dans un organisme.
Réduction
Les différents paramètres mesurés seront comparés par des tests statistiques adaptés aux très petits échantillons (n
Raffinement
Les souris seront hébergées dans des cages ventilées (5 souris maximum par cage) en milieu enrichi (copeaux de litière, lambeaux de papier) dans des salles à température et hygrométrie contrôlées. Les litières sont changées chaque semaine par le personnel qualifié de l’animalerie. Toutes les procédures prévues dans ce projet sont de classe légère à modérée. L’utilisation d’antalgiques morphiniques n’est pas envisagée car les animaux seront immédiatement euthanasiés en cas d’absence de réponse au traitement ou de d’atteinte d’un point limite.
Choix des espèces
L’objectif étant de cibler un antigène humain, l’utilisation de souris immuno-déficientes permettant l’implantation de cellules tumorales humaines est essentielle. Nous avons donc choisi de travailler sur des souris NSG. L’implantation intrapéritonéale des cellules tumorales se justifie pour reproduire le développement intra-cavitaire du mésothéliome chez l’homme (plèvre ou péritoine). Nous utiliserons des animaux âgés de 8 à 10 semaines. Le stade de développement est justifié par la nécessité d'avoir des animaux adultes afin de se placer au plus près des conditions du développement tumoral chez l’humain.
Etude neuro-comportementale d’un modèle de souris mutante de l’autisme
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
72 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance déclaré léger. Elles reçoivent une puce sous-cutanée sous anesthésie puis passent une série de tests comportementaux, le Live Mouse Tracker sur trois jours et trois nuits, un labyrinthe en Y et un test de reconnaissance sociale, avant d'être euthanasiées par dislocation cervicale pour prélèvement des cerveaux. Le projet cherche à cerner le rôle d'un gène dans l'autisme au moyen de trois lignées mutantes. Sur le remplacement, le porteur affirme que le modèle animal reste "indispensable" et "nécessaire" pour observer l'effet du gène à l'échelle de l'"organisme entier".
Objectifs
L’autisme est un trouble neuro-développemental, dont les premiers signes sont perceptibles avant l’âge de 3 ans. Ces symptômes sont dus à un dysfonctionnement cérébral. Les personnes autistes perçoivent ainsi le monde d’une façon différente. Le TSA (Trouble du spectre de l’autisme) affecte le développement de l’enfant dans la communication, les interactions sociales et le comportement. De plus, une déficience intellectuelle (DI) peut être associée à l’autisme, avec un impact sur les capacités intellectuelles d’une manière plus ou moins importante. La déficience intellectuelle s’observe à travers des difficultés de raisonnement, d’apprentissage, d’attention, de mémorisation ou de résolutions de problèmes. Plus de 1300 gènes ont été décrits ayant une implication dans les déficiences intellectuelles et/ou le TSA, et jusqu'à présent, les études fonctionnelles ont été limitées à quelques anomalies génétiques unique. Des mutations dans notre gène d’intérêt sont identifiées chez des individus mâles présentant des TSA et une récente étude montre que 23 patients avec des mutations de ce gène présentaient un retard de développement global léger à modéré et des degrés variables de déficience intellectuelle. L’objectif de notre projet est l’étude de la contribution spécifique de notre gène dans les troubles autistiques. Pour ce faire, nous utiliserons 3 modèles de souris mutantes de ce gène (3 mutations différentes) qui nous permettront de déterminer la fonction du gène en étudiant le comportemental social des souris et améliorer la compréhension de la maladie et permettre la découverte de nouvelles thérapies. Nous utiliserons le protocole Live Mouse tracker qui permet de mesurer le comportement social individuel d’animaux en groupe par détection vidéo. Nous analyserons aussi les cerveaux par imagerie IRM.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à comprendre comment les mutations de notre gène d’intérêt conduisent à des déficits dans les neurones causant la déficience intellectuelle et l’autisme. La caractérisation comportementale et anatomique des souris mutantes sera essentielle pour comprendre l'implication de ce gène dans l'autisme.
Procédures
Tous les animaux vont être soumis à l’ensemble des protocoles suivants selon l’âge: *14 semaines : implantation sous cutanée de puce pour identification de taille 2x12mm sous anesthésie générale. Durée : moins d’une minute *16 semaines : Live mouse tracker, permet de mesurer le comportement individuel d’animaux en groupe par détection vidéo. Durée : 3 jours et 3 nuits. *17 semaines : test du labyrinthe en Y, les souris explorent librement pendant 5 minutes. *18 semaines : test de reconnaissance sociale qui évalue la préférence d’une souris pour un congénère par rapport à un objet placé dans un compartiment opposé. Le test est effectué pendant 2 jours consécutifs. La durée est de 10min le premier jour et 20min le 2eme jour
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sur les animaux sont liées aux procédures expérimentales qui seront appliquées aux souris à savoir l'implantation des puces RFID pour le test du LIve Mouse Tracker
Devenir
Toutes les souris seront euthanasiées par dislocation cervicale pour collecte des cerveaux et analyse moléculaire.
Remplacement
Une partie de l’étude de caractérisation du gène ne nécessite pas l’utilisation d’animaux vivants et est étudié in vitro sur des lignées cellulaires modifiées génétiquement. Cependant, le modèle animal reste indispensable et nécessaire pour identifier l’effet de la modification du gène à l’échelle de l’organisme entier dans le cadre du déficit intellectuel ; le système in vitro ne pouvant apporter un même niveau d’information.
Réduction
24 animaux par lignée seront nécessaires à ce projet, soit 72 souris au total (3 lignées à étudier) . L’objectif est de réduire au maximum le nombre de souris pour l’étude tout en s’assurant d’une analyse statistique fiable et reproductible, et en cherchant à atteindre une puissance statistique de 80%. Le test statistique utilisé sera student-test (comparaison des mutants Vs contrôles).
Raffinement
Nous réduirons au maximum les techniques douloureuses ou stressantes. Les animaux seront hébergés dans les meilleures conditions possibles dans un environnement contrôlé permettant une réduction du stress. Chaque animal sera suivi tout au long de l’expérience afin de détecter tout indicateur de souffrance, en cas d’observation de la moindre douleur, les souris recevront un traitement analgésique, et si cette douleur devait persister, les animaux seront euthanasiés pour éviter toute souffrance. Les animaux seront pesés et observés toutes les semaines en plus du suivi quotidien habituel. Une anesthésie générale sera appliquée lors de la procédure d'implantation des puces RFID.
