Procédures légères
Evaluation de candidats médicaments anti-cancéreux chez le rongeur
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Cancers
Rats : 300
Sur commande d'environ 150 à 200 études par an pour évaluer des candidats médicaments anticancéreux, 53 300 rongeurs, en majorité des souris, vont être utilisés, la plupart tués à l'issue et 5 000 réutilisés dans d'autres projets. Les gravités vont de légère à sévère, plus de 5 000 souris étant classées en souffrance sévère. Chaque animal reçoit une greffe de tumeur sous la peau ou dans un organe, puis des mesures et des prélèvements répétés sur quatre semaines. Ces études visent à fixer les doses testées ensuite lors des premiers essais chez l'humain.
Objectifs
Le cancer est une maladie complexe qui peut toucher presque tous les organes du corps et prendre des formes très différentes d’un patient à l’autre. Pour développer de nouveaux médicaments anticancéreux, il est indispensable de les tester d’abord chez l’animal afin de vérifier qu’ils sont efficaces et bien tolérés avec d’être administrés pour la première fois à l’homme. Ce projet a pour objectif d’identifier et d’évaluer de nouvelles molécules anticancéreuses prometteuses. Il vise à comprendre si un traitement peut ralentir ou bloquer la croissance d’une tumeur, à évaluer ses effets biologiques sur les tissus et à déterminer comment le médicament se répartit dans l’organisme. Ces informations permettent de choisir les doses qui pourront être testées lors des premiers essais cliniques chez l’homme. Avant d’être testés chez l’animal, les candidats médicaments sont sélectionnés grâce à des tests réalisés sur des cellules. Seuls ceux montrant un profil prometteur passent à la phase d’étude chez le rongeur, principalement la souris et le rat. Ces espèces sont les plus utilisées en recherche anticancéreuse car leurs modèles tumoraux sont bien connus et permettent de reproduire de nombreuses situations observées chez les patients. Le projet comprend plusieurs étapes : - tester la tolérance d’un traitement sur des animaux sains afin d’identifier des doses sûres ; - caractériser et maintenir des modèles de tumeurs (de rongeur ou humaines) ; - évaluer l’efficacité antitumorale de différentes molécules sur des animaux porteurs de tumeurs ; - réaliser des prélèvements sanguins ou de tissus pour analyser l’effet du traitement ou comprendre le comportement du médicament. Ce projet couvrira environ 150 à 200 études par an, selon le nombre de programmes de recherche en cours. Les données générées permettent d’orienter la sélection des candidats médicaments et de soutenir leur entrée dans les phases d’essais cliniques.
Bénéfices attendus
Ce projet participe à améliorer les stratégies de prévention, de diagnostic et de traitements des cancers. Il apporte ainsi une contribution importante aux progrès de la recherche médicale et aux perspectives de soins pour les patients. Il permettra de mieux comprendre comment de nouveaux traitements anticancéreux agissent dans un organisme reproduisant les conditions tumorales humaines, avant d’être testé chez l’homme. Ces études aident à identifier les médicaments les plus prometteurs et à éliminer ceux qui ne seraient pas efficaces ou pourraient présenter des inconvénients. Les modèles utilisés offrent la possibilité d’évaluer la capacité des traitements à ralentir ou stopper la croissance des tumeurs mais aussi de comprendre leurs effets sur des mécanismes biologiques permettant le développement des cancers. Les résultats obtenus contribueront directement à accélérer le développement de nouvelles thérapies anticancéreuses. Ils permettent de mieux sélectionner les candidats médicaments, d’améliorer la précision des futurs essais chez l’homme et de préparer les dossiers nécessaires à leur autorisation clinique ou plus tard, à leur mise sur le marché.
Procédures
Au cours des différentes études, les animaux seront soumis à plusieurs types d’interventions nécessaires en fonction du type d’étude : - implantation d’une petite quantité de cellules tumorales ou fragment de tumeur sous la peau, sur animaux vigiles ou directement dans un organe sous anesthésie générale, avec traitement contre la douleur (interventions chirurgicales entre 5 et 40 min en fonction de l’organe ciblé) ; - administration de médicaments sur animaux vigiles (quelques secondes, une seule fois ou de manière répétée sur jusqu’à 4 semaines) ; - mesures régulières de tumeurs (2 à 3 fois par semaine sur jusqu’à 4 semaines) soit par un pied à coulisse posé sur la peau (tumeur sous la peau), quelques secondes, soit grâce à des techniques d’imagerie non invasives de quelques minutes (échographie, bioluminescence sous anesthésie générale) ; - prélèvement d’une petite quantité sang sur animaux vigiles (quelques secondes une seule fois ou de manière répétée 2 fois par semaine sur jusqu’à 4 semaines) ; - observation et pesée quotidienne des animaux.
Impact sur les animaux
Les animaux utilisés dans ces expériences peuvent ressentir différents effets selon les études. Les manipuler pour faire certaines actions (comme les peser, mesurer une tumeur, donner un traitement ou faire une prise de sang) peut leur provoquer un stress ou un léger inconfort de courte durée. Les injections ou les prises de sang peuvent générer une légère douleur de courte durée. Ensuite, certains animaux peuvent perdre du poids, avoir les poils hérissés, le dos un peu courbé, être moins actifs ou changer de comportement en se sentant moins bien progressivement. Quand une tumeur est implantée sous la peau, cela peut être gênant à l’endroit où elle se trouve. Si la tumeur grossit beaucoup, elle peut devenir plus inconfortable et parfois s’abîmer. Si elle est sur le côté du corps, elle peut gêner pour marcher. Parfois, la maladie peut se propager dans le corps, ce qui peut entraîner des problèmes plus importants comme des difficultés à bouger ou à respirer. Lorsqu’une chirurgie est nécessaire, les animaux peuvent présenter une douleur légère à modérée pendant quelques jours, une baisse d’appétit et d’activité. Dans certains modèles avec des cellules humaines, les animaux peuvent perdre du poids transitoirement.
Devenir
A la fin des études de ce projet, la plupart des animaux sont euthanasiés pour pouvoir réaliser des analyses. Certains animaux peuvent être réutilisés dans d’autres projets en accord avec le vétérinaire clinicien.
Remplacement
Avant d’utiliser des animaux, plusieurs méthodes alternatives sont mises en place pour réduire au maximum le recours aux études sur l’animal (in vivo). Tout d’abord en testant les futurs médicaments directement sur des cellules en laboratoire (in vitro). Mais cela ne peut pas reproduire la façon dont le médicament interagit dans un organisme entier vivant. Des outils informatiques sont également utilisés pour prédire comment un médicament pourrait se comporter dans le corps pour atteindre une tumeur ou sa potentielle toxicité. Une autre alternative importante est l’utilisation d’organoïdes, des petites structures créées à partir de cellules et qui reproduisent certains aspects d’une tumeur. Cela donne un environnement plus réaliste que des cellules classiques mais ces modèles sont limités car ils ne possèdent pas le système immunitaire ou vasculaire d’un organisme complet. Toutes ces méthodes sont utilisées progressivement dans un projet afin de garantir que les études in vivo ne sont réalisées que lorsque cela est nécessaire.
Réduction
Avant d’utiliser des animaux, plusieurs méthodes alternatives permettent de réduire leur nombre car les médicaments sont d’abord testés sur des cellules en laboratoire. Cela évite de tester inutilement des composés sans potentiel sur des animaux. Le nombre d’animaux utilisés dans chaque étude est déterminé à partir de données scientifiques déjà publiées et grâce à des calculs réalisés avec des biostatisticiens. Cela permet de choisir un effectif minimal pour tirer le maximum d’informations des données recueillies et d’obtenir des résultats fiables. Le partage des tissus et organes entre plusieurs analyses permet de multiplier les informations obtenues à partir d’un même individu.
Raffinement
De nombreuses mesures sont mises en place tout au long du projet pour réduire autant que possible la douleur, le stress et l’inconfort des animaux. Les équipes utilisent des techniques de contentions douces et rapide afin de limiter l’anxiété. Les interventions potentiellement douloureuses comme les chirurgies sont toujours réalisées sous anesthésie générale avec traitement de la douleur avant, pendant et après l’intervention. Dans certains cas, les animaux peuvent être placés dans des cages ventilées connectées équipées de systèmes de suivi automatisés permettant de repérer rapidement une baisse d’activité ou un comportement anormal. Des aliments en gel et enrichis peuvent être ajoutés dans la cage après des procédures sensibles comme une chirurgie, afin d’aider les animaux à récupérer plus rapidement. Les animaux qui n’ont plus ou peu de système immunitaire, des précautions particulières sont prises au niveau des conditions d’hébergement afin d’éviter les infections : manipulation en environnement stérile, cages ventilées. Pour les modèles humanisés avec implantation de cellules humaines, les études sont limitées à une période pendant laquelle le risque de réactions indésirables reste très faible. Des points limites stricts et spécifiques sont définis à l’avance pour chaque type d’étude et appliqués, permettant une action immédiate, validée par le vétérinaire pour éviter que l’animal ne souffre davantage (soin, surveillance renforcée ou arrêt de la procédure pour l’animal en question). L’ensemble de ces mesures garantit que les animaux ne subissent pas de souffrance inutile.
Choix des espèces
La souris et le rat sont les modèles de choix en pharmacologie. Elles ont une grande similarité génétique avec les humains, permettant de reproduire les maladies humaines et d'étudier les effets des médicaments. Leur petite taille et leur cycle de reproduction rapide facilitent les études à long terme. Les rongeurs sont des mammifères, ils ont des systèmes biologiques comparables à ceux des humains, rendant les résultats plus pertinents. Les rongeurs sont utilisés à l’âge adultes (en général entre 8 et 12 semaines d’âge) car le système immunitaire est complètement mature à partir de 6 semaines et leur poids est stable.
Etude du rôle et de la régulation de l’IL-33 chez la souris humanisée dans un contexte tumoral.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
2 220 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 2 040 dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit une injection de cellules tumorales sous anesthésie, dont le développement peut causer douleur et dégradation de l'état général, puis un prélèvement de sang. L'étude porte sur une souris dite humanisée, modifiée pour exprimer une protéine humaine, l'IL-33, à la place de la version murine. Elle vise à préciser le rôle de cette protéine dans la progression des tumeurs, les organes étant prélevés après la mise à mort.
Objectifs
L’IL-33 est une protéine qui alerte notre système immunitaire en cas de danger, notamment lorsque nos cellules sont agressées (infection, traumatismes, cancer). Elle est présente chez l’homme à l’état basal dans les vaisseaux sanguins ainsi que dans d’autres tissus mais elle peut être induite dans certaines situations pathologiques. Chez la souris, l’IL-33 n’est pas retrouvée dans les mêmes cellules que chez l’Homme, par exemple dans les vaisseaux sanguins. C’est pourquoi afin de mieux représenter la physiologie humaine nous utiliserons un nouveau modèle murin « humanisé » dans lequel la protéine IL-33 humaine est exprimée à la place de la protéine murine, avec une expression et une localisation qui miment celles connues chez l’Homme (souris hIL-33). L'objectif principal du projet est de mieux comprendre comment la protéine IL-33 humaine intervient dans la progression tumorale.
Bénéfices attendus
Ce projet devrait nous permettre d’une part, de préciser le rôle de l’IL-33 dans la réponse tumorale chez des souris humanisées qui miment le profil d’expression observé chez l’homme. D’autre part, de mettre en évidence une différence potentielle avec le rôle de l’IL-33 murine qui est pour l’instant utilisée comme modèle d’étude. Ce projet permettra donc à court terme d’améliorer nos connaissances sur le rôle de l’IL-33 humaine mais aussi à plus long terme de proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques fondées sur la régulation de l’IL-33 humaine afin d’améliorer la prise en charge des patients atteints de cancers.
