Procédures légères
Identification d’une nouvelle endopeptidase performante pour le clivage des immunoglobulines G chez les individus séropositifs dans le cadre de la thérapie génique par virus adéno-associé
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
Une à trois injections, puis deux à sept prélèvements de sang le premier mois et un par mois ensuite pendant trois mois : 654 souris subissent ces procédures, classées en souffrance légère, toutes tuées pour prélever leurs organes. L'objet est d'identifier des enzymes capables de découper les anticorps qui bloquent les thérapies géniques par vecteur viral chez les personnes déjà immunisées. Le porteur annonce des groupes de cinq souris et trois enzymes retenues sur cinquante candidates, et ajoute qu'aucun effet indésirable majeur n'est attendu. Il n'explique pas comment ces chiffres conduisent à 654 souris, ni ce qui fixe la durée de suivi à trois mois.
Objectifs
Les vecteurs dérivés des virus adéno-associés (AAV) sont largement utilisés pour transférer un gène dans l’organisme dans le cadre de traitements de certaines maladies génétiques rares. Ces traitements sont bien tolérés chez l’homme et plusieurs d’entre eux ont déjà été autorisés par les agences de santé européennes et américaines. Toutefois, des obstacles importants freinent encore leur efficacité et leur accessibilité. L’un des principaux défis est lié au fait que de nombreuses personnes ont déjà des anticorps dirigés contre les AAV, ce qui peut empêcher le traitement de fonctionner. De plus, après une première administration, l’organisme produit de nouveaux anticorps, ce qui rend toute seconde injection inefficace. Notre laboratoire a montré qu’un traitement par une enzyme appelée IdeS, capable de dégrader ces anticorps, pouvait permettre le succès du traitement chez des animaux porteurs d’anticorps anti-AAV. Cette approche prometteuse fonctionne toutefois moins bien quand les niveaux d’anticorps sont élevés. Dans ce contexte, notre projet vise à tester d’autres enzymes similaires chez la souris, pour identifier celles qui seraient plus efficaces et sûres. L’objectif final est de développer un traitement capable de neutraliser les anticorps, afin de rendre ces thérapies accessibles à un plus grand nombre de patients, y compris ceux qui présentent déjà une immunité contre les AAV.
Bénéfices attendus
Le principal bénéfice de ce projet est de permettre aux patients avec des anticorps contre l’AAV d'accéder aux thérapies géniques, dont ils sont exclus. Le développement d’enzymes plus performantes que celles disponibles aujourd’hui pourrait permettre de neutraliser ces anticorps, d’augmenter l’efficacité des traitements et d’offrir des solutions aux patients présentant des taux d’anticorps élevés. Ce projet pourrait ainsi élargir l’accès aux thérapies géniques, améliorer leur équité et, à plus long terme, ouvrir la voie à des ré-administrations chez les patients qui nécessitent plusieurs traitements pour atteindre un bénéfice thérapeutique durable.
Procédures
Dans le cadre de ce projet, plusieurs expériences seront menées sur des souris afin d’évaluer l’efficacité et la tolérance de différentes enzymes. Les animaux recevront entre 1 et 3 injections, selon des schémas expérimentaux définis. Dans certains cas, 2 injections successives (anticorps/sérum et enzymes à tester) seront réalisées au cours de la même journée, avec un intervalle d’au moins 30 minutes entre chaque injection. Chaque injection sera effectuée rapidement, en environ 30 secondes. Des prélèvements sanguins seront réalisés régulièrement sur une période de suivi allant jusqu’à trois mois, afin de mesurer la réponse immunitaire, la sécurité des traitements, ainsi que l’efficacité du transfert de gène. Chaque prélèvement dure quelques dizaines de secondes, y compris la compression pour arrêter le saignement, puis l’animal est replacé en cage. Entre 2 et 7 prélèvements seront réalisés au cours du premier mois de l’étude, puis un prélèvement sera effectué chaque mois.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus dans ce projet concernent principalement les procédures techniques, considérées comme de gravité légère. Les souris seront soumises à plusieurs injections, ce qui peut engendrer une douleur ponctuelle liée aux piqûres ainsi qu’un stress dû à la manipulation. [CP3.1]Aucun autre effet indésirable majeur n’est attendu du fait des produits injectés ou du modèle animal utilisé.
Devenir
Tous les animaux utilisés dans ce projet seront euthanasiés à la fin des procédures expérimentales. Cela permettra de prélever des organes afin d’analyser la distribution des vecteurs et de conclure sur l’efficacité des endopeptidases.