Choix des espèces
La souris est l'animal de choix pour les études comportementales. Notre objectif est d'étudier l’importance des mutations de notre gène d'intérêt dans les troubles autistiques et dans le déficit cognitif. De plus, aucun modèle d’expérimentation in vitro ne peut mimer ou refléter toute la complexité des phénomènes comportementaux. Les animaux seront âgés de 14 semaines environ au début des tests comportementaux, afin d'étudier des animaux adultes.
Régulation de l’évitement comportemental par la dopamine
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Des chocs électriques "d'intensité modérée" apprennent aux souris à éviter un lieu, et cinq des six procédures comportent une chirurgie stéréotaxique du cerveau, certaines souris passant en outre deux semaines isolées. 646 souris adultes, mâles et femelles, issues de différentes lignées transgéniques, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, puis tuées par une dose létale d'anesthésique suivie d'une perfusion de fixateur par le cœur. Il s'agit de comprendre comment l'aire tegmentale ventrale du cerveau contrôle cet évitement, ce qui "pourrait" selon le porteur aider à identifier des cibles thérapeutiques contre l'évitement persistant du stress post-traumatique. Le porteur range la chirurgie parmi les "procédures douloureuses", sans préciser ce qu'elle implante ou injecte, ni le nombre de chocs, ni les tests réunis sous l'expression "validation comportementale".
Objectifs
Ce projet a pour objectif général d’identifier les circuits neuronaux impliqués dans l’évitement de place chez la souris. Ce projet se focalisera sur les neurones de l’aire tegmentale ventrale qui jouent un rôle clef dans le comportement de défense. Or, aucune étude à ce jour n’a cherché à comprendre comment l’aire tegmentale ventrale contrôle l’évitement de place chez la souris. Ce projet nécessitera ainsi l'utilisation de différentes lignées de souris transgéniques permettant la manipulation et enregistrement de l’activité au sein de ce circuit.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à identifier comment les souris apprennent à éviter un lieu dangereux et à cesser d’éviter un lieu qui ne l’est plus. Ce phénomène, autrement appelé persistance d’évitement est couramment observé dans le syndrôme de stress post traumatique. Cet évitement comportemental et cognitif excessif limite l’efficacité de la thérapie comportementale. Comprendre son corrélat neuronal pourrait donc permettre d’identifier des cibles thérapeutiques pour le traitement de l’évitement persistant chez les patients atteints de stress post-traumatique.
Procédures
Ce projet implique 6 procédures expérimentales. La procédure 1 consiste en une série d’expériences de validation comportementale. Les procédures 2-6 comprennent toutes la chirurgie stéréotaxique pour étudier des circuits neuronaux impliqués dans le comportement d’évitement de place. A l’issue de ces expériences, les animaux sont mis à mort par perfusion intracardiaque.
Impact sur les animaux
Le comportement d’évitement de place engendre de l’inconfort pour l’animal puisque des chocs électriques d’intensité modérée sont administrés à l’animal. Les approches de chirurgie stéréotaxique sont des procédures douloureuses. L’isolement des souris pendant 2 semaines engendre de l’inconfort pour l’animal.
Devenir
Notre étude nécessite de fixer les tissus cérébraux afin d’y réaliser des marquages immunohistochimiques. Ce but expérimental nécessitant la mise en place d’une méthode de mise à mort de perfusion intracardiaque. A l’issue de chaque procédure, les souris recevront une dose létale d’anesthésique et perfusées avec une solution fixatrice (4% paraformaldéhyde). Ces souris ne seront donc pas impliquées dans une autre procédure.
Remplacement
Il est impossible de remplacer l’animal vivant pour l’étude du comportement d’évitement. La souris représente un modèle de choix pour notre projet par la possibilité d’étudier des individus génétiquement modifiés et dont la physiologie générale est suffisamment proche de celle de l’être humain pour que les informations obtenues soient pertinentes sur un plan médical.
Réduction
Nous prévoyons d’utiliser un maximum de 646 souris adultes (mâles et femelles) sur un période de 5 ans. Nous avons optimisé les protocoles afin de réduire au maximum le nombre de souris utilisées en respectant les règles de bonnes pratiques de laboratoire pour le respect des animaux. De plus, ce chiffre comprend le nombre d’animaux utilisés pour des études préliminaires (pilotes), afin de 1) déterminer les conditions optimales lors des tâches comportementales de conditionnement et 2) mettre en place de nouvelles techniques, ce qui permettra de diminuer la quantité d’animaux utilisés à long terme. Les animaux mâles et femelles seront utilisés pour toutes les expériences. L'analyse des données se fera en tenant compte du sexe car dans de nombreux cas le niveau basal dans les tâches comportementales est différent. Ceci nous permettra d'utiliser toutes les souris générées.
Raffinement
Enfin, en vue du raffinement des procédures, un soin particulier est apporté aux questions relatives au bien-être animal. Le manque d’interactions sociales pour les expériences ou les souris sont stabulées individuellement est compensé par un enrichissement des cages avec des cylindres de coton permettant de stimuler l’activité naturelle, diminuer le stress et faciliter la thermorégulation. En outre, les cages, transparentes, sont proches les unes des autres afin que chaque animal puisse avoir un contact visuel avec ses congénères. Avant chaque procédure expérimentale, les animaux sont manipulés fréquemment afin de les habituer aux expérimentateurs et réduire ainsi leur stress. Enfin, pour les procédures impliquant une neurochirurgie, un protocole d’anesthésie et d’analgésie péri- opératoire est en place afin de garantir la bonne prise en charge de nos animaux. La santé des animaux sera surveillée tout au long de l'expérience et évaluée grâce à une grille codifiant le niveau de bien être. Cela nous permettra d'intervenir immédiatement et de manière appropriée si un premier signe de souffrance est détecté.
Choix des espèces
L’évitement est un comportement extrêmement important pour la survie et est donc conservé chez les mammifères. Par ailleurs, ce projet requiert l’étude fine de populations de neurones accessibles uniquement via des modèles murins transgéniques. Les souris se reproduisent rapidement (une portée par mois) et leur système nerveux atteint son développement adulte en 12 semaines. Ainsi, la souris adulte représente un modèle de choix pour étudier les mécanismes neuronaux qui contrôlent le comportement d’évitement.
Thérapie génique de la perte d’audition
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
2 352 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Sourdes de naissance ou rendues sourdes selon le protocole, et utilisées pour certaines dès leurs premiers jours, elles subissent jusqu'à quatre tests auditifs sous anesthésie et une chirurgie de la cochlée, sous anesthésie, pour y injecter un vecteur viral, précédée pour une partie d'entre elles d'une à trois injections de tamoxifène dans l'abdomen. Le projet doit établir la "preuve de concept" de vecteurs de thérapie génique contre des surdités héréditaires ou liées à l'âge, et selon le porteur il "pourrait poser les bases d'un développement clinique" si les résultats sont probants. Le porteur dit ne s'attendre à aucun signe de souffrance ou d'inconfort lié à la surdité, y compris quand la chirurgie peut faire baisser ou perdre l'audition de l'oreille injectée, cette surdité étant "unilatérale".