Procédures
Chaque animal subira une injection de cellules tumorales sous anesthésie de 2 à 3 min, pour un temps d'injection d'environ 30 à 40 secondes. Les souris sous anesthésie générale subiront un prélèvement sanguin. Le prélèvement ne dépasse pas 2 min.
Impact sur les animaux
L’injection des cellules tumorales peut induire du stress et une douleur au réveil au niveau du site d'injection. Le développement tumoral peut causer des douleurs et une dégradation de l’état des animaux (absence de toilettage, prostration, lenteur dans les mouvements…).
Devenir
L’ensemble des animaux est mis à mort pour des prélèvements de tumeurs ou d’organes.
Remplacement
Les procédures expérimentales ne peuvent pas à ce jour être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux et susceptibles d'apporter le même niveau d'information. En effet, ce projet nécessite de mener des expériences chez l’animal, car nous devons travailler dans des conditions intégrées permettant l’interaction de plusieurs systèmes cellulaires complexes dont le système immunitaire et le microenvironnement tumoral. De plus, l’IL-33 est présente uniquement chez les mammifères et ces études ne peuvent donc pas être conduites dans un organisme modèle autre. L’espèce animale choisie est la souris car notre étude nécessite l’utilisation d’animaux transgéniques et les outils nécessaires à notre étude sont disponibles uniquement chez la souris.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé pour chaque expérience a été déterminé à partir d'études antérieures et de la littérature scientifique. Il est de 15 animaux maximums pour chaque groupe afin d’avoir un nombre suffisant d’animaux pour mettre en évidence des différences significatives statistiquement. Le projet est conçu avec plusieurs étapes afin de pouvoir réduire le nombre d’animaux utilisés au cours du projet en fonction des résultats obtenus. De plus une méthode de randomisation sera mise en place afin de diminuer les biais et de ce fait le nombre de souris à utiliser.
Raffinement
Les modèles tumoraux utilisés sont bien maitrisés. Afin de minimiser le stress de la souris, les pesées auront lieu sous anesthésie ou sur un système de pesée dynamique qui limite à quelques secondes le temps de manipulation de la souris. Les méthodes d’expérimentation et d’hébergement sont optimisées pour réduire au maximum le stress et la douleur causée par les procédures. Les injections ont été optimisées pour réduire au maximum le temps de contention et le stress des animaux. Enfin, les procédures font l’objet d’une réflexion continue sur de potentielles modifications pour réduire au maximum la douleur et le stress des animaux.
Choix des espèces
Le modèle murin est le modèle le plus couramment utilisé dans la littérature scientifique pour étudier la biologie de l’IL-33 et son implication dans le développement de tumeurs. De plus, l’IL-33 est présente uniquement chez les mammifères et ces études ne peuvent donc pas être conduites dans un organisme modèle autre. Pour toutes les procédures, des souris âgées de 6 à 12 semaines seront utilisées car à ce stade, ces animaux ont un système immunitaire mature nécessaire à la compréhension du rôle de l’IL-33.
Maturation In Vivo des anticorps par édition génétique des lymphocytes B et implémentation d’un gène suicide dans des souris immunodéprimées MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Une partie des 672 souris de ce projet est totalement dépourvue de système immunitaire, pour accueillir des cellules humaines sans rejet. Elles vont toutes être tuées à l'issue, dont 504 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Le protocole combine injections de cellules, immunisations répétées sur douze semaines, une irradiation corporelle totale et, en cas de réaction du greffon, un gavage quotidien. Ces travaux visent à améliorer une thérapie par lymphocytes B modifiés, les organes étant prélevés après la mise à mort.
Objectifs
L'objectif de ce projet est de développer des thérapies utilisant des cellules immunitaires. Cela consiste à modifier les cellules immunitaires, appelées lymphocytes T, provenant d'un patient, pour les reprogrammer afin qu'elles reconnaissent spécifiquement un marqueur à la surface de cellules cibles, telles que les cellules cancéreuses. Ces lymphocytes T modifiés sont ensuite réinjectés au patient et, grâce à leur affinité accrue pour, par exemple, une protéine présente sur les cellules cancéreuses, ils vont pouvoir les détruire. Ce type de thérapie a déjà fait ses preuves dans le traitement de cancers comme les leucémies et les mélanomes. Le but est de développer ces stratégies pour d'autres cellules immunitaires, en particulier les lymphocytes B. Ces cellules produisent des anticorps et sont également responsables de la mémoire immunitaire, ce qui permet une réponse plus rapide et efficace lors d’une seconde infection. Modifier ces cellules présente un intérêt, car les lymphocytes B mémoires pourraient exercer une action durable même après une seule administration de cellules modifiées. Actuellement, nous modifions déjà l’ADN des lymphocytes B en utilisant un outil qui agit comme des ciseaux pour altérer l’ADN. Les cellules sont modifiées afin d’exprimer des anticorps spécifiques (anticorps à chaîne unique) capables de reconnaître une cible que nous choisissons. L’objectif de ce projet est de démontrer l’efficacité de ces thérapies dans un organisme vivant complexe, ainsi que d'améliorer la modification des cellules pour les rendre plus efficaces et plus sûres en tant que traitement. Pour cela, nous testerons des cellules, afin que, dans le cas où elles auraient des effets secondaires, elles puissent être éliminées.
Bénéfices attendus
Nos travaux devraient nous permettre d'obtenir un anticorps mutant avec une affinité améliorée, qui pourra être utilisé dans la suite de nos projets pour le développement de thérapies cellulaires à partir de lymphocytes B. D’autres cellules immunitaires pourraient également être utilisées. La fonctionnalité du gène suicide devrait également être démontrée. Finalement, nous allons évaluer la production et l'efficacité de notre anticorps contre des cellules cancéreuses.
Procédures
MODIFICATION Selon l'expérimentation, les différents lots de souris recevront des traitements spécifiques. Une injection unique de cellules (codant pour un anticorps, tumorales ou primaires humaines) sera réalisée par animal pendant environ une minute. Pour l'induction immunitaire, les souris recevront un antigène par voie intrapéritonéale une fois par semaine pendant 12 semaines (6 injections au total), chaque procédure durant quelques secondes. Le suivi du développement tumoral et les traitements médicamenteux seront effectués de manière hebdomadaire par injection et manipulation pendant 5 minutes, sur une période maximale de 20 semaines. L'état de santé général des animaux sera évalué par des prélèvements sanguins bimensuels durant moins d'une minute. Certains groupes subiront également une séance d'irradiation unique de 30 minutes maximum, avec un apport supplémentaire d'oxygène pour réduire le stress. Enfin, en cas de développement d'une GvH, les animaux recevront un traitement quotidien pendant une minute sur une période de 7 jours (pouvant être prolongée jusqu'à 9 jours). Ce traitement sera administré par voie orale (gavage ou eau de boisson) ou par injection.
Impact sur les animaux
Peu de nuisances et d’effets indésirables sont attendus après l’injection de cellules. Une légère sensation d’inconfort pourra être ressentie en raison des lésions causées par les piqûres. Le développement tumoral peut entraîner un affaiblissement de l’animal. Les autres nuisances attendues proviendront de l’irradiation corporelle totale, qui provoque une immunodépression complèt, qui peut entraîner un affaiblissement notable de l'animal. L’immunisation répétée pourra provoquer une réaction immunitaire et un stress supplémentaire. Les injections répétées, qu'elles soient sous-cutanées ou intrapéritonéales, peuvent entraîner douleur et inconfort localisés, ainsi que de l'inflammation ou une irritation au site d'injection. Il est essentiel de minimiser ces effets en variant les sites d’injection et en respectant les bonnes pratiques d’administration. Les injections seront réduites au minimum lorsque cela sera possible, et des antalgiques seront administrés en cas de signes de douleur. Des prélèvements sanguins répétés, peuvent causer des gênes supplémentaires chez les animaux, principalement sous forme d'inconfort au site de prélèvement et de stress lié à la manipulation fréquente. Le risque de formation d'hématomes ou d'inflammation locale existe, notamment lorsque les prélèvements sont effectués sur des sites souvent sollicités. MODIFICATION Le gavage répeté peut induire des lésions œsophagiennes et du stress. L’isolement social peut générer de l'anxiété, mais permet une auto-administration sans douleur.
Devenir
A l'issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés afin de prélever les organes d'intérêt qui seront rigoureusement exploités et analysés afin de recueillir un maximum d'informations.
Remplacement
De nombreuses études in vitro ont validé la fonctionnalité de notre anticorps ainsi que l'édition des lymphocytes B pour qu'ils expriment cet anticorps. Cependant, le système de mutation intra-cellulaire, qui améliore les anticorps dans les cellules et permet la sélection des clones in vivo, est un mécanisme très complexe dont l'efficacité ne peut être reproduite in vitro. L'efficacité du gène d'autodestruction a également été démontrée in vitro, mais doit être confirmée dans un organisme vivant complexe. Étant donné que ce projet vise à développer une thérapie, l'efficacité finale de la stratégie ne peut être évaluée que dans un organisme entier. En raison de ces contraintes, il n'est actuellement pas possible de remplacer complètement les études in vivo par des modèles in vitro. Toutefois, nous avons maximisé l'utilisation des modèles cellulaires et des approches in vitro afin de réduire autant que possible le nombre d'animaux utilisés. Les études in vivo restent essentielles pour valider les résultats et évaluer les effets dans un contexte biologique complet.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires, les expérimentations ont été conçues de manière à utiliser le moins de souris possible tout en collectant le maximum d’informations. Pour ce faire, plusieurs organes (moelle osseuse, ganglions, rate et sang) seront prélevés et analysés sur un même animal, permettant ainsi de réaliser diverses analyses sans augmenter le nombre de souris. De plus, nous allons tester simultanément l’induction du gène d'autodestruction et l’efficacité de notre anticorp, ce qui permettra de réduire le nombre de lots nécessaires pour ces expériences. Cette approche combinée nous permettra d'obtenir des données robustes tout en minimisant le nombre d'animaux utilisés. Des analyses statistiques ont été employées pour définir la taille des lots, afin de garantir que le nombre d'animaux utilisés soit le plus petit possible tout en assurant la fiabilité et la significativité des résultats obtenus. Cela nous permet d'optimiser le design expérimental et de réduire l'utilisation d'animaux au strict minimum nécessaire.
Raffinement
Les animaux sont élevés dans des conditions optimales : locaux confinés, portoirs ventilés, environnement contrôlé (température, humidité, pression) avec alternance jour/nuit de 12 heures, accès à la nourriture ad libitum et à l'eau, et un maximum de 5 animaux par cage (aucun animal seul). Les cages sont changées une fois par semaine. Pour réduire le stress, les animaux bénéficient d'un enrichissement environnemental (coton, "maisons" en carton, boîtes à œufs). Les animaux recevront une anesthésie et/ou analgésie adaptée à chaque procédure. Des points limites sont établis pour détecter rapidement les signes de souffrance. Une évaluation régulière du score de grimace, du poids et du comportement permet un contrôle continu de leur état de santé. Les techniques d'imagerie in vivo non invasives (bioluminescence) permettront une détection précoce sans douleur d'un éventuel envahissement tumoral.