Remplacement
1. Replacement : La thérapie génique consiste à utiliser un vecteur conçu pour transporter une copie d’un gène médicament permettant la production d’une protéine d’intérêt dans certains organes. Ce vecteur doit franchir plusieurs obstacles dans l’organisme, comme les barrières naturelles des tissus ou la réponse immunitaire. Lorsque des anticorps sont présents dans le corps, ils peuvent neutraliser ces vecteurs, ce qui empêche le bon fonctionnement du traitement. Dans ce contexte, notre objectif est d’identifier un modèle pertinent pour étudier ce phénomène. Avant d’envisager des tests sur les animaux, des expériences ont été menées en laboratoire à l’aide d’anticorps synthétiques similaires à ceux que l’on retrouve chez l’humain. Ces essais ont permis d’évaluer l’action de plusieurs enzymes capables de couper ces anticorps. Leur activité, leur rapidité d’action et leur efficacité ont ainsi été mesurées. Toutefois, ces approches en laboratoire ne permettent pas de reproduire toute la complexité des mécanismes biologiques d’un organisme vivant, notamment les interactions entre le vecteur, le système immunitaire et les barrières biologiques. C’est pourquoi l’utilisation de souris reste nécessaire à ce stade du projet. Ce modèle est reconnu comme adapté pour ce type d’étude. Seules les enzymes ayant montré les meilleurs résultats lors des tests en laboratoire seront ensuite étudiées chez l’animal, afin de limiter l’expérimentation aux cas strictement nécessaires tout en assurant la fiabilité des résultats.
Réduction
Nous avons défini la taille des groupes expérimentaux sur la base d’un test statistique, ce qui permet d’assurer la robustesse scientifique tout en limitant le nombre d’animaux utilisés. Chaque groupe sera constitué de 5 souris, nombre suffisant pour détecter les effets des traitements. Chez les mêmes souris, des prélèvements de sang et d’organes (foie, rate, système nerveux, muscles et autres tissus) seront réalisés afin de maximiser les données obtenues par individu. Nous éviterons la multiplication de groupes de contrôle non nécessaires et concentrerons les analyses sur les candidats les plus prometteurs : à partir de 50 endopeptidases initiales, seules les 3 plus efficaces seront retenues pour la phase finale de l’étude.
Raffinement
Dans cette étude, nous utiliserons des souris en bonne santé et exemptes de maladies. Elles seront suivies régulièrement afin de détecter tout signe de souffrance ou de détérioration de leur état de santé. En cas de perte de poids supérieure à 20 % ou de signes persistants de malaise après une semaine, les animaux seront euthanasiés conformément aux protocoles éthiques. Les conditions expérimentales seront conçues pour limiter au maximum le stress et la douleur, en adaptant les méthodes de manipulation et de prélèvement afin de préserver le bien-être des animaux. Nous resterons attentifs à toute amélioration ou nouvelle méthode permettant de raffiner davantage ces conditions tout au long de l'étude.
Choix des espèces
Le système immunitaire de la souris est très similaire à celui de l'humain, ce qui en fait un modèle de référence pour étudier les réponses immunitaires complexes, impliquant différents types de cellules et se déroulant dans divers organes. Chez la souris, le système immunitaire atteint sa pleine maturité à partir de l'âge de 6 semaines. Il est bien documenté et partage de nombreuses similitudes avec celui d'autres mammifères, permettant ainsi d'extrapoler les résultats à d'autres espèces, y compris les humains. Pour cette étude, nous utiliserons uniquement des souris jeunes adultes âgées de 6 à 10 semaines, afin de mieux comprendre les réponses immunitaires chez des organismes adultes. Les souris seront examinées et/ou euthanasiées entre 7 semaines et 4 mois, ce qui nous permettra d’évaluer les réponses immunitaires ainsi que l’expression du transgène.
Evaluation préclinique de produits de santé pour la chirurgie des tissus mous – MODIFICATION
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Lapins : 800
Cochons : 800
Chèvres : 160
Moutons : 640
Valider des dispositifs médicaux pour un donneur d'ordre avant leur mise sur le marché : 800 lapins, 800 cochons, 640 moutons, 320 rats et 160 chèvres vont être utilisés, tous tués à l'issue, dont 410 sans reprise de conscience. Chaque animal subit une opération de une heure trente à deux heures trente pour implanter le produit à tester, des prélèvements sanguins et jusqu'à trois séances d'imagerie, avec des transports vers des établissements partenaires. Les effets annoncés vont du défaut d'hémostase aux difficultés respiratoires, en passant par les vomissements, les diarrhées et le sang dans les selles. Le porteur indique que l'usage d'animaux est exigé par la réglementation applicable aux dispositifs médicaux, et que le donneur d'ordre s'engage seulement à ne pas faire refaire un essai à l'identique.