Objectifs
Entendre, c’est pouvoir identifier et localiser les sources sonores dans l’espace, de jour comme de nuit ; l’audition contribue ainsi à la sécurité des individus. L’audition est devenue chez l’homme le sens prépondérant sur lequel repose la communication inter-individuelle. Or, l’importance de l’audition continue d’être fortement sous-estimée : le risque que la perte de l’audition fait peser sur les individus, risque qui inclut le déclin des fonctions cognitives, n’est ni compris, ni anticipé et les campagnes d’information et de prévention ont été jusqu’ici peu fructueuses. Par leur ampleur et leurs conséquences, les atteintes de l’audition constitueront, avant 2030, la 7ème cause la plus importante d’invalidité au quotidien, selon l’organisation mondiale de la santé. La thérapie génique est une approche thérapeutique de choix pour le traitement de maladies héréditaires. Elle représente une piste de plus en plus explorée pour le traitement des déficits auditifs précoces et profonds. Il a récemment été montré que plusieurs cas surdité liée à l’âge sont des troubles génétiques potentiellement traitables par thérapie génique. Le présent projet vise à établir la preuve de concept d’efficacité thérapeutique de vecteurs de thérapie génique que nous développons pour traiter/stopper la progression de surdités génétiques. La thérapie génique pourra être réalisée à tout moment, en fonction du modèle expérimental de surdité humaine auquel on s’adresse, précoce ou à développement tardif.
Bénéfices attendus
La thérapie génique est une approche thérapeutique de choix pour le traitement de maladies héréditaires ; elle représente une piste de plus en plus explorée pour le traitement des déficits auditifs précoces et profonds mais pas pour les déficits auditifs postnatales dont la presbyacousie. Cependant, il a récemment été montré que plusieurs cas surdité liée à l’âge sont des troubles génétiques potentiellement traitable par thérapie génique. De plus, il a récemment été mis en évidence l’existence de forme génétique de presbyacousie. Le présent projet vise à établir la preuve de concept d’efficacité thérapeutique de certains vecteurs de thérapie génique que nous développons pour traiter/stopper la progression des surdités. La thérapie génique pourra être réalisée à tout moment, en fonction du modèle expérimental de surdité humaine auquel on s’adresse, précoce ou à développement tardif. Si les résultats sont probants, ce projet pourrait poser les bases d’un développement clinique.
Procédures
Les animaux seront soumis à des tests auditifs au nombre de 1 à 4 avec un intervalle minimal d’au moins une semaine entre chaque tests. Le test complet correspond à une anesthésie fixe puis une mesure des amplitudes de la réponse auditive du tronc cérébral et suivie d’une mesure des produits de distorsion des otoémissions acoustiques. L’ensemble de la procédure prend entre 30 et 45 minutes. L’ensemble de la procédure prend entre 30 et 45 minutes. Des animaux seront soumis à des injections sur une semaine, 1 à 3 fois, par voie intrapéritonéale avec 100µL d'une solution de tamoxifène (une injection prendra quelques secondes). L’injection de vecteur de thérapie génique sera réalisée après l’injection du tamoxifène. Les animaux seront soumis à des injections de vecteur de thérapie génique qui sera réalisée une seule fois sous anesthésie gazeuse à l’Isoflurane L’ensemble de la chirurgie ne durera pas plus de 20 minutes.
Impact sur les animaux
Pour ce projet, les nuisances et effet indésirables attendus sur les animaux sont l’induction de la surdité (surdité congénitale ou acquise, profonde ou modérée, selon le modèle) et les suites de la chirurgie nécessaire à l’administration des vecteurs viraux dans la cochlée. Concernant l’induction de la surdité chez l’animal, nous ne nous attendons pas à ce que les animaux développent des signes souffrance ou d’inconfort. Nous ne nous attendons pas à ce que l’injection du tamoxifène puisse engendrer des effets secondaires. Nous nous attendons à ce que la chirurgie de la cochlée puisse entrainer des lésions et donc une baisse/perte d’audition de l’oreille injectée. La surdité potentielle étant unilatérale, nous ne nous attendons pas à ce que les animaux développent des signes souffrance ou d’inconfort. Concernant les suites chirurgicales, l’état général des souris sera régulièrement suivi après l’injection des vecteurs AAV afin de détecter les signes potentiels de souffrance ou d’inconfort (infection ou problème de cicatrisation du site d’injection, souriceau cyanosé ou délaissé par la mère, cachexie, expression faciale de souffrance (yeux plissés, oreilles couchées vers l’arrière), prostration, immobilité, poil non toiletté).
Devenir
Les animaux seront mis à mort car ne peuvent pas être réutilisés, replacés ou adoptés.
Remplacement
Les gènes responsables de surdité chez l’homme sont aussi responsables de déficits auditifs chez la souris, et l’architecture des systèmes auditifs périphérique et central de rongeurs, similaire à celle de l’homme, permet d’étudier chez ces animaux l’audition. Aujourd’hui, il n’existe aucune alternative à l’expérimentation animale, car nous avons besoin d’étudier le système auditif dans son ensemble (de l’oreille interne au cortex auditif). Il n’est pas possible aujourd’hui de mettre en culture les systèmes auditifs périphériques et centraux. De plus, aucun modèle informatique n’existe pour simuler le fonctionnement du système auditif dans son ensemble.
Réduction
Les groupes sont constitués afin de garantir une puissance statistique de 80% pour des différences de 10%. Nous utilisons classiquement les tests de student, de Mann-Whitney, test du Xhi2, et ANOVA pour tester la significativité de nos résultats. Afin de réduire le nombre d’animaux, nous utilisons des mâles et des femelles indifféremment, et génotypons les animaux afin de ne pas maintenir inutilement les animaux qui ne portent pas les modifications génétiques d’intérêt pour ce projet. Nous avons établi des tests de criblage de capsides in vitro pour réduire le nombre de vecteurs candidats à tester in vivo et ainsi limiter le nombre d’animaux utilisé à son strict nécessaire.