Choix des espèces
Pour la première partie du projet, qui consiste à améliorer l'affinité de nos anticorps, nous souhaitons utiliser un modèle de souris déjà publié. Ce modèle utilise des souris avec un système immunitaire complet, incluant toutes les niches cellulaires nécessaires pour accueillir les cellules modifiées ainsi que tous les mécanismes fonctionnels pour l'amélioration des anticorps. Les souris immunodéprimées, choisies pour la suite du projet, sont totalement dépourvues de la plupart de leurs cellules immunitaires. L'utilisation de souris sans système immunitaire permet d'éviter le rejet de la greffe réalisée avec des cellules humaines, qui seraient autrement reconnues comme étrangères par le système immunitaire de la souris. Ces souris permettent la croissance de nombreuses cellules humaines et l'utilisation d'effecteurs d'origine humaine. L'emploi de cellules humaines chez ces souris nous permet de développer et tester une thérapie qui pourra être facilement transposée à l'homme, puisque les techniques de traitement et d'édition seront identiques. Cela nous permet également de valider leur fonctionnalité une fois greffées dans un hôte. Bien que l'utilisation de ces animaux immunodéprimés expose à un risque accru d'infections, ce risque sera maîtrisé par des précautions sanitaires adaptées, notamment en les hébergeant dans un environnement protégé. Ce phénotype défavorable ne s'exprimera donc pas dans les conditions appliquées à ce projet. Les souris utilisées dans ces études auront entre 7 et 9 semaines, conformément à la majorité des travaux scientifiques, afin d'obtenir des résultats comparables. De plus, à cet âge, les souris ont un système immunitaire complètement développé.
Effets des plantes sur la croissance, le bien-être et l’état physiologique de la perche commune en aquaponie
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
Pour mesurer l'effet des plantes sur la croissance de poissons en aquaponie, 200 perches communes sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Chaque poisson est capturé à l'épuisette, anesthésié puis soumis à une prise de sang, un stress estimé à cinq minutes au maximum. Contrairement à la plupart des projets, les perches sont gardées vivantes à l'issue. Le porteur affirme qu'aucune information n'existe dans la littérature sur ces effets, ce qui justifie selon lui le recours aux animaux.
Objectifs
Ce projet a pour objectif d'analyser les effets de la présence et de la diversité des plantes sur la croissance, le bien-être et l’état physiologique d’une espèce de poisson élevée en aquaponie (production combinée de plantes et de poissons). Les hypothèses de ce travail sont les suivantes : 1. En aquaponie les plantes cultivées produisent des biomolécules par leurs racines, ces biomolécules s’accumulent dans l’eau et affectent la croissance, le bien-être et l’état physiologique des poissons. 2. Les différentes plantes produisent différentes biomolécules et en conséquence ont des effets différents sur la croissance, le bien-être et l’état physiologique des poissons.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra de démontrer les effets des plantes (racines) sur les performances zootechniques et la physiologie des poissons élevés en aquaponie et d'identifier les biomolécules produites par les racines des plantes. Une caractérisation des activités biologiques (antifongiques, antibactériennes, antistress, antioydantes) des biomolécules les plus abondantes permettra d'évaluer les niveaux d'action de ces molécules.
Procédures
Les animaux seront soumis à des prélèvements de sang suite à une anesthésie.
Impact sur les animaux
Une nuisance attendue sur les poissons est un stress lié à leur capture au moyen d'une épuisette et leur manipulation lors des prélèvements de sang. Le stress sera de courte durée, au maximum 5 minutes entre la capture du poisson (lequel sera anesthésié) et la fin du prélèvement de sang.
Devenir
Les animaux seront gardés en vie.
Remplacement
Le remplacement n'est pas envisageable dans le cadre du présent projet. La complexité (nombreuses biomolécules produites) et la méconnaissance des effets des plantes sur les poissons élevés en aquaponiie nécessitént la mise en oeuvre d'une démarche expérimentale. Il n'existe aucune information dans la litérature sur ce sujet. De plus la réponse des poissons est également complexe et ne peut se limiter à un seul indicateur, aussi la compréhension de cette réponse exige l'utilisation d'un grand nombre d'indicateurs et la mobilisation d'analyses in vivo.
Réduction
Notre étude mobilisera 200 poissons. Nous avons réduit au maximum leur nombre en nous appuyant des analyses statistiques réalisées a priori pour chacune des deux expériences. Nous ne prélèverons du sang que sur 5 poissons par bac au début et à la fin des expérimentations.
Raffinement
Le stress des poissons est limité autant que possible durant toutes les étapes du projet en les plaçant toujours dans une eau de bonne qualité (mesures trois fois par semaine de la qualité physico-chimique de l'eau des pilotes aquaponiques et corrections si necessaires) et en évitant le bruit et les mouvements busques. Des bâches noires ont été installées autours des pilotes aquaponiques pour protéger les poissons (ils ne voient pas les passages des personnes). Pour toute manipulation (contrôle de croissance, prélèvement de sang), les poissons sont anesthésiés selon les préconistions de notre vétérinaire. Si malgré l'attention et les soins portés sur les animaux, il arrive qu'un point limite soit atteint (arrêt de l'alimentation), le ou les poissons concernés seront sortis du lot expérimental et seront replacés dans un bassin de quarantaine où ils feront l’objet d’une surveillance particulière (comportement de nage et position dans la colonne d'eau, reprise du comportement alimentaire). Si le poisson ne se réalimente pas au bout de 8 jours, il sera mis à mort selon la procédure décrite plus haut.
Choix des espèces
Nous avons choisi de travailler sur la perche commune car la biologie de cette espèce est bien connue et son élevage est complètement maîtrisé. Tous les poissons utilisés dans le projet seront au stade juvénile. Cela correspond à des poissons de 40 g environ. Ce stade est justifié car l'objectif est d'étudier les effets sur la croissance, aussi utiliser des juvéniles permettra d'avoir des animaux avec un potentiel de croissance élevé. De plus ce stade de vie est particulièrement adapté au volume des pilotes aquaponiques.
Développement d’une approche de thérapie génique non virale pour le traitement de la myopathie myotubulaire
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
Porteuses d'une myopathie qui provoque une faiblesse musculaire jugée sévère dès cinq semaines, 204 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélèvement des tissus. Elles reçoivent des injections répétées dans la queue et en rétro-orbitaire, puis une mesure de force sous anesthésie profonde, pour tester une thérapie génique sans virus contre une maladie qui touche surtout de très jeunes garçons. Sur les 204, 152 sont classées en souffrance sévère. Le porteur décrit cette étape sur souris malades comme "indispensable" pour espérer un jour proposer le traitement, après des essais viraux arrêtés chez l'enfant pour effets secondaires graves.
Objectifs
Ce projet de recherche concerne une maladie génétique rare qui touche surtout les très jeunes garçons. Elle provoque une grande faiblesse des muscles dès la naissance, rendant difficiles des fonctions essentielles comme bouger ou respirer. Cette maladie est très grave et entraîne souvent un décès précoce. À l’heure actuelle, il n’existe pas de traitement capable de soigner cette maladie. Les soins disponibles permettent uniquement de soulager certains symptômes, sans agir sur la cause. Des tentatives récentes de traitement ont utilisé des virus modifiés pour corriger le problème à l’origine de la maladie, mais ces essais ont entraîné des effets secondaires très graves chez certains enfants, ce qui a conduit à leur arrêt. L’objectif de ce projet est de développer une nouvelle approche thérapeutique plus sûre, qui n’utilise pas de virus. Cette stratégie sera d’abord testée chez la souris afin de mieux comprendre son efficacité et sa sécurité, dans l’espoir d’ouvrir la voie à un futur traitement pour les patients.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à montrer, pour la première fois, qu’un nouveau type de traitement peut fonctionner dans un modèle animal atteint d’une maladie musculaire grave. Cette approche utilise un système innovant, sans virus, pour apporter aux muscles les éléments nécessaires à leur bon fonctionnement. Le traitement testé pourrait permettre d’améliorer fortement, voire de corriger, les symptômes de la maladie chez la souris, tout en réduisant les effets indésirables observés avec les méthodes utilisées jusqu’à présent. L’objectif est d’agir directement sur les muscles de manière plus sûre. À plus long terme, cette nouvelle technologie pourrait également servir à développer des traitements pour d’autres maladies des muscles, en offrant une alternative plus sûre et plus flexible aux approches actuelles.
Procédures
Une injection intraveineuse au niveau de la queue de la souris d’une durée maximale d’une minute sera réalisée une fois tous les 2 jours pendant 6 jours. Une injection rétro-orbitale d’une durée maximale de 30 secondes sous anesthésie sera réalisée une fois tous les 2 jours pendant 8 jours. Un anesthésique sera appliqué en inhalation aux souris pendant 5 minutes. La production de force sera mesurée sur une durée maximale de 30 minutes et les souris recevront une anesthésie profonde et un anti-douleur dont l’administration ne durera pas plus de 5 secondes.
Impact sur les animaux
Dans le cadre de ce projet, plusieurs nuisances potentielles et effets indésirables pourraient survenir chez les animaux. Bien que l'utilisation de vecteurs non viraux soit conçue pour minimiser les risques, il peut y avoir des réactions au site d'injection pouvant provoquer des irritations localisées, des inflammations ou des douleurs temporaires au niveau du site d'injection. De plus, des réactions systémiques peuvent avoir lieu telles que des réactions immunologiques aux nanoparticules lipidiques ou aux peptides ciblant le système musculaire pourraient survenir, entraînant de l'inconfort ou des changements dans le comportement des animaux. Les souris portant la maladie manifestent une faiblesse musculaire sévère, une réduction significative de la mobilité spontanée et des difficultés à se nourrir avec une installation du phénotype progressive qui est considérée comme sévère à partir de 5 semaines.
Devenir
Les animaux seront mis à mort afin de collecter les tissus pour réaliser des analyses moléculaires et histologiques.
Remplacement
Des expériences ont d’abord été réalisées en laboratoire sur des cellules musculaires afin d’évaluer la capacité des vecteurss dépourvus de virus à faire entrer un matériel thérapeutique dans les cellules. Ces essais permettent d’obtenir des informations préliminaires, mais ils ne peuvent pas reproduire le fonctionnement d’un organisme entier. Ils ne permettent notamment pas d’étudier la répartition du traitement dans le corps, ses effets sur les différents organes, ni les réactions globales de l’organisme, comme la réponse immunitaire. Ainsi, les modèles cellulaires seuls ne sont pas suffisants pour évaluer de manière fiable l’efficacité et la sécurité du traitement. L’utilisation de modèles murins, sains et atteints de la maladie, est donc nécessaire. La souris présente des caractéristiques biologiques et physiologiques proches de celles de l’Homme, en particulier au niveau du muscle, ce qui permet d’obtenir des résultats pertinents et prédictifs avant une application chez l’être humain.
Réduction
Pour utiliser le strict nécessaire d'animaux, nous avons calculé la taille de nos groupes grâce à une méthode statistique précise appelée analyse de puissance. En nous basant sur des recherches précédentes en thérapie génique pour le muscle, nous avons défini qu'un nombre réduit de souris par groupe suffit pour obtenir des résultats fiables et significatifs. L'étude compare six groupes au total, mêlant des souris saines et des souris malades, avec ou sans traitement. Afin d'optimiser chaque vie animale, nous ne créons pas de groupes supplémentaires pour chaque type d'examen. Au contraire, chaque souris d'une même cohorte permet d'étudier à la fois la force, la structure des tissus et les molécules biologiques. Cette approche de mutualisation réduit considérablement le nombre total d'animaux utilisés dans le projet. Enfin, pour garantir que chaque donnée compte, nous appliquons des tests mathématiques rigoureux qui s'adaptent à la nature des résultats obtenus, assurant ainsi une conclusion solide dès la première expérience.
Raffinement
Plusieurs mesures de raffinement seront mises en œuvre pour optimiser le bien-être des animaux tout au long du protocole expérimental. Afin d'anticiper les éventuelles difficultés locomotrices liées au phénotype pathologique ou aux effets secondaires potentiels des nanoparticules, des aménagements spécifiques seront prévus : la nourriture sera disposée au sol de la cage pour faciliter l'accès sans nécessiter de déplacements importants, et des dispositifs d'abreuvement bas seront utilisés si nécessaire. Une surveillance quotidienne du bien-être et de l'état clinique des animaux sera effectuée par le responsable du projet et les techniciens animaliers à l'aide d'une grille d'évaluation standardisée, permettant de détecter précocement tout signe de souffrance ou de détresse (apathie, prostration, ptosis, troubles locomoteurs, perte de poids, modifications comportementales). Des points limites clairement définis permettront d'identifier les animaux devant être euthanasiés de manière anticipée pour éviter toute souffrance prolongée. En cas de douleur ou d'inconfort manifeste, une analgésie appropriée sera administrée (par voie sous-cutanée, toutes les 8-12 heures si nécessaire). Si malgré ces mesures l'état de l'animal se dégrade ou si les critères d'arrêt sont atteints, une euthanasie précoce sera pratiquée conformément aux recommandations éthiques, afin de préserver le bien-être animal.