Objectifs
Il s’agit d’un projet de recherche et développement qui vise à étudier la performance (efficacité) de produits de santé utilisés en chirurgie des tissus mous et/ou d’en évaluer la tolérance (sécurité). Il peut s'agir de produits de renforcement abdominaux (prothèse de renforcement), de produits permettant d'arréter les saignements (colle, poudre, compresses...). Ces produits destinés à être mis en contact avec le corps humain doivent être préalablement testés pour garantir la sécurité des patients et l’efficacité lors de l'utilisation clinique. La réglementation exige de prouver l'efficacité des produits de santé et de réduire au minimum le risque de réactions indésirables avant de proposer un produit sur le marché. En ce sens, différents types d’essais peuvent être menés : - Essais de performance : - Essais de screening d’efficacité : Les essais de screening d’efficacité vérifient si la performance d’un produit mérite d’être approfondie ou s’il est nécessaire de mener d’autres études avant de passer aux essais de confirmation de performance. Ces essais sont essentiels dans la stratégie de réduction du nombre total d’animaux utilisés. - Essais de confirmation de performance : Les essais de confirmation de performance sont effectués après validation des essais de screening d’efficacité. Comme leur nom l’indique, ils visent à confirmer les résultats obtenus lors des essais préalablement menés sur un produit. - Essais de tolérance locale : Les essais de tolérance locale évaluent la réaction d’un organisme en contact avec un produit étranger. Dans ce projet, ces essais peuvent être réalisés en complément des essais de performance, sur les mêmes animaux. Les critères d’évaluation à prendre en considération sont définis lors de la rédaction du protocole d’essai. Ce projet pourra se conduire dans plusieurs EU partenaires, afin d'obtenir des résultats d'imagerie spécifique non disponible dans notre EU.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d'obtenir des données de performance et de tolérance de produits de santé utilisés en chirurgie des tissus mous. En mimant au plus près l'implantation du dispositif chez les patients, ces études permettront de mieux appréhender la réaction de l’organisme au produit à tester, et ainsi améliorer la sécurité et/ou les performances du produit, avant sa mise sur le marché.
Procédures
Pour l'ensemble des procédures, tous les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale afin d'implanter le dispositif médical à tester (cette intervention chirurgicale peut durer entre 1h30 et 2h30). Cette intervention a toujours lieu sous anesthésie générale (chimique et gazeuse), et analgésie. L’antibiothérapie est ajoutée au cas par cas en fonction de l’invasivité de la chirurgie et des risques infectieux associés. Des prélèvements sanguins peuvent etre réalisés en cours d'étude (en général un prélèvement à la chirurgie et un prélèvement en fin d'étude, d'une durée de quelques minutes). Ceux-ci pourront se faire sous anesthésie ou non, selon le contexte de réalisation de cet acte (en cours de chirurgie, pendant le temps de l’étude ou juste avant l’euthanasie des animaux en fin d’étude). D'autres types d'interventions non douloureuses, de type IRM, scanner ou radiographies pour observer le dispositif en cours d'étude, peuvent être réalisées sous anesthésie légère (en général, en fonction de la durée de l'étude, 1 à 3 sessions d'imagerie peuvent etre envisagées en cours d'étude). L'IRM sera externalisé dans un EU partenaire, la durée de l'intervention est d'environ 1h30.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables pouvant survenir chez les animaux sont, selon les procédures, les suivants : - mise à jeun - stress liés à la chirurgie - perte de poids ou d’appétit liée aux effets de l’anesthésie et/ou de la chirurgie, pendant quelques jours - hématome ou oedème au niveau du site opératoire, pendant quelques jours - défaut d'hémostase (hypotension, pâleur muqueuse, apathie) - défaut d'oxygénation, d'étanchéité de la cage throracique, difficultés respiratoires pendant quelques jours - reflux gastrique, vomissements pendant quelques jours - diarrhées, présence de sang dans les selles pendant quelques jours. Les douleurs post-opératoires peuvent apparaitre et seront prises en charge par des mesures de raffinement. Les animaux recevront une anesthésie fixe afin de réaliser l'imagerie, pouvant induire un stress. Du produit de contraste pourra être injecté grâce à un cathéter en intraveineux. Une légère perte de poids (non systématique) pourrait être observée dans les quelques jours suivant l'anesthésie.