Raffinement
Les animaux du projet seront suivis quotidiennement. Ce projet ne concerne que des procédures dont la mise en œuvre ne devrait se traduire ni par une dégradation de l’état de santé de l’animal ni par des douleurs importantes. Si nous observions un comportement anormal en termes de santé (perte de poids, du pelage, etc.) dès l’initiation de l’intégration dans un groupe expérimental, l’animal serait immédiatement mis à mort. Un bâtonnet de coton sera ajouté dans les cages d’hébergement pour faciliter la nidification, ainsi qu’un igloo pour les femelles avec portée. L’emploi d’analgésiques sera systématique tout comme l’application d’un gel ophtalmique lors des anesthésies de souris adultes. Nous utiliserons un matériel miniaturisé pour l’anesthésie gazeuse des animaux entre 8-21 jours après la naissance Les animaux anesthésiés seront gardés sur un tapis chauffant jusqu’à leur réveil complet puis remis dans une cage propre et pourvue d’une coupelle de gel nutritif hydratant. Les animaux opérés seront surveillés tous les jours pendant une semaine après chirurgie puis deux fois par semaine minimum la semaine suivante pour détecter et traiter les éventuels signes d’inconfort tels que décrits dans la grille d’évaluation fournie par la SBEA de l’Institut Pasteur.
Choix des espèces
Nous souhaitons recourir aux souris de laboratoire dont le système auditif est similaire à celui de l’homme. De plus, la souris de laboratoire est le seul mammifère modèle pour lequel on dispose d’outils génétiques conséquents. L’audition se met en place chez la souris autour de 10 jours après la naissance ; avant 8 jours après la naissance, le système auditif est immature, à 16 jours après la naissance le système auditif est fonctionnel, et à 30 jours après la naissance et au-delà, le système auditif est mature. En fonction des modèles de déficits auditifs (congénital ou induit), les animaux seront utilisés dès la naissance ou à l’âge adulte.
Effets in vivo des inhibiteurs de DYRK1A sur la prolifération des cellules bêta du pancréas
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
192 rats, dont des rats rendus diabétiques, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils reçoivent pendant quatre semaines un inhibiteur par injection, voie orale ou patch, avec des prélèvements sanguins hebdomadaires par section du bout de la queue et des tests métaboliques, avant d'être tués pour analyse du pancréas. Le projet vise une "preuve de concept" pour une molécule candidate contre le diabète. Le porteur n'attend "aucun effet indésirable" hormis la douleur des piqûres et des coupures de queue, et affirme qu'il n'existe "pas de méthode de remplacement".
Objectifs
Le diabète est une maladie chronique associée à une diminution de la masse des cellules β du pancréas qui sécrètent l’insuline. La régénération des cellules béta est désormais considérée comme une stratégie thérapeutique de premier plan. Au cours des dernières décennies, des études ont été menée pour identifier les cibles moléculaires pouvant être modulées afin de restaurer la masse β cellulaire et parmi elles l'enzyme DYRK1A. Nous proposons d’étudier, in vivo, un nouvel inhibiteur de DYRK1A, plus puissant et plus spécifique que ceux actuellement disponibles pour la recherche et ayant comme particularité d’être actif sous différentes voies d’administration ( intra-péritonéale, transdermique et orale). Durant 4 semaines nous administrerons, selon ces trois voies, deux doses de cet inhibiteur à deux modèles animaux, le rat Wistar non diabèrique et le rat Goto Kakizaki ( GK) diabétique. Nous analyserons par des tests in vivo l'évolution de la glycémie et de l’Insulinémie. Enfin, à l’issue des traitements, les animaux seront sacrifiés et une étude par des approches d'immunohistochimie sera menée pour analyser les aspects structurels et fonctionnels du pancréas .
Bénéfices attendus
Le bénéfice majeur de cette étude sera la livraison d'une preuve de concept solide indiquant que l’inhibiteur EMD92 est un candidat potentiel pour une pharmacothérapie ciblée sur les patients diabétiques. En plus de construire une meilleure connaissance de l'implication de DYRK1A dans la régulation de la croissance des cellules β au cours du diabète, des résultats positifs sur les rats diabétiques GK nous permettront de proposer une stratégie thérapeutique « curative », capable de prévenir la progression du diabète, grâce à la restauration d'une masse cellulaire β fonctionnelle
Procédures
Dans ce projet des rats mâles Wistar et GK âgés de 8 semaines recevront les molécules d'intérêt selon 3 voies d’administration et durant 4 semaines : -32 rats Wistar et 32 rats GK recevront une injections intrapéritonéales (IP) 1 jour sur 2, -32 rats Wistar et 32 rats GK recevront par voie orale (dans l’eau de boisson) -32 rats wistar et 32 rats GK recevront par diffusion transdermique (par patch). Un prelèvement de sang de 10 microlitres sera réalisé une fois par semaine jusqu'a la fin du traitement. A l'issue du traitement tous les animaux ( 96 rats wistar et 96 rats GK) subiront des tests métaboliques durant lesquels il recevront une injection soit de glucose pour mesurer la tolérance à cette molécule, soit d'insuline pour etudier leur sensiblité à cette hormone. Au cours du test de tolerance au glucose 4 prélèvements de sang seront faient de chacun 10 microlitres.
Impact sur les animaux
Les molécules étudiées ne sont pas censé induire de toxicité, aucun effet indésirable n’est donc attendu sur les animaux. De plus, ces molécules ne pouvant pas traverser la barrière hémato-encéphalique, aucune neurotoxicité ne devrait être observée. Par contre de legers effets indésirables pour l'animal seront liés à la piqure d'aiguille lors de l'injection en intrapéritonéale des molécules, du glucose et de l'insuline pendant les tests in vivo ainsi qu'à la coupure de l'extrémité de la queue lors des prelèvements de sang.
Devenir
Aprés le traitement à l'EMD tous les animaux sont gardés en vie. Aprés les tests métaboliques les animaux sont mis à mort.
Remplacement
Pour ce projet il n'existe pas de méthode de remplacement à celle faisant appel aux modèles animaux. Ils sont les seuls à nous permettre d'appréhender les paramètres structurels du pancréas, à savoir les interactions entre les cellules bêta et les cellules acinaires/canalaires qui entrent dans la constitution du pancréas. Le choix du rat Wistar et du rat diabétique GK pour cette étude réside dans le fait qu'il présente de grandes similitudes dans sa physiologie et physiopathologie avec celle de l'Homme
Réduction
Nous constituerons des groupes expérimentaux comportant un nombre d'animaux réduit au maximum, mais permettant de prendre en compte la variabilité individuelle de la réponse à l’inhibiteur. Les résultats seront analysés et validés par des tests statistiques adaptés : Mann-Whitney, Wilcoxon ou Anova (différences significatives P
Raffinement
Pour le traitement nécessitant une injection ainsi que pour les tests in vivo, les animaux sont préparés à la contention par les expérimentateurs. La douleur liée à l'injection est celle du niveau d'une piqure de l'aiguille. Ces méthodes sont en accord avec la classe lègère des procédures.