Choix des espèces
Notre choix s'est porté sur la souris car elle possède un gène très proche de celui de l'être humain pour cette maladie musculaire. Avant d'en arriver là, nous avons d'abord testé nos traitements sur des cellules en laboratoire, puis vérifié sur des souris saines que le médicament voyageait bien jusqu'aux muscles. Ces étapes préliminaires réussies nous permettent aujourd'hui de passer à l'étude sur des souris malades qui développent exactement les mêmes symptômes que les patients humains, comme la perte de force et la fragilité des muscles. C'est une étape indispensable pour espérer, un jour, proposer ce traitement aux malades. Nous avons choisi d'intervenir sur des souris âgées de 5 semaines, ce qui correspond à la période de l'adolescence. À cet âge, la maladie est déjà bien installée et bien visible, ce qui ressemble beaucoup au stade où les symptômes apparaissent chez les enfants atteints de cette myopathie. Tester le traitement à ce moment précis est crucial pour vérifier s'il est capable de réparer des muscles déjà affaiblis et d'améliorer durablement la santé des sujets.
Comportement de migration des sternes et introduction du virus influenza dans le sud-ouest de l’océan Indien
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Capturées puis relâchées sur leur site, 300 sternes huppées subissent chacune trois prélèvements, deux écouvillons et une prise de sang à la jugulaire, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. L'objectif est d'évaluer le rôle de cet oiseau sauvage dans la circulation des virus influenza aviaire entre les îles du sud-ouest de l'océan Indien et l'Afrique. Le porteur n'attend pas d'effets indésirables au-delà du stress de capture et de contention, estimé à cinq minutes par individu. Les oiseaux de moins d'un an sont écartés par la méthode de capture, et tous sont relâchés après le prélèvement.
Objectifs
L’objectif de cette étude est d’analyser la connectivité entre les îles du sud-ouest de l’océan Indien et le continent africain à travers les déplacements des oiseaux marins. Nos travaux précédents se sont concentrés sur des espèces pélagiques (Sterne fuligineuse ; Onychoprion fuscatus), des espèces effectuant des migrations partielles (Noddi brun et Noddi à bec grêle), ainsi que des espèces relativement sédentaires (Sterne bridée ; Onychoprion anaethetu). Ces espèces ayant peu ou pas de contact avec les côtes africaines, leur rôle dans l’introduction de virus depuis ce continent semble limité. Dans ce projet, nous nous focalisons sur la Sterne huppée (Thalasseus bergii), qui, contrairement aux espèces précédemment étudiées, exploite principalement des habitats côtiers, en particulier dans le canal du Mozambique. Cette espèce vit fréquemment en sympatrie avec d’autres oiseaux marins, aussi bien dans les colonies de reproduction que dans les reposoirs nocturnes, augmentant ainsi les opportunités de transmission virale inter-espèces. Par ailleurs, elle a été l’une des plus touchées par les récentes épidémies de virus H5N1 HP en Afrique du Sud, confirmant son exposition à des virus influenza. Dans ce contexte, nous faisons donc l’hypothèse que la Sterne huppée aurait un rôle majeur dans l’épidémiologie des virus influenza en assurant notamment la connectivité entre les îles et le continent africain.
Bénéfices attendus
L’originalité de notre approche réside dans la combinaison de données écologiques et épidémiologiques pour une compréhension intégrée du rôle de la Sterne huppée dans la dynamique des virus influenza aviaires. D’un point de vue écologique, nos résultats permettront d’identifier les schémas de déplacement et le comportement migratoire de cette espèce. Nous collecterons des données sur les distances parcourues, les zones géographiques occupées, ainsi que sur la direction et la fréquence des déplacements entre les îles et la côte africaine. Sur le plan épidémiologique, cette étude précisera le positionnement de la Sterne huppée en tant que réservoir potentiel du virus influenza aviaire à l’échelle régionale. Nous chercherons notamment à déterminer si la population étudiée a déjà été en contact avec des virus H5 dans le passé. Enfin, nous explorerons les échanges de virus entre espèces en élargissant les analyses sérologiques et virologiques à la Sterne fuligineuse, qui partage le même habitat sur notre site d’étude. En cas de détection de virus par PCR, l’analyse des séquences virales permettra d’identifier d’éventuels flux de gènes et échanges de virus entre espèces et zones géographiques. L’ensemble de ces résultats fournira des connaissances inédites en matière de biosécurité, essentielles pour ces territoires particulièrement vulnérables à l’introduction d’agents infectieux en raison de leurs enjeux de conservation.
Procédures
Trois types de prélèvements seront effectués sur chaque animal : - Un écouvillon cloacal, réalisé à l'aide d'un écouvillon stérile (30 secondes) . - Un écouvillon oropharyngé, réalisé à l'aide d'un écouvillon stérile (30 secondes). - Une prise de sang au niveau de la veine jugulaire ou brachiale (une à deux minutes).
Impact sur les animaux
Toutes les procédures réalisées dans le cadre de ce projet sont de classe légères. De plus, compte tenu de la durée de contention et de manipulation relativement limitée (quelques minutes), nous n’attendons pas d’effets indésirables de type perte de poids, douleur, ou encore comportement anormal. Les manipulations seront effectuées par du personnel expérimenté et selon une chronologie standardisée et assurant une durée de contention minimale (environ 5 minutes par individu). Afin de limiter le stress, des mesures de raffinement et des points limites adaptés à la manipulation d’espèces sauvages seront appliqués (stress engendré par la capture et la manipulation, stress lié à la réalisation de la procédure expérimentale, incapacité à rétablir un comportement normal suite à la capture, la manipulation ou la réalisation de la procédure expérimentale).
Devenir
Tous les animaux seront relâchés sur le sîte de capture.
Remplacement
Le projet porte spécifiquement sur la transmission des agents infectieux chez les espèces ciblées; elles ne peuvent donc pas être remplacées.
Réduction
La détection des agents infectieux dans les populations naturelles est dépendante d'une grande diversité de facteurs liés à l'hôte et à son environnement. L'estimation précise des prévalences d'animaux porteurs d'agents infectieux nécessite de tester un nombre élevé d'animaux, afin de pouvoir être validé statistiquement. Notre approche consistera à raisonner en terme de population (i.e. ensemble d'oiseaux appartenant à la même espèce, étudiés à une date donné, sur un site donné). Pour chaque population, le nombre d'animaux utilisés sera de 30 à 50 individus (selon le succès de capture), ce qui permettra d'avoir un seuil de détection acceptable d'un point de vue statistique (prévalence de 2 %).
Raffinement
Afin de limiter le stress, les oiseaux capturés seront mis dans des sacs de contention, à l'obscurité. Les prélèvements biologiques seront réalisés à l’abri du soleil. Les captures seront conduites en évitant les heures les plus chaudes. Nous débuterons à l’aube, pour une durée maximale de quatre heures. Des captures pourront également être réalisées en fin d'après-midi trois heures minimum avant le coucher du soleil, et aux premières heures de la nuit. Nous éviterons de manipuler des oiseaux par temps de pluie, pour ne pas altérer l’étanchéité des plumes. Pour les prises de sang, la vitesse normale de coagulation pour les oiseaux n'est pas connue mais est habituellement considérée d'une durée d'environ cinq minutes. Le stress et les températures élevées sont susceptibles d'affecter cette durée. La fin de l'écoulement sanguin sera vérifiée systématiquement avant le relâché des oiseaux. Des points limites adaptés aux oiseaux marins seront appliqués.
Choix des espèces
Le projet porte spécifiquement sur la transmission des agents infectieux chez les espèces ciblées; elles ne peuvent donc pas être remplacées. Seuls les oiseaux adultes seront inclus dans l’étude (plus d’un an). Notre méthode de capture étant sélective, nous ne capturerons pas de poussins non volants (au nid), et nous pourrons également nous assurer de ne pas capturer d’individus de moins d’un an étant donné qu’ils présentent des caractéristiques morphologiques et comportementales facilement identifiables (taille des individus, couleur du plumage, dépendance alimentaire aux parents, etc.).
Evaluation de l’effet antithrombotique et de l’impact sur l’hémostase d’un agent thérapeutique ciblé amélioré
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Soumises à une chirurgie et à des injections, parfois jusqu'à une coupure de l'extrémité de la queue, 640 souris vont être utilisées dans des procédures dont la souffrance va de nulle sous anesthésie à sévère. Certaines subissent des interventions de 40 minutes à près de deux heures sans réveil, d'autres présentent apnées, respiration haletante ou saignements provoqués par les molécules de référence. L'objectif est de tester un agent antithrombotique censé réduire le risque de saignement par rapport aux traitements actuels. Ce bénéfice reste renvoyé au long terme, face à des thromboses et des hémorragies infligées ici et maintenant à 640 animaux.
Objectifs
La thrombose est un processus pathologique dû à du sang qui coagule, forme un caillot (ou thrombus) et obstrue le vaisseau. Il en résulte un défaut d’apport en oxygène, ou une accumulation de sang en amont et en fonction des organes atteints, comme le cœur, les poumons ou le cerveau, c’est une urgence vitale. Il existe des traitements comme les anticoagulants ou les thrombolytiques, qui visent à détruire le thrombus. Mais malgré les traitements actuels, l’efficacité reste limitée, avec un taux de mortalité ou de morbidité qui restent importants. Les complications chroniques sont fréquentes à cause d’un thrombus résiduel qui diminue drastiquement la qualité de vie du patient et est un fardeau économique pour la société. À cela s’ajoutent des effets indésirables des traitements comme le risque de saignement ou la toxicité cérébrale. L’objectif du projet est de tester une nouvelle approche thérapeutique ciblée, fondée sur des agents améliorés. Ces agents, ciblant spécifiquement un composant du thrombus, la fibrine, et couplés à un anticoagulant ou à un agent thrombolytique, visent à traiter localement la thrombose tout en limitant le risque de saignement.
Bénéfices attendus
Cette étude devrait nous permettre : -De mettre en évidence une réduction de la thrombose dans des modèles expérimentaux. -De mettre en évidence un effet des agents améliorés sur l’hémostase moins important que celui des traitements de référence, donc un risque de saignement réduit et acceptable. -De déterminer la durée et l’intensité de l’action des agents améliorés. Ce projet pourrait permettre à long terme d’améliorer la prise en charge des patients atteints de thrombose et de réduire les séquelles associées.
Procédures
Un groupe de souris est soumis à une injection sur animal vigile (30 s). Certaines souris anesthésiées sont soumises à une chirurgie et deux injections, sans réveil de l’animal (entre 40 min et 1h45). Certaines souris anesthésiées sont soumises à une chirurgie, maximum deux prélèvements de sang et deux injections (30 min). Certaines souris anesthésiées sont soumises à une injection puis à une coupure de l’extrémité de la queue (35 min).
Impact sur les animaux
Pour toutes les procédures, un stress dû à la contention peut apparaître. Une des complications attendues est un impact de l’anesthésie sur le rythme respiratoire (irrégulier ou apnée) ainsi que des risques de saignement au site d’incision. D’éventuelles douleurs peuvent apparaître lors du réveil de l’animal et dans les heures suivantes. Dans les procédures de thromboembolisme, une apnée de plus d’1 minute peut être observée. L’animal peut également présenter une respiration haletante. Dans la thrombose veineuse, on peut observer des douleurs au niveau de la plaie, une altération de la motricité et de la locomotion. Dans l’ensemble des procédures, des saignements dû à la nature des molécules de références peuvent apparaître.