Devenir
Pour répondre aux objectifs de chacune des procédures du projet, des observations post-mortem sont nécessaires. En effet, la sécurité des produits est évaluée en observant la réaction des tissus au contact du dispositif à tester, et ceci se fait par prélèvements des tissus et organes entourant le produit, afin de réaliser des analyses microscopiques (histologie notamment, qui est la meilleure méthode d'évaluation des effets locaux induit par un produit étranger à l'organisme, comme l'inflammation par exemple). De même la performance peut, elle aussi, être évaluée par des tests spécifiques sur les organes et le dispositif prélevé (exemple : tests mécaniques sur des prothèses abdominales pour évaluer la résistance du dispositif). En raison des objectifs des procédures de ce projet, il n'est pas possible de maintenir en vie les animaux utilisés.
Remplacement
A ce jour, il n'existe pas de méthode alternative permettant d’évaluer la performance et la tolérance locale des produits de chirurgie des tissus mous en raison des interactions complexes s'établissant entre le tissus ciblé et le dispositif lui-même. De plus, l’utilisation d’animaux est requise dans la réglementation que doivent suivre les tests précliniques sur les dispositifs médicaux, avant de pouvoir lancer les tests cliniques.
Réduction
Le donneur d'ordre demandant la réalisation de ces tests s'engage à ne pas faire renouveler à l'identique un essai déjà mené précédemment. Par ailleurs pour réduire le nombre d'animaux inclus en étude, il est possible d'utiliser un même groupe "contrôle" (produit dont l'effet est déjà connu), pour plusieurs groupes "test" recevant des produits à tester différents. Les études de screening permettent également de sélectionner un produit test qui présente le plus d'intérêt à être développé, réduisant de ce fait le nombre de tests sur des produits ayant un intérêt moindre. Les études dites "pilotes" sur quelques animaux seulement, peuvent aussi servir à orienter les choix de poursuite de développement d'un produit ou le choix du modèle expérimental le plus approprié (matériel ou abord chirurgical le plus adéquat…), avant d'entamer les études réglementaires à plus grande échelle et devant répondre aux normes en vigueur pour l'élaboration du dossier pour la mise sur le marché (nombre d'animaux minimum, durée de mise en contact minimum, etc).
Raffinement
Pour limiter le stress des animaux, une période d’acclimatation pendant laquelle ils ne subissent aucune manipulation non indispensable est réalisée à leur arrivée dans l’EU. Ensuite, et avant la chirurgie, une période d’habituation aux actes spécifiques est réalisée si nécessaire pour réduire l’aspect anxiogène de ces manipulations (exemples : habituation aux pesées, habituation alimentaire). Des enrichissements sont présents dans l’environnement des animaux (exemple : jouets), et ces mesures sont renforcées en phase post-opératoire (ajout d’enrichissements : pommes dans la litière des porcs, ou friandises dans les jouets, et augmentation de la litière des ovins). Les transports des animaux vers les EU partenaires seront organisés dans le respect du bien-être animal et de la réglementation en vigueur (durée du transport jusqu'à 1h30 en fonction des EU avec ajout de litière et transport en groupe). Un contrôle clinique de chaque animal est réalisé par du personnel qualifié (vétérinaire, technicien ou zootechnicien) au départ et à l'arrivée. Lors des séances d'imagerie externalisées, afin de limiter le stress des animaux, une période de repos adéquate sera instaurée entre la réception des animaux et l'anesthésie et entre le réveil des animaux et le transport retour vers notre EU. La douleur des animaux : la chirurgie est réalisée sous anesthésie et analgésie (à base de morphiniques). En phase post-opératoire, les suivis quotidiens sont renforcés et des soins post-opératoires spécifiques peuvent être mis en place (désinfection des sites chirurgicaux à une fréquence adaptée). Les signes cliniques servant de points limites ont été définis, pour la prise de décision des mesures à mettre en place pour limiter les souffrances. Selon l'espèce, les prises de sang peuvent être réalisées sous anesthésie générale (injectable et/ou volatile, lors d'une phase de chirurgie par exemple), ou sous sédation légère (voir paragraphe sur la liste des médications) avec au besoin une analgésie, afin de maitriser le stress et la douleur potentielle. Les conséquences de l’anesthésie/chirurgie : du gel oculaire est appliqué au niveau de la cornée lors des anesthésies des animaux pour prévenir l'assèchement oculaire. Une attention particulière est portée à la lutte contre l'hypothermie : température de la salle, isolation du sol, couvertures, lampes chauffantes si besoin. En cas de doute, une mesure de la température rectale est réalisée.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie est définie dans les textes de référence. Les produits de petite taille/miniaturisés seront testés préférentiellement chez les rongeurs ou le lapin. Les produits de taille importante seront préférentiellement testés chez le porc ou les ovins/caprins. Lorsque plusieurs espèces répondent aux critères, le choix est arbitré par la durée de l’essai (le long terme: espèces à longue durée de vie). Le stade de développement est exprimé en âge ou en poids. Dans la plupart des cas, l’utilisation d’animaux adultes est recommandée. Le stade de développement est pertinemment sélectionné en fonction de l'utilisation clinique du produit ou de sa taille par exemple. En l’absence d’exigence particulière, l’utilisation d’animaux au stade adulte est privilégiée. Cas particulier des porcs domestiques : étant donné les conditions d’hébergement, le comportement social et la manipulation des animaux, l’utilisation de porcs domestiques en croissance (âgés d’au moins 8 semaines) est la plus appropriée dans ce projet.