Choix des espèces
Le choix du rat pour cette étude réside dans le fait que cette espèce présente de grandes similitudes dans sa physiologie et physiopathologie avec celle de l'Homme. Les rats seront utilisés à l’âge adulte de 8 semaines. A cet âge, les rats GK développent le diabète et les cellules béta du pancréas sont altérées. Le traitement à l’EMD92 a pour but de rétablir cette défection en augmentant la masse béta cellulaire. Pour les rats Wistar, le traitement à l’EMD92 indiquera l’effet de la molécule sur les cellules béta d’un pancréas sain.
Validation de vecteurs viraux AAV pour leur capacité à traverser la barrière hémato-encéphalique
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
160 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent une injection intraveineuse unique de vecteurs viraux dans la queue puis sont tuées quatre semaines plus tard pour analyse, afin d'identifier un vecteur capable de franchir la barrière hémato-encéphalique. Le porteur évoque le syndrome de Rett comme application, mais l'étude porte ici sur la sélection du vecteur, non sur un traitement. Il décrit une évaluation préalable in vitro sur neurones et organoïdes, tout en jugeant la souris "indispensable et nécessaire".
Objectifs
Le syndrome de Rett est une maladie d'origine génétique définie par un trouble grave et global du développement du système nerveux central. Seules les filles sont atteintes de cette pathologie, les garçons étant très rares et mourant d'une encéphalopathie néonatale sévère. Ce syndrome entraine un polyhandicap avec déficience intellectuelle sévère et infirmité motrice, ainsi que des troubles respiratoires et cardiovasculaires. Il se manifeste par une régression rapide des acquis après 6 à 24 mois de développement normal. Aujourd’hui, une prise en charge globale des symptômes permet à ces patients de vivre plusieurs dizaines d’années, mais il n'existe malheureusement pas de traitement curatif à ce jour. La thérapie génique est une approche prometteuse, visant à corriger le gène muté MECP2. Dans ce but, on utilise souvent des virus adéno-associés (AAV) comme des transporteurs ou vecteurs pour délivrer le matériel génétique visant à corriger la pathologie. Ces vecteurs présentent une inocuité et une expression à long terme des gènes thérapeutiques dans le cerveau de rongeurs, de primates, mais aussi chez l'homme. Une injection directe dans le cerveau ne permet cependant qu'une correction localisée des cellules portant la mutation au site d'injection. Par ailleurs, les injections dans des sites multiples dans le cas des troubles neurodégénératifs peuvent potentiellement augmenter la survenue d’effets indésirables. L'objectif est ainsi de développer des vecteurs AAV pouvant être injectés par voie intraveineuse périphérique et qui soient capables de passer la barrière hémato-encéphalique. Dans le cadre de ce programme, différents types de vecteurs AAV vont être générés, évalués in vitro sur des cellules et des organoides cérébraux, puis in vivo dans un modèle de souris, afin de valider la capacité de ces AAV à passer la barrière hémato-encéphalique de manière efficace, de vérifier le tropisme cérébral et l'absence de distribution dans d'autres organes. Après identification du vecteur AAV présentant les caractéristiques optimales répondant à ces critères, celui-ci sera évalué dans un modèle de souris du syndrome de Rett, portant des mutations dans le gène MECP2, afin de valider l'effet thérapeutique (cette étude fera l'objet d'une demande d'autorisation séparée).
Bénéfices attendus
L'identification de vecteurs AAV permettant de passer de manière efficace la barrière hémato-encéphalique ouvrira la voie à de nombreuses applications de thérapie génique dans le cadre des pathologies du système nerveux central, dont ici en exemple le syndrome de Rett pour lequel aucune thérapie n'existe à ce jour.
Procédures
On pratiquera une injection des vecteurs AAV par voie intraveineuse, sur l'ensemble des animaux (160 souris), en une administration unique, à l'age de 6 semaines. Les animaux seront analysés 4 semaines après administration des vecteurs.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sur les animaux sont liés à l'injection de vecteurs AAV par voie intraveineuse, tel que des saignements au site d'injection. Il y a notamment toujours une goutte de sang après chaque injection, mais c’est la preuve que l’injection est réussie et que le produit a bien été injecté dans la veine. Pour limiter les saignements, on réalise une compression immédiatement après l'injection, qui favorise ainsi l'hémostase. Dans de rares cas, l'injection IV ne réussit pas du 1er coup, auquel cas le geste est répété. Les injections se font ainsi à l'extrémité de la queue afin de pouvoir remonter le long de la veine et réinjecter le cas échéant.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés 4 semaines après l'administration des vecteurs pour procéder aux analyses post-mortem (histologiques et de biologie molculaire)
Remplacement
L'objectif de cette étude est d'identifier le vecteur AAV qui permet de passer la barrière hémato-encéphalique avec efficacité, dans la perspective de traitement par thérapie génique de pathologies du système nerveux central. La librairie de vecteurs AAV sera d'abord évaluée in vitro en culture de cellules neuronales, dans des neurones dérivés de cellules souches pluripotentes (iPSC) de patients et dans des organoides cérébraux. Seuls les variants qui permettent d'obtenir les résultats in vitro les plus prometteurs seront évalués in vivo dans le modèle souris, modèle animal qui reste indispensable et nécessaire pour évaluer l'efficacité de transduction des vecteurs AAV à l'échelle de l'organisme entier, notamment dans le cadre de l'étude du passage de la barrière hémato-encéphalique.
Réduction
Dans le cadre de cette étude, nous utiliserons 5 souris par vecteur AAV et par dose, dans deux fonds génétiques différents. L'efficacité de transduction dans le cerveau, et donc de passage de la barrière hémato-encéphalique, sera évaluée par quantification du génome viral par ddPCR, et par analyse de la fluorescence sur 10 coupes sagittales de cerveau. Ce nombre de souris et de coupes sera suffisant pour définir le vecteur AAV présentant le meilleur tropisme pour le cerveau, et ce de manière qualitative / semi-quantitative, par dénombrement des cellules transduites fluorescentes. Concernant l’analyse de la fluorescence, il s’agira d’une analyse qualitative. A partir du moment où on voit un signal GFP dans le cerveau, cela signifiera qu’on a franchi la barrière hémato- encéphalique. On pourra affiner en faisant un score semi-quantitatif (rare cellules, quelques cellules, beaucoup de cellules). Concernant les quantifications du génome viral par ddPCR, nous réaliserons une analyse non paramétrique de Krustal-Wallis sur l’ensemble des groupes, suivi d’une analyse post hoc de Dunn pour les multiples comparaisons. Le seuil alpha sera de 0.05.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans les meilleures conditions possibles dans un environnement contrôlé permettant une réduction du stress et de limiter au maximum la souffrance de l'animal. Après les injections des vecteurs AAV par voie intraveineuse, les animaux seront observés pour s'assurer de leur bien-être et de l'absence de saignement au niveau du site d'injection. En cas de signe de souffrance, le personnel qualifié et le vétérinaire pourront décider de l'arrêt de l'expérimentation et de l'euthanasie de l'animal.