Devenir
A l’issue des procédures, les animaux sont mis à mort. Les prélèvements réalisés ne sont pas compatibles avec un réveil des animaux suite aux PE.
Remplacement
L’objectif de ce projet est d’évaluer une approche thérapeutique ciblée améliorée, reposant sur le développement d’agents agissant sur la thrombose. Les deux pathologies étudiées (thrombose veineuse et artérielle) étant des processus particulièrement complexes faisant intervenir plusieurs types cellulaires ainsi que des conditions de flux (vaisseau, pression artérielle, flux sanguin), il est impossible de totalement substituer les modèles animaux par des modèles in vitro. Les principaux modèles in vitro permettent d’étudier la formation de thrombus sous flux contrôlés sur des surfaces induisant une thrombose, mais dans des conditions très simplifiées, sans endothélium fonctionnel et avec une architecture vasculaire artificielle. Ils ne peuvent donc pas reproduire la complexité d’un organisme vivant ni prédire de façon fiable la réponse globale des agents testés, ce qui justifie le recours à un modèle in vivo pour répondre à notre question scientifique. Les agents améliorés ont été préalablement testés dans des modèles in vitro sur sang humain afin de valider l’efficacité antithrombotique et anticoagulante des molécules avant de les tester in vivo. Obtenir des données chez la souris est nécessaire pour poursuivre le développement de ces agents, vers un potentiel essai clinique.
Réduction
Le projet se fera par étapes. Le nombre de souris par groupe est réduit au minimum pour l’obtention de résultats statistiquement significatifs. Afin de limiter le nombre de souris, nous réaliserons une première procédure visant à mettre en évidence l’effet d’un de nos agents sur la thrombose déjà formée. Si aucun effet n’est observé, le développement de cet agent sera stoppé. De plus, lorsque des prélèvements sanguins sont nécessaires, ils ne seront effectués que si l’agent est encore présent dans l’échantillon collecté au temps précédent.
Raffinement
Une période d’acclimatation de 14 jours entre l’arrivée des souris à l’animalerie et leur utilisation sera respectée. Une habituation à la manipulation est prévue 5 jours avant le début des expérimentations. Le stress et la douleur de tous les animaux utilisés dans ce projet seront diminués au minimum : •Par l’hébergement dans des cages en groupes sociaux. Ces cages seront munies de divers enrichissement ce qui permet aux souris d’organiser leur environnement selon leurs besoins. •Par des mesures péri-opératoires permettant de réduire les douleur et souffrances à leur minimum. •Des points limites ont été établis, permettant de soustraire les animaux à toute douleur ou souffrance inutile.
Choix des espèces
La souris est un animal pour lequel les modèles d’études in vivo sont maîtrisés, notamment les modèles d’hémostase et de thrombose. Elle est la plus adaptée pour ce projet, car les mécanismes de thrombose et d’hémostase y sont très bien connus et très proches de ceux de l’être humain. De plus, les médicaments contre la thrombose efficaces utilisés actuellement chez l’Homme ont prouvé leur efficacité dans des modèles de thrombose chez la souris, ce qui nous permet de comparer nos agents aux traitements actuellement utilisés en clinique. Dans toutes les procédures, les souris seront utilisées au stade adulte entre 2 et 6 mois. Cet âge correspond à la période utilisant des souris pubères et ne présentant pas encore de vieillissement. Le vieillissement des animaux n’est pas souhaitable car il introduit des variabilités physiologiques majeures qui pourraient masquer les effets spécifiques de nos ADCs. Les animaux pubères sont préférables car ils présentent un système cardiovasculaire et hémostatique physiologique, sans comorbidités.
Evaluation de la qualité de lait de lapine selon les modalités d’allaitement et de gestion des portées de lapereaux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Pour évaluer la qualité du lait selon les modalités d'allaitement, 40 lapines en lactation sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque femelle reçoit une seule injection intramusculaire d'ocytocine, douloureuse comme une piqûre, afin de déclencher l'éjection du lait avant prélèvement. Les lapines ne sont pas tuées et pourront être réutilisées lors des cycles de reproduction suivants. Le projet vise à réduire l'élimination des lapereaux surnuméraires dans la filière du lapin de chair, présentée comme une réponse aux attentes de la société sur le bien-être des animaux non-humains.
Objectifs
Au cours des dernières décennies, les élevages de lapins conventionnels français ont évolué vers un système rationalisé avec des pratiques sanitaires strictes. Afin de réduire le risque sanitaire et de maintenir les performances économiques, les portées de lapins de grande taille sont gérées par des adoptions croisées et l'élimination des lapins excédentaires. Dans un contexte d'attentes sociales fortes concernant le bien-être animal, et suite à l'interdiction de l'abattage des poussins mâles en France, le secteur du lapin de chair cherche urgemment des alternatives à l'élimination des jeunes lapereaux. En élevage, la lapine allaite tous ses lapereaux en moyenne 1,3 fois par 24 heures et la durée d’allaitement de l'ensemble de la portée n’excède pas cinq minutes. Dans ces conditions, dans les portées de grandes tailles, tous les lapereaux n’ont pas accès de façon satisfaisante au lait. Ce phénomène est d’autant plus important que les lapereaux sont de faibles poids. Le projet a pour objectif d’évaluer la possibilité de modifier les pratiques d'élevage et notamment de gestion de l’allaitement pour réduire l'élimination des jeunes lapins Les questions scientifiques du projet concernent ainsi l’identification de leviers permettant d’améliorer la production de lait par les lapines en terme quantitatif et qualitatif et d’accessibilité du lait à tous les lapereaux pour limiter le recours à l’élimination. Les leviers testés sont le niveau énergétique de l’aliment distribué à la lapine, la fréquence d’allaitement et la durée de la lactation. Pour les lapereaux il s’agira de moduler la taille de la portée et le poids des lapereaux au sein des portées ainsi que la nutrition des lapereaux au nid.
Bénéfices attendus
Les bénéfices du projet seront de proposer une nouvelle pratique de gestion des allaitements, applicable en élevage pour limiter le recours à l’élimination des lapereaux né viables. En fonction des résultats des 3 essais, cette nouvelle pratique permettra d’activer les levier êrmettant soit l’augmentation de la quantité de lait ou de sa mise à disponibilité de l’ensemble des lapereaux avec ou non une intervention nutritionnelle au nid pour les lapereaux. Nous fournirons ainsi des pistes à la filière cunicole pour développer : - un système intégrant des femelles nourrices ou en rythme d’allaitement modifié pour une partie du troupeau - un aliment à destination des femelles nourrices ou en rythme d’allaitement modifié - un aliment premier âge pour lapereaux allaités avec accès facilité au nid qui permettrait de compenser le défaut d’accès au lait.
Procédures
Une injection par voie intramusculaire d’ocytocine sera réalisée sur des lapines en lactation afin de stimuler l’éjection du lait. Cette intervention est nécessaire pour réaliser le prélèvement de lait. L’injection par voie intramusculaire aura lieu une seule fois par lactation sur un effectif maximum de 40 lapines. L'injection intramusculaire d'ocytocine et le prélèvement de lait est effectué en moins de 10 minutes
Impact sur les animaux
La procédure pouvant induire une nuisance concerne la contention des lapine et l’injection intramusculaire d’ocytocine. Celle-ci n’est pratiquée qu’une seule fois par lactation autour du pic de lactation (entre J17 et J21). L’injection d’ocytocine en intramusculaire engendre la douleur de la piqure.
Devenir
A l’issue de l’administration par voie intramusculaire d’ocytocine, un prélèvement de lait sera réalisé. Les femelles pourront etre utilisé pour d’autres protocoles sur les cycles de reproduction suivant.
Remplacement
L’objectif du projet est de tester de nouvelles modalités d’allaitement pour limiter le recours à l’élimination des lapereaux surnuméraires dans la filière d’élevage du lapin de chair. Le projet porte donc sur le continuum lapine-sécrétions lactées- lapereaux et nécessite d’être réalisé sur des animaux vivants
Réduction
Le projet porte sur le suivi de lactations d’un troupeau de lapines pour la réalisation de 3 essais. Les injections d’ocytocine pour réaliser les prélèvements de lait seront réalisées sur un effectif de 40 lapines par lactation (soit 10 par groupe expérimental pour le suivi de la qualité du lait). Nous analyserons les données à l’aide d’un modèle linéaire (ANOVA). Cet effectif, selon la littérature existante sur les concentrations en nutriment du lait, permet de mettre en évidence une différence significative associée à un effet fort à 40 % (f = 0.4) ce qui est attendu notamment avec l’effet de l’aliment.
Raffinement
L’injection d’ocytocine n’aura lieu qu’une seule fois par lactation au pic de lactation. L’ensemble du personnel qui réalisera des prélèvement a déjà réalisé ce geste à plusieurs reprise. Les mesures de raffinement consisteront à réduire le plus possible l’intensité et la durée de la douleur ou du stress que peuvent engendrer l’injection d’ocytocine (manipulation de la lapine). La lapine sera observée après l’injection d’ocytocine de manière individuelle. Les lapines seront surveillées après le prélèvement de lait pour confirmer la reprise normale de l’allaitement. L’état de santé des lapines sera suivi individuellement. Leur état corporel et leur poids sera suivi chaque semaine. Les injections d’ocytocine et les prélèvements de lait ne seront réalisés que sur des femelles en bonne santé. Si une femelle présente un trouble sanitaire comme par exemple une mammite elle sera sortie du protocole et soignée
Choix des espèces
Les objectifs du projet sont centrés sur une amélioration des pratiques d’élevage du lapin de chair en vue de réduire le recours à l’élimination à la naissance. L’utilisation du modèle lapin est donc indispensable Le projet porte sur les modifications de pratiques d’allaitement en élevage il nécessite l’utilisation de lapines en lactation et des lapereaux allaités par ces lapines.
Évaluation de 3 nouveaux candidats de radiothérapie interne vectorisée, ciblant le récepteur à l’apeline dans différents modèles murins de tumeurs.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
2040 souris vont être utilisées, chacune portant une tumeur implantée par injection ou par chirurgie puis soumise à des séances d'imagerie sous anesthésie répétées jusqu'à quatre fois par semaine. Les procédures impliquent un niveau de souffrance allant jusqu'à sévère pour 1200 d'entre elles, avec anesthésies répétées, douleurs postopératoires et gêne croissante liée à la tumeur au cerveau, aux poumons ou au ventre. Le projet évalue trois candidats de radiothérapie interne censés cibler les tumeurs tout en épargnant les tissus sains. Les souris porteuses de tumeurs sont tuées pour analyse, celles qui n'en développent pas étant gardées en vie pour un autre projet.
Objectifs
Ce projet vise à créer un nouveau traitement contre le cancer en utilisant la radioactivité ciblée. L'idée est d'envoyer de petites doses de rayonnement directement au cœur des tumeurs pour les détruire, tout en épargnant les tissus sains. Le problème actuel Aujourd'hui, nous utilisons déjà des petites molécules pour transporter la radioactivité vers les tumeurs. Le problème, c'est qu'elles sont éliminées beaucoup trop vite par l'organisme (par les urines). Elles n'ont donc pas le temps de bien se fixer sur la tumeur pour la détruire efficacement. Notre solution : Le "Vecteur à deux mains" Pour corriger cela, nous développons un nouvel outil (appelé nanobody) qui fonctionne comme s'il avait deux mains : Une main pour s'accrocher à la tumeur : elle reconnaît une signature spécifique à la surface des cellules cancéreuses. Une main pour s'accrocher au sang : elle s'agrippe à une protéine naturellement présente dans le sang pour s'en servir comme d'un "bus". Cela permet au médicament de rester circulant beaucoup plus longtemps au lieu d'être éliminé tout de suite. Comment allons-nous procéder ? Pour vérifier que cette idée fonctionne, nous allons comparer quatre outils différents : Le modèle classique (qui est éliminé vite). Un modèle qui s'accroche mieux à la tumeur mais circule peu. Un modèle qui circule longtemps mais ne vise pas la tumeur. Notre candidat final : celui qui sait à la fois voyager longtemps et s'accrocher fermement au cancer. Les étapes du projet En laboratoire : On prépare nos outils et on vérifie qu'ils sont bien "armés" avec la radioactivité. L'étude du voyage : On observe chez la souris comment l'outil se déplace dans le corps et s'il trouve bien le chemin de la tumeur. L'efficacité : On vérifie si ce nouveau traitement permet réellement de réduire la taille des tumeurs et d'améliorer la santé des animaux.