Régulation des molécules antimicrobiennes par le microbiote intestinal chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Deux à trois secondes de biopsie au bout de la queue, une fois par animal : les gestes déclarés s'arrêtent là pour 1 080 souris, dont 160 relèvent d'une souffrance modérée, toutes tuées ensuite pour analyses. Les atteintes annoncées sont d'un autre ordre, avec une inflammation intestinale accompagnée de diarrhée et d'une possible perte de poids, et des lignées porteuses d'un phénotype dommageable qui apparaît après quatorze semaines. L'objet du projet est de modifier le microbiote intestinal de ces souris pour mesurer l'effet sur l'expression de molécules antimicrobiennes. Rien n'indique comment l'inflammation intestinale est provoquée, et le bénéfice tient en une phrase sur des approches thérapeutiques innovantes.
Objectifs
La flore intestinal (microbiote) joue un role crucial contre le développement de nombreuses maladies inflammatoires intestinales et extra-intestinales. Des études récentes montrent que le microbiote intestinal module l'expression de molécules antimicrobiennes dans différents organes qui peuvent jouer un role dans la protection contre ces maladies inflammatoires. Notre objectif est d'induire différents contextes intestinaux dans lesquels le microbiote est modifié et d'évaluer l'impact sur l'expression des molécules antimicrobiennes.
Bénéfices attendus
Notre étude révélera les mécanismes protecteurs du microbiote intestinal contre les maladies inflammatoires et ouvrira la voie à des approches thérapeutiques innovantes.
Procédures
- Biopsie de l'extrêmité de la queue sur souris vigile : 1 fois par animal, 2-3 secondes.
Impact sur les animaux
-Développement d'une inflammation intestinale associée à une diarrhée et une possible perte de poids. -les lignées à phénotype dommageable seront utilisées dans les procédures avant l'apparition de ce phénotype. -La contention et la biopsie peuvent provoquer un stress léger chez l’animal.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour analyses.
Remplacement
Pour étudier les interactions complexes entre le microbiote intestinal et les tissus, seuls les modèles in vivo sont relevants. Mise en place d’une veille bibliographique pour éviter toute répétition d’expérimentations déjà menées.
Réduction
les groupes ont été dimensionnés par une étude statistique adaptée. Une analyse de puissance statistique a été utilisée pour déterminer le nombre minimum d'animaux nécessaires.
Raffinement
-nombre d’individus par cage adapté pour préserver leurs interactions sociales et limiter les phénomènes de stress engendrés par une surpopulation; Surveillance de leur bien-être quotidien par le personnel de l’animalerie; Selon le plan d’action défini, par les expérimentateurs : Détermination de points limites précoces pour réduire la sévérité des procédures au maximum tout en préservant l’analyse scientifique.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris car leur microbiote intestinal est proche de celui de l'homme et peut être modifié. Les biopsies pour génénotypage de l’extrême pointe de la queue sont effectuées à l’âge de 10 jours âge assez avancé pour être sexés correctement et suffisamment précoce pour le système nerveux qui n’est pas encore parfaitement achevé pour permettre de procéder à l’identification et à la biopsie avec une douleur minimale. Les souris adultes de 8 à 14 semaines seront utilisées avant l'apparition de symptômes pour les lignées à phénotype dommageable qui se fait après 14 semaines d'age.