Choix des espèces
Le modèle souris est nécessaire pour évaluer la capacité des vecteurs AAV à passer la barrière hémato-encéphalique, dans la perspective de traitement par thérapie génique de pathologies du système nerveux central. De plus, il existe des modèles de souris du syndrome de Rett, portant des mutations dans le gène Mecp2, ces modèles étant utilisés dans un 2è temps pour évaluer l'efficacité thérapeutique du vecteur AAV optimal. L'injection par voie intraveineuse sera réalisée sur des animaux de 6 semaines, où le passage de la barrière hémato-encéphalique serait le plus efficace d'après la littérature. Il s'agit aussi de l'age qui sera indiqué dans l'évaluation de l'effet thérapeutique des AAV dans les modèles de souris du syndrome de Rett (stade symptomatique similaire au stade retenu en vue d'applications en clinique humaine, chez des sujets jeunes présentant des symptomes du syndrome de Rett).
Fourniture de primates non-humains équipés en vue de raffiner la réalisation d’études extérieures
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Maladies infectieuses
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles immunitaires
Macaques à longue queue : 150
Macaques rhésus : 50
Singes vervets : 50
300 primates non-humains, ouistitis, macaques et singes vervets, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, puis transférés vivants vers d'autres laboratoires. Chez un fournisseur, chaque animal subit une chirurgie sous anesthésie générale, jusqu'à deux heures, pour implanter des cathéters ou des dispositifs de télémétrie, avec douleur et inflammation à l'abdomen et aux membres et une mobilité réduite pendant sept jours. Le porteur présente cette préparation chirurgicale comme un "raffinement" bénéfique pour l'animal et le client, destiné à limiter les ponctions lors des études ultérieures. Les usages finaux, détaillés dans d'autres autorisations, ne figurent pas dans ce résumé.
Objectifs
La préparation des animaux chez le fournisseur en vue de l’utilisation chez les utilisateurs est une étape bénéfique pour l’animal et pour le client. Elle inclut l’équipement des animaux avec des dispositifs permettant de raffiner les études des utlisateurs. En effet, les dispositifs concernés permettront le suivi des paramètres physiologiques de manière non invasive ainsi que la réalisation d’administrations et/ou de prélèvements sanguins répétés en réduisant la douleur liée aux ponctions répétées.
Bénéfices attendus
Dans le cadre de certaines études, le suivi des paramètres physiologiques (température, activité, ECG, pression artérielle…) est primordial non seulement en tant que variable de mesure mais également dans le cadre de l’application des points limites. L’implant de télémétrie permet de réaliser ce suivi de manière continue et non invasive sur un animal éveillé et libre de ses mouvements et représente ainsi un raffinement de l’étude. De la même manière, certaines études notament pharmacocinétiques peuvent nécessiter de nombreuses administrations ou prélèvements sanguins. L’implantation de cathéters à demeure avec chambre sous-cutanée permet de réaliser ces actes sur animal éveillé sans provoquer de douleur liée aux ponctions répétées. Ainsi, la fourniture de primates équipés permet de raffiner la réalisation d’études extérieures.
Procédures
Tous les animaux impliqués dans ce projet subiront une intervention chirurgicale sous anesthésie générale pour l’implantation de matériel d’administration/prélèvement (durée maximum de la chirurgie: 2h) ou de monitoring des paramètres physiologiques (durée maxmimum de la chirugie 1h).
Impact sur les animaux
Stress dû à la contention et la capture, douleur et inflammation locale au niveau de l’abdomen liées à l’implantation du dispositif permettant de suivre les paramètres physiologiques de l’animal et douleur et inflammation locale au niveau des jambes liées à l’implantation des cathéters de prélèvement et d’injection. Durant 7 jours, l’animal peut présenter une réduction de la mobilité.
Devenir
Tous les animaux sont gardés en vie après avis favorable d’un vétérinaire pour vérifier leur état de santé et autoriser le transfert des animaux chez le client réalisant l’étude.
Remplacement
Le primate est un modèle de choix pour l’étude de nombreuses pathologies, comme par exemple les fièvres hémorragiques ou encore le SIDA, mais également dans le cadre des études réglementaires de mise sur le marché de nouveaux candidats médicaments. Tous les projets des équipes partenaires dans lesquels les animaux issus du présent projet sont utilisés font l’objet d’une autre autorisation de projet où sont détaillées les raisons pour lesquelles l’utilisation des animaux et donc des primates non-humains ne peut pas être évitée.
Réduction
Le nombre d’animaux déclarés dans ce projet est seulement une estimation à la hausse mais dépendra de la demande. Notre expertise et nos compétences dans le domaine nous permettent de limiter les complications opératoires et donc le nombre d’animaux nécessaires. D'autre part, nous réutilisons des animaux issus de projets antérieurs.
Raffinement
Chaque chirurgie d’implantation est réalisée sous anesthésie générale et couverture antalgique appropriée et est supervisée par l’un des 3 vétérinaires du site. Ce projet ne nécessite pas l’isolement d’animaux, ils seront donc hébergés au minimum par paire. Un temps de récupération post-chirurgie de minimum 7 jours est laissé aux animaux avant tout transfert pendant lequel une surveillance accrue est mise en place pour vérifier l’absence de signes d’infection et de comportements anormaux évocateurs de douleur. Toutes nos animaleries font l’objet d’un planning de mise à disposition d’enrichissements adaptés à chaque espèce. Les enrichissements sont soit structurels (divers perchoirs, balançoires…), périodiques (jeux de manipulations proposés selon un rythme hebdomadaire) ou alimentaires (graines dans la litière pour fourragement, glaçons surprises, friandises…). Ce programme est supervisé par le responsable du bien-être animal du site.