Bénéfices attendus
Le but de cette recherche est de créer une nouvelle arme contre des cancers très agressifs et difficiles à soigner, comme ceux du cerveau (glioblastome) ou du pancréas. (1). Une avancée pour la médecine Actuellement, nous savons utiliser certaines molécules pour "voir" les tumeurs grâce à l'imagerie. Ce projet propose d'aller plus loin : transformer ces outils de diagnostic en véritables outils de soin. Au lieu de simplement montrer où est le cancer, notre molécule servira de véhicule pour transporter un traitement radioactif capable de détruire les cellules malades de l'intérieur. (2). Un traitement plus précis et moins toxique L'un des grands défis de la radiothérapie est d'éliminer la tumeur sans abîmer les organes sains autour. En apprenant à notre "véhicule" à rester plus longtemps dans le sang et à mieux s'accrocher au cancer, on s'assure que la radioactivité se concentre là où elle est utile. C'est ce qu'on appelle la médecine de précision : un traitement sur-mesure, plus efficace et mieux toléré par le patient. (3). Une étape clé avant les tests sur l'humain En testant cette solution sur des modèles qui imitent la réalité de la maladie (avec un système immunitaire actif), nous préparons le terrain pour de futurs essais chez l'homme. Cela permet de vérifier la sécurité et l'efficacité du traitement avec une grande fiabilité. 4. Un moteur pour l'innovation locale Enfin, ce travail ne reste pas enfermé dans un laboratoire. Il est soutenu par des organismes qui aident à transformer les découvertes scientifiques en solutions concrètes. S'il réussit, ce projet pourra déboucher sur la création de brevets et de nouveaux médicaments produits par l'industrie, faisant de notre région un acteur majeur de la lutte contre le cancer.
Procédures
Chaque animal aura : (1) Une mise en place du modèle tumoral sous anesthésie générale : soit par injection sous-cutanée (procédure d'environ 5 min), soit par chirurgie (procédure de 15 à 45 min). (2) Une série d'imageries sous anesthésie générale avec une injection dans la veine de la queue du traceur, durée moyenne : 5 min pour l'injection et 30 minutes pour l'imagerie par session, fréquence maximale : 4 par semaine pendant 2 semaines, ou 1 par semaine pendant 2 mois. (3) Des contentions sur souris vigile 1 à 2 fois par semaine pour mesurer la croissance des tumeurs, environ 2-3 min. (4) Des prélèvements sanguins au niveau de la queue sous anesthésie générale en même temps que les imageries pour limiter le nombre d'anesthésies (temps de prélèvement 1 à 2 min, fréquence : 4 prélèvement le premier jour à 20 minutes d'intervale, puis 1 prélèvement par jour pendant 6 jours).
Impact sur les animaux
Dans ce projet, l'inconfort pour les animaux peut venir de deux sources : les interventions de l'équipe scientifique et le développement naturel de la maladie. (1). L'inconfort lié aux examens et aux soins Pour tester le traitement, nous devons faire des injections et de petites prises de sang (l'équivalent d'une goutte). Même si ces gestes sont rapides, ils peuvent causer un léger stress ou de petites marques sur la peau. De plus, pour que les images (scanners) soient nettes, les animaux doivent être endormis. Ces anesthésies répétées peuvent fatiguer leur organisme ou rendre leur réveil un peu plus difficile. (2). L'inconfort lié aux interventions chirurgicales Pour certains types de cancers situés à l'intérieur du corps, une petite opération est nécessaire. Comme pour un humain, cela peut provoquer des douleurs juste après l'intervention, des risques de fatigue ou de petites infections au niveau de la cicatrice. (3). L'inconfort lié à l'évolution de la maladie Au fur et à mesure que la tumeur grandit, elle peut gêner l'animal de différentes façons selon l'endroit où elle se trouve : (a) Au cerveau : Elle peut causer des difficultés à se déplacer, des tremblements ou une perte d'appétit. (b) Aux poumons : Elle peut rendre la respiration plus lourde ou plus rapide. (c) Au ventre (pancréas, côlon, prostate) : Elle peut gêner la digestion, provoquer un gonflement du ventre ou des difficultés pour uriner. (d) Au sein : Elle peut créer une gêne physique due à son volume ou fatiguer l'organisme.
Devenir
Les animaux qui développeront des tumeurs seront mis à mort, car ils ne peuvent être soignés et leurs organes et tumeurs seront prélevés afin de faire des analyses post mortem et de potentialiser le maximum d'informations que l'on pourra retirer de cette étude. Les animaux ne développant pas de tumeurs seront gardés en vie et pourront être réutilisés dans un autre projet.
Remplacement
Pour savoir si un médicament contre le cancer fonctionne, il ne suffit pas de regarder s'il tue les cellules dans une éprouvette. Il faut comprendre comment il voyage dans le sang, comment il évite les pièges du corps et s'il arrive à trouver sa cible sans être éliminé trop vite par les reins. Aujourd'hui, aucun ordinateur ni aucun test en laboratoire ne peut reproduire fidèlement cette complexité d'un corps vivant. Pour utiliser le moins d'animaux possible, nous effectuons un tri drastique en amont : (1) Vérification des cibles : Nous ne travaillons qu'avec des cellules dont nous sommes certains qu'elles portent la "serrure" (le récepteur) que notre médicament doit ouvrir. (2) Tests de laboratoire préalables : Avant d'être testé chez la souris, chaque nouveau médicament doit prouver son efficacité dans des tubes à essais. Si la molécule ne s'accroche pas parfaitement aux cellules en laboratoire, elle est abandonnée et n'est jamais testée sur l'animal. Nous utilisons des modèles de souris spécifiques qui permettent soit d'étudier des tumeurs humaines, soit d'observer comment les défenses naturelles (le système immunitaire) réagissent au traitement. C'est cette précision qui nous permet d'obtenir des résultats fiables tout en limitant le nombre d'études nécessaires.
Réduction
Grâce aux caméras de haute technologie (l'imagerie), nous pouvons suivre l'évolution d'une tumeur chez la même souris tout au long de l'étude. Autrefois, il fallait sacrifier des groupes d'animaux à chaque étape pour comprendre ce qu'il se passait. Aujourd'hui, une seule souris nous donne des informations sur plusieurs semaines, ce qui divise massivement le nombre d'animaux nécessaires. Nous ne lançons pas d'études au hasard. Avant de passer à l'étape animale, nous effectuons de nombreux tests en éprouvette. Si nous connaissons déjà bien un modèle de cancer grâce à nos travaux précédents, nous sautons les étapes de mise au point pour aller directement à l'essentiel. Cela évite d'utiliser des animaux pour des étapes de préparation inutiles. Nous utilisons des outils statistiques pour calculer exactement combien d'animaux sont nécessaires pour que nos résultats soient vrais et incontestables : Pour l'étude du voyage du médicament : Nous avons calculé qu'il nous faut environ 10 souris par groupe pour comparer nos 4 molécules de manière fiable. Pour l'étude de l'efficacité du traitement : Nous utilisons 12 souris par groupe. Ce nombre est un peu plus élevé pour nous permettre de suivre la survie des animaux sur le long terme et de garantir que nos conclusions sur l'efficacité du soin sont solides. En résumé, chaque animal compte. Nous n'utilisons que le strict minimum pour garantir que les futurs traitements pour les patients seront basés sur des preuves scientifiques indiscutables.
Raffinement
Le "Raffinement" consiste à mettre en place toutes les mesures possibles pour réduire le stress et la douleur des animaux durant l'étude. (1). Un cadre de vie plus agréable. Pour que les souris se sentent bien, nous aménageons leurs cages avec des accessoires : petites maisons, coton pour faire des nids et tunnels pour se cacher. Si une souris est un peu fatiguée, nous lui facilitons la vie en plaçant une nourriture spéciale (plus molle ou sous forme de gelée) directement au sol pour qu'elle puisse manger sans faire d'effort. Les souris sont hébergées par groupe de 5 afin d’avoir un contact social nécessaire à l’espèce et sont laissées tranquilles pendant une période d’au moins 7 jours lors de leur arrivée pour qu’elles s’habituent à leur nouvel environnement. La zone d’hébergement et d’expérimentation est une zone très propre sans aucun microbe : tout le matériel est stérilisé, le flux d’air est filtré et indépendant pour chaque cage, l’eau de boisson est filtrée et la nourriture est irradiée, afin d’avoir un environnement complètement sain pour nos souris avec un système immunitaire déficient. (2). Une gestion rigoureuse de la douleur et des soins. Contre la douleur : Pour chaque opération, nous utilisons plusieurs types d'antidouleurs. C'est comme pour une chirurgie humaine : nous combinons des médicaments qui agissent sur tout le corps avec des produits anesthésiants appliqués directement sur la zone de l'opération. Soins attentifs : Nous surveillons très précisément la cicatrisation. Si un signe d'infection apparaît, nous donnons des antibiotiques après avis d'un vétérinaire. Maintien de la chaleur : Comme l'anesthésie a tendance à refroidir le corps, les souris sont systématiquement installées sur des tapis chauffants pendant les examens et jusqu'à leur réveil complet. (3). Une surveillance de chaque instant. Les souris sont visitées chaque jour et 2 fois par semaine, nous utilisons une grille de suivi pour noter l'état de santé de chaque animal. Nous avons fixé des limites très claires : si un début de mal-être est perçu, des actions adaptées à la cause sont mises en place, comme des antalgiques, des pommades cicatrisantes, de la nourriture plus appétissante, des antibiotiques ; et si une souris perd trop de poids ou si elle commence à avoir de vraies difficultés à respirer ou à se déplacer, nous prenons la décision de l'endormir définitivement. Le but est d'obtenir des réponses scientifiques sans jamais laisser une souffrance inutile s'installer.
Choix des espèces
La souris est l'animal de référence pour ce projet pour plusieurs raisons pratiques et scientifiques : 1. Une compatibilité avec les cellules humaines Certaines souris ont un système de défense naturel (immunité) volontairement affaibli, ce qui nous permet d'étudier directement des tumeurs humaines. Pour d'autres tests, nous utilisons des souris avec un système immunitaire complet pour observer comment les défenses naturelles réagissent au traitement. 2. Un format idéal pour nos caméras La petite taille de la souris est parfaitement adaptée à nos scanners de haute précision. Cela nous permet de voir avec une grande clarté où se fixe le médicament radioactif dans le corps, tout en utilisant des quantités très faibles de produit. 3. Des connaissances déjà solides Le corps de la souris est très bien connu des scientifiques. Nous savons déjà comment nos cibles (les "serrures" sur lesquelles le médicament se fixe) fonctionnent chez elle. Cela nous permet de comparer nos résultats avec d'autres études déjà réalisées et d'être plus confiants dans nos conclusions. 4. Des réponses prévisibles pour utiliser moins d'animaux Les souris utilisées en laboratoire sont biologiquement très proches les unes des autres. Cette similitude garantit que leurs corps réagiront de façon très semblable au traitement. Cela réduit les différences de résultats "au hasard" et nous permet d'obtenir des preuves scientifiques solides avec un nombre d'animaux réduit au strict minimum.