Étude de la synérgie entre l’exercice physique et les traitements anticancéreux sur la croissance tumorale et son microenvironnement dans des modèles murins de cancer colorectal
- Formation professionnelle
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Une partie des souris sert d'abord à faire répéter au personnel les gestes de contention, d'injection dans la veine de la queue et de gavage, deux fois par semaine pendant deux semaines. 266 souris femelles vont être utilisées au total, toutes tuées à l'issue, dont 242 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque souris reçoit une greffe de cellules tumorales sous la peau du flanc, des gavages quotidiens ou des injections hebdomadaires, et court chaque jour sur un tapis équipé d'une grille qui délivre une stimulation électrique dès qu'elle s'arrête. Le porteur reconnaît des ulcères et des nécroses possibles sur la peau au niveau de la tumeur, et présente l'exercice physique comme un adjuvant "sans effet indésirable" pour les patients.
Objectifs
Ce projet a pour objectif d’étudier l’effet de l’exercice physique réalisé avant l’administration de l’immunothérapie et de la chimiothérapie sur l'évolution de la taille de la tumeur dans un modèle de souris de cancer colorectal dans le but d’améliorer l’efficacité des traitements contre le cancer.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ce projet concernent directement la santé humaine. Il vise à mieux comprendre comment l’exercice physique peut améliorer l’efficacité des traitements contre le cancer. Les résultats obtenus pourraient permettre d’intégrer l’activité physique comme adjuvant thérapeutique dans la prise en charge de certains cancers, offrant une approche complémentaire, non médicamenteuse et sans effet indésirable pour la santé des patients.
Procédures
Les procédures expérimentales prévues comprennent l’injection sous la peau de cellules tumorales (réalisée sous anesthésie), la contention, l’administration de traitements par gavage oral tous les jours (administration orale à l’aide d’une petite sonde) ou par injections une fois par semaine (sous cutanée et intra-caudales soit une injection réalisée dans une veine superficielle de la queue) chez des animaux éveillés, ainsi que la mise en place d’un programme d’exercice physique sur tapis de course tous les jours précédent les traitements, comprenant une phase d’habituation au tapis et des séances répétées. Ces interventions d’exercice et de traitement par injection ou gavage dureront au total 3 semaines. Certaines souris seront également utilisées dans le cadre d’une courte formation destinée à l’apprentissage des gestes techniques (contention, injections, gavage) par le personnel expérimentateur, avant le début des procédures expérimentales. Les gestes seront réalisés deux fois par semaine pour une durée de deux semaines pour chaque animal.
Impact sur les animaux
Les animaux recevront une injection sous la peau de cellules tumorales, réalisée en quelques secondes au niveau du flanc droit, ce qui peut provoquer un stress lié à la contention et une douleur légère à l’injection. La tumeur peut parfois provoquer des lésions locales, telles que des plaies ou zones endommagées de la peau (ulcères et nécroses). Dans ce modèle de souris, aucune métastase (migration de cellules tumorales à distance) n’a été observée avant l’atteinte du volume tumoral maximal autorisé. Pendant les séances d’exercice, les souris courront sur un tapis de course équipé d’une grille de stimulation, qui délivre un léger stimulus uniquement lorsqu’un animal cesse de courir, afin de l’encourager à reprendre sa course. Pour limiter au maximum l’exposition à cette stimulation, un dispositif de protection constitué de petits bâtons sera installé juste en amont de la grille. Ce dispositif mobile limite le contact direct avec la grille tout en permettant aux animaux de poursuivre leur activité en toute sécurité. Certains animaux seront soumis à une période de formation où ils subiront des injections en sous-cutané et en intra-caudale (injection réalisée au niveau d’une veine superficielle sur la queue), des gavages oraux (administration orale à l’aide d’une petite sonde). La contention durant ces sessions peut induire le stress de l’animal et les injections et les gavages qui pourront être répétés deux fois par jour sur le même animal peuvent induire une légère irritation.
Devenir
Tous les animaux impliqués dans ces procédures seront mise à mort à la fin des expérimentations afin de pouvoir récolter les tumeurs pour des analyses biologiques.
Remplacement
Le but de ce projet est d’étudier comment la croissance de la tumeur, les traitements combinés et l’exercice physique interagissent, en particulier sur le système immunitaire, la circulation du sang dans la tumeur et le manque d’oxygène (hypoxie) dans la tumeur. Ces phénomènes doivent être étudiés dans tout l’organisme et ne peuvent pas être remplacés par des expériences en laboratoire sur des cellules ou par des simulations informatiques.