Choix des espèces
A ce jour, le primate est le modèle de choix pour de nombreuses études notament dans le domaine infectieux par exemple mais également dans le cadre des études réglementaires de mise sur le marché de nouveaux candidats médicaments. Le choix de l’espèce utilisée par les équipes partenaires dépend de leurs recherches et est dûment justifiée dans chaque autorisation de projet dont elles font l’objet. Animaux jeunes sevrés et adultes (soit entre 8 mois et 30 ans), dépendant des besoins des utilisateurs. Le choix du stade de développement des animaux utilisés par les équipes partenaires dépend de leurs recherches et est dûment justifié dans chaque autorisation de projet dont elles font l’objet. Nous apportons conseil et expertise au client pour un choix pertinent face à la question scientifique posée.
Elevage d’un modèle murin de dysplasie spondyloépiphysaire congénitale (projet multi-site 2/2)
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
4 680 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Il s'agit d'élever et de faire se reproduire par fécondation in vitro une lignée porteuse d'une forme de nanisme, les femelles recevant des hormones de superovulation puis étant tuées pour prélever leurs ovocytes, les mâles étant tués pour leur sperme. Les animaux porteurs de la mutation expriment eux-mêmes un phénotype pathologique avant d'être sacrifiés. Le porteur affirme que le projet "ne peut pas se faire sans modèle animal" pour valider un futur traitement, et décrit le choix du rongeur par son faible coût de reproduction.
Objectifs
Le but de ce projet est de produire des lots par fécondation In Vitro (FIV), après maintien et superovulation d'un modèle murin de dysplasie spondyloépiphysaire congénitale (lignée SEDc). la collagénopathie de type 2 la plus fréquente. Ces lots seront utilisés afin de développer un traitement contre cette maladie. La SEDc est une dysplasie osseuse génétique qui cause une forme rare de nanisme chez l'être humain (1 naissance sur 100 000). Elle est caractérisée phénotypiquement par une petite taille avec un raccourcissement du tronc et du cou, induisant un risque important d'instabilité au niveau des vertèbres cervicales pouvant provoquer une paralysie. Les patients souffrent également d'anomalies au niveau de la rétine et d’une perte d'audition. Cette pathologie est due à des mutations perte de fonction dans le gène du collagène de type 2.
Bénéfices attendus
Ce projet aura des bénéfices pour l’homme à plusieurs niveaux. Actuellement, il n’existe pas pour cette maladie de traitements qui restaurent une croissance osseuse et qui permette donc aux patients de grandir mais surtout qui élimine les complications dues à cette pathologie. Ce projet pourra donc offrir à long terme des solutions thérapeutiques pour soigner cette maladie. De plus, cette maladie étant encore peu connue, ce projet permettra à court terme de mieux comprendre sa physiopathologie grâce au modèle de souris malades.
Procédures
Les femelles seront injectées avec des hormones qui vont stimuler leurs production d’ovocytes. Ces femelles seront ensuite euthanasiées pour récupérer les ovocytes. Ils seront utilisés pour une FIV avec du sperme récolté à partir d'un mâle qu'il est nécessaire de mette à mort également.
Impact sur les animaux
Avant de réaliser les injections d'hormones et de sacrifier les animaux pour prélever les ovocytes et le sperme, les souris SEDc seront hébergés pendant une à deux semaines et pourront exprimés un phénotype plus ou moins modéré. Ensuite, les femelles de ce projet seront injectées avec des hormones puis seront euthanasiées afin de prélever les ovocytes qui serviront pour les FIV. Les mâles seront également sacrifiés pour prélever le sperme. Avant le prélèvement de sperme et d’ovocytes, une attention particulière sera apportée à chacun des animaux qui seront surveillés quotidiennement. Les animaux seront évalués sur leur aspect physique, leur comportement et leur poids selon une grille d’observation spécifique à ce projet.
Devenir
Tous les animaux seront sacrifiés pour prélever les ovocytes et le sperme afin de réaliser des fécondations in vitro.
Remplacement
Ce projet ne peut pas se faire sans modèle animal car avant de pouvoir envisager un traitement, et de commencer une étude clinique sur les patients souffrant de SEDc, il est nécessaire de démontrer que les molécules choisies ont l'effet attendu au niveau du modèle animal de la maladie et qu'elles ne présentent pas d'effets toxiques majeurs.
Réduction
Les protocoles sont réalisés en fonction des besoins finaux. Le nombre d’animaux est calculé selon les protocoles expérimentaux de manière à obtenir le minimum d’animaux par groupe permettant des résultats significatifs et homogènes. Des analyses statistiques ont pour cela été utilisées. De plus, et afin d'optimiser les rendements de la superovulation et des FIV, la dose optimale et l'âge des femelles ont préalablement étés définis pour chaque souche en effectuant des injections préliminaires dose-réponse et par expérience.
Raffinement
Les points limites sont observés pendant toute la durée du projet. Une surveillance des animaux est faite quotidiennement pour déceler tout signe clinique anormal. L’observation est basée sur l’utilisation d’une grille d’évaluation spécifique au modéle. Les animaux sont hébergés en groupe dans des cages contenant un enrichissement minimum (bâtons de bois et matériel de nidification).
Choix des espèces
Le répertoire comportemental des rongeurs correspond aux domaines de recherche abordés, contrairement à des espèces présentant un système moins développé. De plus, les rongeurs sont des modèles animaux simples à élever, relativement peu coûteux à reproduire et à entretenir en grand nombre ainsi qu’à manipuler et modifier génétiquement comparativement à d’autres espèces. Ils sont un modèle de choix pour les études précliniques en raison de leur petite taille, de leur courte gestation, de leur durée de vie et de la disponibilité en réactifs expérimentaux. Le génome des souris est largement bien caractérisé et très comparable au génome humain. Enfin, la proximité clinique entre les modèles de rongeurs génétiquement modifiés et les maladies humaines fait de celui-ci un modèle de choix fiable pour extrapoler les résultats et en tirer des résultats valables pour la pathologie humaine. L’âge des animaux est conditionné par les demandes et les objectifs scientifiques du projet. Nous utiliserons pour ce projet des femelles âgées de minimum 3 semaines pour les donneuses d'ovocytes (idéalement de 3 à 6 semaines) et des mâles de plus de 10 semaines pour les donneurs de sperme.
Néphrotoxicité du lithium : rôle de la prolifération des cellules du canal collecteur
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
640 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent du lithium et diverses molécules par gavage, injection intrapéritonéale, croquettes enrichies ou minipompe implantée sous la peau, avec passages en cage à métabolisme et injection rétro-orbitaire, avant d'être tuées pour analyse des reins. Le projet cherche à comprendre la toxicité rénale du lithium, que le porteur qualifie de traitement "incontournable" du trouble bipolaire. Les atteintes possibles décrites vont de la soif intense à la douleur liée aux injections et aux implantations chirurgicales.