Comprendre comment un dysfonctionnement mitochondrial conduit à une atteinte du motoneurone et du cœur chez un modèle murin de sclérose latérale amyotrophique
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
- Système nerveux
Jusqu'à sept passages sur un dispositif rotatif et quatre échographies cardiaques par animal sur un suivi de six mois, 720 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées à l'issue. Porteuses d'une mutation liée à la sclérose latérale amyotrophique, elles développent faiblesse musculaire, insuffisance cardiaque et perte de poids rapide, avec une espérance de vie ne dépassant pas quatorze mois. Le porteur indique avoir mené des travaux préalables sur des cellules de patients, mais conclut que seule une souris reproduit une pathologie touchant plusieurs organes. La souris est retenue pour la similarité de son cerveau avec les régions humaines atteintes.
Objectifs
La sclérose latérale amyotrophique est une maladie neurodégénérative. Elle se déclare à l'âge adulte (40-80 ans) et évolue, en 3 à 5 ans, vers la paralysie complète et le décès du patient. Elle est causée par la mort de certains neurones (motoneurones), entraînant un affaiblissement progressif et une atrophie des muscles. À ce jour, il n'existe pas de traitement contre la sclérose latérale amyotrophique car les mécanismes physiopathologiques restent partiellement méconnus. La sclérose latérale amyotrophique touche les deux sexes et son incidence augmente avec l'âge à partir de 40 ans. Dans une cohorte humaine de patients souffrant de sclérose latérale amyotrophique, des chercheurs ont identifié la mutation d'une protéine. Parmi tous les facteurs impliqués dans la pathogenèse, un dysfonctionnement de certains orgabite (mitochondries) de la cellule a toujours été envisagé comme un acteur majeur de cette pathologie. Néanmoins, les atteintes des neurones pures étant rarement observées dans les pathologies mitochondriales, l’hypothèse d’un rôle causal des mitochondries dans la pathologie a longtemps été débattue. L’identification de mutations dans le gène étudié fut la première preuve génétique démontrant le rôle primaire de la mitochondrie dans des atteintes du motoneurone. Récemment, il a été démontré qu’il est possible de corriger ou de contourner génétiquement certains défauts de la chaîne respiratoire mitochondriale dans des modèles murins de maladies mitochondriales, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives thérapeutiques. Sur la base de ces avancées, nous faisons l’hypothèse qu’une approche similaire pourrait permettre de compenser les défauts mitochondriaux dans le modèle rongeur, et ainsi d’évaluer le potentiel de correction génétique des fonctions mitochondriales dans un contexte de maladie du motoneurone et maladie cardiaque.
Bénéfices attendus
A terme, les résultats de ce projet permettront de comprendre plus précisément certains mécanismes impliqués dans la maladie de Charcot (Sclérose Latérale Amyotrophique). Ils pourraient permettre le développement de nouveaux médicaments, permettant ainsi de prévenir ou freiner le développement des maladies neurologiques chez les patients.
Procédures
Les animaux seront soumis à des évaluations fonctionnelles et à des examens non invasifs ou peu invasifs, ainsi qu’à une procédure terminale pour certains d’entre eux, dans le cadre d’un protocole visant à étudier des mécanismes biologiques liés au vieillissement. Procédure 1 (suivi longitudinal) Cette procédure inclut deux types d’évaluations, réalisées sur des animaux éveillés ou sous anesthésie légère, sans douleur ni détresse significative : 1. Évaluation de la motricité : Les animaux seront placés sur un dispositif rotatif (test de coordination motrice) pour mesurer leur endurance et leur équilibre. Chaque séance durera entre 5 et 10 minutes, avec un maximum de 15 minutes par animal (temps cumulé incluant une phase d’habituation). Ce test sera répété jusqu’à 7 fois par animal sur l’ensemble du suivi. 2. Examen cardiaque : Une échographie sera réalisée sous anesthésie légère (gaz anesthésiant) pour visualiser le fonctionnement du cœur. Chaque examen durera environ 10 minutes, avec un maximum de 20 minutes par séance, et sera répété jusqu’à 4 fois par animal. La durée totale de cette procédure est de 6 mois par animal, incluant les différentes évaluations fonctionnelles et les examens cardiaques. Procédure 2 (suivi longitudinal avec collecte terminale de tissus) Cette procédure reprend les mêmes évaluations que la procédure 1 (motricité et échographie cardiaque, avec les mêmes fréquences et durées), et ajoute une étape terminale pour la collecte de tissus. Cette étape, réalisée en fin de protocole, consiste en : • Une anesthésie générale profonde, administrée par injection, pour assurer l’inconscience de l’animal avant toute manipulation. Une analgésie (médicament contre la douleur) sera préalablement administrée pour prévenir toute souffrance. • Une perfusion intracardiaque (injection d’une solution de fixation dans le cœur) pour préserver les tissus (cerveau, moelle épinière, muscles, cœur, etc.) en vue d’analyses ultérieures. Cette étape, d’une durée de 20 à 30 minutes par animal, est réalisée sans réveil de l’animal et est suivie d’une confirmation de la mort par une méthode rapide et indolore. La durée totale de cette procédure est également de 6 mois par animal, incluant les évaluations fonctionnelles et l’étape terminale.
Impact sur les animaux
Notre étude précédente sur une lignée de souris a montré que ces animaux avaient une espérance de vie ne dépassant pas 14 mois. Pour cette raison, nous prévoyons de suivre la fonction cardiaque par échographie et d'utiliser un indicateur qui représente une mesure directe du bon fonctionnement contractile de la partie du cœur responsable pour l’oxygénation corporelle comme point limite. De plus, ces souris ne prennent pas de poids comme leurs congénères témoins à partir de l'âge de 10 semaines environ. Les souris mutantes développent une faiblesse musculaire et les signes cliniques apparaissent au stade final caractérisé par une insuffisance cardiaque et une perte de poids rapide la semaine avant la mort.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de l’expérimentation pour pouvoir réaliser des prélèvements.
Remplacement
Dans un but de remplacement, des expériences ont été réalisées précédemment sur des cellules en culture par nos collaborateurs. Les expériences réalisées sur des cellules issus de patients porteurs de la mutation d'intérêt nous ont permis d'identifier de potentiels mécanismes impliqués dans ces maladies. Des expériences réalisées sur des cellules de patients reprogrammées vers l'état embryonnaire et ensuite différenciées vers les cellules de l'organe d'intérêt présente un potentiel important pour remplacer et réduire l'utilisation de l'animal. Cependant, la pathologie touchant plusieurs organes, seul un modèle animal permettra de comprendre et d'étudier les conséquences multiples de cette mutation sur les mécanismes moléculaires conduisant aux maladies étudiées.
Réduction
Des calculs statistiques de l'effectif nécessaire pour un test de comparaison de deux échantillons indépendants ont été réalisés avec l’aide de biostatisticiens. Nous prévoyons pour ce projet un total de 720 souris. Les animaux seront ensuite utilisés pour comprendre les mécanismes moléculaires impliqués. Les études pilotes ont déjà été menées, permettant de réduire le nombre d’animaux en ciblant 3 phases distinctes détaillées ci-dessous. 2 types de tests statistiques sont envisagés pour comparer les résultats. Les effets des variables âge, sexe, date de mise à mort, cage et nombre de souris dans la cage seront mesurés à l’aide de modèles statistiques spécifiques.. L'utilisation de l'échocardiographie longitudinale permet de réduire le nombre d'animaux, rendant inutile la réalisation de multiples analyses histologiques de la fonction cardiaque tout au long de la vie de la souris.
Raffinement
Dans un but de raffinement, l’utilisation d’une fiche d'observation détaillée (en lien avec le phénotype attendu) permettant un suivi optimal des animaux sera mise en place tout en respectant les points limites. Les animaux seront observés quotidiennement et évalués hebdomadairement, ce qui permettra d’identifier précocement tout signe clinique, de stress ou de douleur. Pour ce qui est la gestion de la douleur, nous effectuons un suivi rigoureux et régulier et l’utilisation d’analgésique le cas échéant. De plus, toutes les procédures potentiellement invasives ou générant un inconfort significatif, telles que les échographies cardiaques, seront réalisées sous anesthésie appropriée afin de minimiser le stress et la douleur des animaux. Puisque les souris porteuses de la mutation d’intérêt manifestent la pathologie étudiée, nous suivrons la fonction cardiaque par échographie durant la durée de vie de l’adulte, ce qui permet d’anticiper l’apparition d’atteintes au bien-être des animaux. La pathologie étant associée à une prise de poids diminuée à partir de 10 semaines d’âges, les animaux seront pesés avant les séances d’échographie. Lorsqu'une perte de poids entre 10% et 20% sera observée par rapport à la dernière mesure, une surveillance quotidienne se fera, de l'eau et de la nourriture gélifiée seront également ajoutés dans la cage. Si, lors de cette surveillance, un stress est observé, un enrichissement de la cage sera réalisé et une surveillance accrue sera effectuée.
Choix des espèces
Certaines questions d'intérêt scientifique nécessitent des expériences sur les animaux mais nous utiliserons deux procédures alternatives : expériences sur les cellules humaines disponibles et cellules animales (souris) maintenues en culture, et l’exploration de certains mécanismes par simulation informatique. Néanmoins, nous ne pouvons pas étudier la physiopathologie des maladies qui nous intéressent ex vivo car les phénomènes sont multifactoriels. Les modèles d’animaux sont nécessaires pour évaluer in vivo au cours de plusieurs mois le développement des altérations pathologiques propres aux organes en question. Le choix de la souris est lié à ces deux considérations : 1) tous les gènes concernés sont conservés chez la souris et l’homme, ainsi que leur fonction ; 2) la souris est le modèle de choix pour les techniques qui visent à introduire des mutations. L'étude de la lignée murine réalisée précédemment par nos collaborateurs a permis d'observer que ces animaux présentaient une espérance de vie ne dépassant pas 14 mois. De plus, une prise de poids diminuée par rapport aux souris contrôles est observée à partir de 10 semaines. À la suite de ces résultats, nous prévoyons d'utiliser les animaux à trois stades de développement : - stade correspondant à l'atteinte finale de la maladie (= environs 8-12 mois, soit perte de poids supérieure à 15% par rapport à la pesée précédent la 1ère diminution de poids, soit un affaiblissement partiel de l'extension des pattes ou tremblements, associé à une incapacité pour la souris de se retourner par elle-même lorsqu'elle est sur le flanc en moins de 15 secondes), soit une fraction d’éjection réduite. - stade d'apparition des premiers signes cliniques = 3 mois de vie - stade intermédiaire = 7 mois de vie (stade nécessaire pour comprendre la cinétique d'apparition des signes d'atteintes tardifs)
Exploration de la fonction endocrine de la surrénale dans des modèles murins
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
498 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacune reçoit une ou deux injections et un prélèvement sanguin de moins d'une minute, pour explorer la fonction hormonale de la glande surrénale en réponse au stress. Le porteur signale que des protocoles identiques antérieurs n'avaient montré aucune souffrance observable, et prévoit néanmoins la mise à mort de tous les animaux pour prélever leurs tissus. Il retient la souris pour sa physiologie endocrine proche de l'humain et son aptitude aux modifications génétiques.