Réduction
Nous utiliserons le plus petit nombre de souris possible tout en garantissant des résultats fiables. L’objectif est de comparer la croissance des tumeurs entre les groupes ayant fait de l’exercice et ceux qui n’en ont pas fait. Le nombre d’animaux a été calculé pour être suffisant afin de détecter de vraies différences si elles existent, tout en évitant d’utiliser plus d’animaux que nécessaire.
Raffinement
Plusieurs mesures seront mises en place pour minimiser le stress, la douleur et l’inconfort des animaux. Une période d’acclimatation d’une semaine et une familiarisation au tapis de course avant le début des protocoles d’exercice et de traitement seront envisagés afin de réduire le stress au moment des séances expérimentales. Après l’inoculation de la tumeur, les souris seront surveillées quotidiennement afin de détecter rapidement tout signe de douleur ou de souffrance. En cas de douleur un traitement analgésique est prévu. Les anti-inflammatoires non stéroïdiens ne seront pas utilisés afin de ne pas modifier la réaction du système immunitaire et de ne pas biaiser les résultats. Durant l’exercice physique, un dispositif de bâtons sera installé sur la grille électrique du tapis de course pour limiter l’exposition des animaux aux stimulations électriques tout en les incitant à continuer l’exercice. Des points limites ont été définis concernant l'état de l'animal et de la tumeur, et seront appliqués afin d'éviter la souffrance. Les souris seront hébergées dans des cages à enrichissement classique durant la période d’acclimatation et de familiarisation. Après l’inoculation de la tumeur, l’enrichissement sera adapté avec de la cellulose qui remplacera les copeaux de litière pour éviter les irritations qui peuvent survenir sur la peau au niveau de la tumeur.
Choix des espèces
Ce projet utilisera des souris femelles, un modèle que nous connaissons bien dans notre laboratoire. Tous les outils nécessaires sont déjà optimisés pour cette espèce : le tapis de course pour l’exercice, le modèle de cancer, les traitements et leur administration, ainsi que les analyses immunologiques à la fin de l’étude. Cela permet de réduire le nombre d’animaux, de limiter les tests préliminaires et de garantir des résultats fiables. Les souris auront 5 semaines à leur arrivée à l’animalerie. Les 2 premières semaines seront consacrées à une période d’acclimatation et d’habituation avec le tapis de course. La greffe de tumeur et les expériences débuteront à l’âge de 7 semaines, âge auquel la prise de greffe est facilitée et le muscle est complètement développé.
Évaluation d’un dispositif endovasculaire pour le recueil de signal électroencéphalographique intracranien sur un modèle ovin
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Chaque brebis subit trois anesthésies générales avec intubation et ventilation mécanique, la pose d'un cathéter dans la veine jugulaire, un cathétérisme vasculaire sous fluoroscopie d'environ trente minutes et trois scanners. 12 brebis vont être utilisées ainsi, dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance léger. Le porteur liste pourtant la douleur, les infections, les risques hémorragiques et thrombotiques, l'irritation de la trachée liée aux intubations répétées, l'hématome jugulaire possible et le stress de la mise à jeun en isolement la veille des interventions. Les douze animaux sont tués à la fin de cette étude pilote, pour prélever la paroi du sinus sagittal où le dispositif a été implanté et y chercher inflammation et tissu cicatriciel.
Objectifs
L’électroencéphalogramme (EEG) est un examen qui permet d’enregistrer l’activité électrique du cerveau à l’aide de capteurs placés sur la tête. Dans la majorité des cas, cet examen externe suffit. Cependant, dans certaines situations complexes, ces enregistrements ne sont pas assez précis. Il est alors nécessaire d’utiliser un EEG intracrânien, qui consiste à mesurer l’activité cérébrale au plus près du cerveau et devient indispensable pour localiser l’origine des crises, comprendre comment elles se propagent et aider les médecins à décider d’un traitement. De plus, Il permet de surveiller en continu le fonctionnement du cerveau et de détecter des crises silencieuses ou des souffrances cérébrales qui ne sont pas visibles cliniquement. Cette technique correspond à une neurochirurgie impliquant l'ouverture de la boite cranienne et la traversée du cerveau pour positionner les electrodes. Cette technique invasive constitue une agression anatomique directe du cerveau et expose les patients à des risques non négligeables tels que des hémorragies intracrâniennes, des complications infectieuses ou des abcès du cerveau. L’objectif principal de cette étude est de tester un nouveau dispositif miniaturisé qui ne nécessite aucune chirurgie. le dispositif est introduit par les vaisseaux sanguins et placé dans une veine du cerveau. Ce dispositif est évalué chez la brebis afin de vérifier s’il permet d’enregistrer une activité cérébrale de bonne qualité en toute sécurité. À terme, ce projet vise à proposer une alternative moins invasive à l’EEG intracrânien classique, en évitant une chirurgie tout en conservant des informations cérébrales fiables.