Objectifs
Le trouble bipolaire est une affection à la fois fréquente, touchant 1 à 4% de la population mondiale, et grave, puisque les accès maniaques et dépressifs engagent le pronostic vital en raison du risque suicidaire. Le traitement le plus efficace à ce jour est le Carbonate de Lithium. Cette efficacité incontestée est contrebalancée par des effets secondaires à long terme, et en particulier rénaux. Ceux-ci se manifestent d’abord par une incapacité à concentrer les urines et donc une soif intense, puis à plus long terme par une insuffisance rénale avec l'apparition de microkystes rénaux, pouvant évoluer vers l’insuffisance rénale terminale. Le mécanisme impliquerait un type de cellules particulières du rein, les cellules principales du canal collecteur responsables de l'équilibre de l'eau et du sel, et donc du milieu intérieur, dans l'organisme. Les données de la littérature ont montré une prolifération de ces cellules suite à une exposition à doses thérapeutiques au lithium. Cette prolifération semble médiée par le GDF15, facteur de croissance précédemment connu du laboratoire pour son effet en situation d’acidose. Notre projet vise à déterminer in vitro (sur des cultures cellulaires, dont sphéroïdes 3D) et in vivo sur un modèle d’exposition à long terme (jusqu’à 6 mois) le rôle et les mécanismes de la prolifération de ces cellules dans la progression vers l’insuffisance rénale. L’objectif de ce projet est ainsi de mieux comprendre la toxicité rénale du lithium et de mettre en évidence des pistes thérapeutiques préventives et curatives sur un modèle expérimental avant le développement d’essais cliniques.
Bénéfices attendus
Il s’agit d’un projet original de recherche fondamentale dans le domaine de la physiopathologie. Il vise à élucider certains mécanismes qui sous-tendent la toxicité rénale d’un traitement incontournable de la maladie bipolaire et de proposer des traitements préventifs.
Procédures
Un groupe de 80 souris sera soumis à une mise en cage métabolique pendant une durée de 4heures, chez un animal vigile, à 15 jours, 1 mois, 3 mois et 6 mois du début de la procédure : soit 4 fois par souris. Ces mêmes souris seront soumises à une mesure de DFG : injection rétro-orbitaire de FITC-inuline sous anesthésie à l'isoflurane, puis prélèvements microcapillaires à la queue à 3, 7, 10, 15, 20, 40 et 60 minutes, qui seront réalisées à 1 mois, 3 mois et 6 mois, soit 3 fois par souris. Un groupe de 40 souris sera soumis à un gavage gastrique de mubritinib sur animal vigile quotidien pendant 4 semaines. Un groupe de 40 souris sera soumis à une injection intrapéritonéale de canertinib sur animal vigile quotidienne pendant 4 semaines. Enfin, un groupe de 80 souris sera soumis à une intervention chirurgicale consistant à la pose de minipompes osmotiques sous-cutanées sous anesthésie générale (réalisée par injection intrapéritonéale) : une pose par souris. Les minipompes seront laissées pendant une durée de 4 semaines. Enfin, 400 souris seront nourries par des croquettes enrichies en médicaments données au long cours aux humains (amiloride et lithium) sans autre intervention que le prélèvement d'urines par simple contention et la surveillance de la prise de boissons, d'aliments et du poids.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables des interventions sont connus car déjà testés chez l'animal et utilisés chez l'homme. Le traitement par carbonate de lithium induit une augmentation de la consommation d'eau et de la diurèse ; le traitement par mubritinib peut être responsable d'un inconfort lié au gavage gastrique, il est par ailleurs bien toléré ; le traitement par canertinib peut entraîner du fait de sa voie d'administration des douleurs liées à l'injection intrapéritonéale, il est bien toléré par ailleurs. Le traitement par tolvaptan peut entraîner des douleurs liées à l'implantation sous-cutanée des minipompes. Il est responsable également d'une augmentation de la diurèse et d'une augmentation de la consommation d'eau. La mise en cages métaboliques peut entrainer un stress chez la souris. La mesure du débit de filtration glomérulaire peut entraîner des douleurs au point d'injection du produit.
Devenir
Les souris sont euthanasiées car les prélèvements et analyses sont nécessaires sur les tissus afin d'évaluer l'efficacité des traitements sur l'architecture des reins, la présence de microkystes et de fibrose, et ceci n'est pas possible avec le maintien en vie.
Remplacement
Le projet vise élucider des mécanismes responsables de l’homéostasie cellulaire du rein en réponse à des stimuli physiopathologiques. Ces stimuli sont transduits au niveau de différents tissus/organes en messages hormonaux, humoraux et/ou physiques qui sont perçus par le rein. La réponse rénale quant à elle intègre plusieurs types cellulaires, avec des interactions para et endocrines entre elles. L’analyse d’une telle complexité nécessite de travailler sur des organismes entiers.
Réduction
Pour toutes les procédures expérimentales qui seront mises en oeuvre, le nombre de souris par groupe sera de 10, avec un nombre total de 640 animaux. Ce chiffre correspond à la taille des effectifs établis grâce au calcul du nombre d'animaux nécessaires pour que les tests statistiques soient interprétables.
Raffinement
Afin de réduire au maximum la souffrance des animaux, nous prévoyons de mettre en place des critères d’interruption des procédures expérimentales basés sur des paramètres non invasifs représentatifs de l’évolution de la pathologie tels que la mesure de la variation du poids corporel (Perte de poids de plus de 10 % par rapport à la dernière pesée), la pression artérielle et la surveillance quotidienne du comportement des animaux (paralysie des membres postérieurs, epistaxis, animal prostré, ne bougeant plus). La procédure en cage métabolique concernant la plus faible proportion de souris possible, et sera réalisée après habituation des souris à la procédure sur une très courte période (6h). Enfin, pour limiter la douleur dans la procédure de mesure du débit de filtration glomérulaire (procédure 6), la sédation à l’isoflurane est privilégiée.
Choix des espèces
L’intérêt d’utiliser des souris pour cette procédure est que nous maîtrisons la transgénèse chez ces animaux, et que les modèles transgéniques sont déjà disponibles, sans nécessité de nouveaux élevages et croisement dans une autre espèce. Les expériences sont réalisées chez des souris adultes de 8 semaines pesant 25-30g au début de l’expérimentation. L’âge adulte est nécessaire pour que la néphrogénèse soit totalement terminée. Les animaux sont étudiés jeunes car une exposition longue (6 mois) est prévue dans un groupe d’étude.