Objectifs
La surrénale est une glande endocrine qui, par ses sécrétions hormonales permet la survie de l’individu. La surrénale est considéré comme l’organe principale de la réponse au stress et dépend de l’intégrité du cortex surrénalien, organisé en zones concentriques spécialisées : la zone glomérulée (zG) pour les minéralocorticoïdes (aldostérone) et la zone fasciculée (zF) pour les glucocorticoïdes (cortisol chez l’homme et corticostérone chez la souris). Les mécanismes responsables du maintien de cette organisation sont encore largement incompris. Des études antérieures ont permis de montrer que des modulations de la SUMOylation (modification des protéines) entraine des perturbations de la fonction endocrine de cette glande. Par ailleurs, d’autres travaux ont permis de montrer que les surrénales males et femelles ont des fonctions surrénaliennes propres à chacun des sexes. L’objectif de ce projet est d’étudier la fonction endocrine de la surrénale en réponse à différents stimulis dans plusieurs modèles murins.
Bénéfices attendus
La réalisation de ce projet permettra une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans la fonction surrénalienne et en particulier : 1) l’impact des mécanismes de SUMOylation (mécanismes de modification des protéines) ainsi que des acteurs du dimorphisme sexuel mais également 2) l’identification des modifications protéiques lors des différentes stimulations surrénaliennes.
Procédures
Les souris vigiles seront soumises à une injection (234 souris) ou deux injections (264 souris) et un prélèvement de sang (264 souris), Ces interventions durent moins de 1 minute par souris.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables des traitements réalisés sur 4 jours, peuvent être une perturbation du sommeil et de l’excitabilité. Les études antérieures utilisant les mêmes protocoles n’ont montré aucun comportement particulier, ni souffrance observable.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de l’expérience en vue du prélèvement des tissus requis pour la réalisation de différentes analyses.
Remplacement
Ce projet concerne l’étude de l’exploration fonctionnelle d’un organe de réponse au stress dont l’activité est soumise à un rétrocontrôle hypothalamo-hypophysaire. Il n’existe aucune méthode alternative permettant d’intégrer ces différents niveaux de complexité.
Réduction
L’étude se fera sur 498 animaux au maximum Afin de diminuer le nombre d’animaux, les mêmes groupes témoins seront utilisés lorsque cela est possible ce qui permettra de diminuer le nombre de souris (diminution de 88 souris). De plus, Les animaux des groupes témoins seront issus des mêmes portées que les animaux génétiquement modifiés. Nous utiliserons les mêmes animaux pour réaliser deux stimulations surrénaliennes différentes.
Raffinement
Les animaux seront élevés dans un environnement contrôlé et enrichi selon les recomandations en vigueur. Les animaux seront hébergés par groupe de 4 individus pour permettre le maintien d’un bien-être social. Les animaux seront surveillés quotidiennement par du personnel qualifié. La surveillance se fera 2 fois par jour lors des différents traitements. Aucun raffinement supplémentaire n’est requis lors de nos procédures.
Choix des espèces
La souris présente une physiologie endocrine, très proche de l’espèce humaine et est le modèle mammifère de choix pour réaliser des modifications génétiques. Enfin, les méthodes d’exploration de la fonction hypothalamo-hypophysaire-corticotrope sont les mêmes que celles utilisées chez l’homme Pour l’analyse de la réponse endocrine de la surrénale, les animaux seront utilisés à l’âge de 11 semaines qui correspond à un stade adulte.
Modèle de vieillissement chez le rongeur : outils d’évaluation préclinique de thérapies ralentissant le vieillissement
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
Rats : 800
Pour tester des thérapies censées ralentir le vieillissement, 1600 souris et rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, tous tués à l'issue pour prélèvement d'organes. Chaque animal reçoit des traitements par injection ou par gavage et subit des prélèvements sanguins répétés, tandis que le protocole laisse la santé se dégrader avec l'âge, avec tumeurs, déclin moteur et perte de poids. Les bénéfices avancés pour la médecine gériatrique restent renvoyés au conditionnel et au moyen terme. Sur le remplacement, le porteur affirme que les cultures cellulaires ne reproduisent pas la complexité d'un "organisme entier" et conclut au recours aux rongeurs.
Objectifs
Le vieillissement en bonne santé est devenu un enjeu crucial avec l'augmentation de la population gériatrique dans le monde entier. Le vieillissement est un processus biologique complexe qui entraîne un déclin progressif des fonctions physiologiques de l'organisme. Il résulte d'une combinaison de changements cellulaires et moléculaires qui s'accumulent au fil du temps, tels que les dommages à l'ADN, le dysfonctionnement mitochondrial et l'accumulation de cellules sénescentes. Ce processus est très individuel, ce qui fait que l'âge biologique diffère souvent de l'âge chronologique. Ce projet a pour objectif d’apporter des éléments de réponse à des questions comme Quelle est la fenêtre d'intervention thérapeutique optimale pour inverser ou ralentir le déclin ? ou encore La solution améliore-t-elle les fonctions physiologiques intégrées ou se contente-t-elle de modifier un marqueur moléculaire ?
Bénéfices attendus
À court terme, les modèles rongeurs permettent une validation rapide des hypothèses. En quelques mois, on peut : (i) Établir une preuve de concept : on peut rapidement tester si une molécule ou un régime alimentaire a un effet sur les marqueurs du vieillissement. (ii) Évaluer la sécurité et la toxicité d’un traitement potentiel pour ses effets secondaires indésirables avant d'envisager des études plus longues ou plus complexes. (ii) Obtenir des données préliminaires À moyen terme, ces modèles permettent une compréhension plus profonde des mécanismes du vieillissement et de l'efficacité d'un traitement. (i) Étudier les effets à long terme : La durée de vie relativement courte des rongeurs permet d'étudier l'impact d'une intervention sur la longévité et la santé. On peut observer si un traitement retarde l'apparition de signes caractéristiques du vieillissement. (ii) Élucider les mécanismes d'action : En analysant des échantillons de tissus et de fluides à différents âges, on peut identifier les voies moléculaires et cellulaires par lesquelles une thérapie fonctionne. (iii) Optimiser les traitements : on peut ajuster les doses, la fréquence et la voie d'administration d'un traitement pour trouver le protocole le plus efficace. Les bénéfices à long terme de ces modèles sont d'une importance capitale pour la médecine translationnelle et la santé publique. (i) Développement de thérapies cliniques : Les données solides obtenues sur les rongeurs sont essentielles pour justifier le passage aux essais cliniques chez l'humain. Elles réduisent les risques et augmentent les chances de succès des futurs médicaments. (ii) Identification de nouveaux biomarqueurs : La recherche sur les rongeurs peut révéler de nouveaux marqueurs biologiques du vieillissement, qui pourraient ensuite être utilisés pour évaluer le "vrai" âge biologique ou la réponse aux traitements chez l'humain. (iii) Amélioration de la compréhension du vieillissement humain : Les découvertes faites sur ces modèles contribuent à une meilleure compréhension des maladies liées à l'âge et peuvent mener à de nouvelles stratégies de prévention. En fin de compte, l'objectif est d'améliorer la qualité de vie et de prolonger la période de bonne santé chez les personnes vieillissantes.
Procédures
Dans ce modèle in vivo de vieillissement, les rongeurs sont soumis à très peu d'interventions, principalement pour l'administration des traitements et la collecte d'échantillons. Des efforts sont faits pour limiter l'impact de ces interventions en suivant des protocoles de réduction de la douleur et du stress. L'anesthésie avec l'isoflurane induit un stress de courte durée (15 secondes). Les piqûres d’aiguille pour traiter les animaux entraînent une douleur légère de courte durée (2 secondes). Les traitments seront administrés en intrapéritonéal 10 sec, en sous-cutané 15 sec, ou par gavage 20 sec sur animaux vigiles.
Impact sur les animaux
Effets liés au vieillissement : La principale source de nuisance est la détérioration progressive de la santé de l'animal. Cela inclut : déclin cognitif, diminution de la mobilité, pathologies liées à l'âge (apparition de tumeurs), altérations physiologiques. Les animaux peuvent également souffrir d'une perte de poids liée à l'âge. Nuisances liées au protocole expérimental: L'administration de substances par voie orale, intrapéritonéale ou sous-cutanée peut causer de la douleur ou du stress à l'animal. Les injections répétées, en particulier, peuvent induire un inconfort. Les prélèvements sanguins peuvent causer un inconfort physique. Des efforts sont faits pour limiter ces impacts en suivant des protocoles de réduction de la douleur et du stress. L’ensemble de ces effets sera suivi attentivement par un monitoring clinique rigoureux, afin de détecter rapidement toute altération significative de l’état des animaux et de mettre en place, le cas échéant, des mesures correctives ou un arrêt anticipé de l’expérimentation.
Devenir
A la fin de la procédure tous les animaux sont mis à mort, afin d’en prélever les organes et fluides biologiques afin de quantifier des biomarqueurs divers et valider l'efficacité de la thérapie analysée.
Remplacement
Le protocole prévu dans ce projet ne peut pas être transposé efficacement dans un système in vitro. Il existe plusieurs alternatives non animale pour investiguer le processus de vieillissement, mais elles ne peuvent pas remplacer totalement les tests sur les animaux utilisés dans ce projet. 1. Modèles in vitro : Les cultures cellulaires humaines ou animales permettent d’étudier des interactions cellulaires et les réponses inflammatoires. Cependant, elles ne peuvent pas reproduire la complexité d'un organisme entier, notamment les interactions multicellulaires complexes et la réponse immunitaire systémique. 2. Modèles ex vivo : Les tissus humains ou animaux (biopsies, explants) permettent d’étudier des processus biologiques en conditions plus réalistes, mais il manque des interactions entre plusieurs systèmes organiques. 3. Modèles organoïdes et organes sur puce : Ces systèmes imitent des organes pour étudier les réponses biologiques. Cependant, ils ne peuvent pas reproduire la réponse systémique d'un organisme complet. 4. Modélisation informatique : Les simulations informatiques ne peuvent pas simuler toutes les réactions biologiques complexes d'un organisme vivant. Ces alternatives ne peuvent pas complètement remplacer les animaux, car les modèles non animaux ne peuvent pas reproduire la complexité d’un organisme vivant complet, limitant leur capacité à simuler des réponses biologiques globales et interconnectées.
Réduction
La réduction du nombre d’animaux sera mise en oeuvre par l’estimation du nombre minimal d’animaux permettant de garantir l’interprétabilité des résultats. De façon systématique des analyses statistiques sont effectuées afin de déterminer le nombre d’animaux optimal afin de produire des résultats robustes pour chaque point de mesure.
Raffinement
La fréquence de surveillance des animaux est essentielle pour garantir leur bien-être. Les signes de détérioration de l’état de santé, tels que la perte de poids, fièvre, modifications de la mobilité, ou respiration laborieuse, sont particulièrement surveillés par l'observation de points limites en raison des effets du vieillissement. Si des signes de stress apparaissent, nous actionnerons des actions correctives. Des critères d'arrêt sont définis pour éviter la souffrance excessive des animaux. L’objectif est de garantir que l’état de l’animal est constamment suivi et que des soins vétérinaires sont fournis dès que nécessaire. La prévention du stress est intégrée au protocole expérimental par l'utilisation d'une anesthésie gazeuse et administration d'analgésique au préalable des gestes douloureux.
Choix des espèces
Les rongeurs partagent une grande similarité génétique et physiologique avec les humains. Leurs organes et systèmes fonctionnent de manière similaire, ce qui facilite l'extrapolation des résultats à l'homme. Les rongeurs développent de nombreuses pathologies liées à l'âge qui ressemblent à celles observées chez l'humain. Leur courte durée de vie est un atout majeur. La souris est privilégiée pour les phases précoces et de large criblage : Son faible poids corporel réduit la quantité de principes actifs nécessaires. C'est un avantage majeur lorsque les molécules testées sont coûteuses à synthétiser ; Sa petite taille permet la manipulation de grands effectifs, garantissant des résultats statistiquement robustes. Le rat est souvent choisi pour les phases de validation avancées et les études pharmacologiques. La taille du rat permet d'effectuer des prélèvements biologiques répétés d’un plus grand volume que chez la souris, sur le même individu tout au long de sa vie. Les animaux utilisés seront des animaux adultes.