Bénéfices attendus
A l’issue de cette étude, le dispositif innovant sur lequel porte ce projet pourrait permettre de réaliser des recueils de données EEG intracraniens sans avoir besoin d'éffectuer une chirurgie. Le dispositif d’intérêt pourrait permettre de faciliter le geste technique et d’améliorer la prise en charge de ces pathologies.
Procédures
Les animaux auront chacun 3 anesthésie générales avec pose de cathéter veineux sous contention douce. Les animaux auront 3 examens d'imagerie tomodensitométrique (d'environ 15 minutes). Les animaux seront soumis à un cathétérisme vasculaire sous fluoroscopie, ce protocole durera environ 30minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sont le stress, la douleur, les infections, et les risques hémorragiques ou thrombotiques. La veille de l'intervention, les animaux seront isolés du groupe social en petit groupe de 2 afin d'être mis à jeun, ce qui peut être source de stress. Mise en place d’une voie veineuse périphérique au niveau de la veine jugulaire externe sous contention physique douce des animaux peut également induire un stress de l'animal. Pour l’anesthésie : intubation, mise sous respiration mécanique et anesthésie générale peuvent causer des irritations de la trachées, ce geste sera répété 3 fois par animal. Incision des zones opératoires, fixation des boitiers de recueil à la peau: douleur, risque hémorragique, risque thrombotique. Injection de produit de contraste iodé lors des scanner (réaction allergique). Injection intra-musculaire de médicaments qui peut être source de douleur. Mise en place d'un cathéter dans la veine jugulaire qui peut provoquer un hématome.
Devenir
Tous les animaux (n=12) du projet seront mis à mort à la fin de la procédure pilote. Le prélèvement de la paroi du sinus sagittal (zone d'implantation) est essentielle pour réaliser des analyses histologiques afin d'observer les réactions inflammatoires, l’adhésion du dispositif aux parois vasculaires, la formation de tissu cicatriciel et la biocompatibilité.
Remplacement
Le projet ayant pour objectif le monitoring d'une activité éléctro-encéphalographique, le recours à un modèle in vivo est indispensable. De plus, la tailles des artères de la brebis sont proches de celles de l'humain, ce modèle permet donc de tester le dispositif dans sa version finale, identique à celle qui pourra être utilisée chez l’Homme.
Réduction
Le nombre d'animaux a été réduit au maximum en veillant toutefois à obtenir un nombre suffisant de dispositifs implantés pour réaliser une évaluation de l'efficacité. S'agissant d'une étude pilote, auncun test statistique n'a été réalisé afin de déterminer le nombre d'animaux. La procédure a été préalablement sécurisée par la réalisation d’études in vitro sur banc d’essai pour confirmer l'efficacité technique du déploiement du dispositif. Cette étude pilote sera constituée 12 animaux répartis en 4 groupes comprenant des temps d'évaluation et d'explantation différents (explantation à J7, J14, J21 et J28).
Raffinement
Les conditions de vie des animaux et les procédures ont été conçues pour limiter au maximum le stress et la douleur. Avant les expériences, les animaux disposent d’une semaine pour s’adapter à leur environnement. Les interventions sont réalisées par du personnel qualifié, sous anesthésie générale, avec des médicaments contre la douleur. Chaque jour, leur état est surveillé (apparence, comportement, appétit). En cas de signe de mal-être, une prise en charge rapide est mise en place avec, si besoin, l’intervention du vétérinaire référent. Les examens d’imagerie utilisés ne provoquent pas de douleur. La mise en place des dispositifs médicaux se fait avec des techniques douces pour réduire le stress, puis l’anesthésie agit en quelques secondes. Les animaux sont surveillés en continu pendant l’intervention, et tout animal instable est retiré de l’étude. Si une complication grave survient pendant l’intervention, des mesures immédiates sont prises ; en cas d’hémorragie cérébrale, l’animal est euthanasié pour éviter toute souffrance. Après l’intervention, les animaux sont suivis quotidiennement, avec une surveillance renforcée la première semaine. Les plaies sont contrôlées et soignées si nécessaire. Des antibiotiques et des antidouleurs sont administrés en cas de besoin. Si une souffrance persiste malgré les traitements, l’animal est euthanasié afin de préserver son bien-être.
Choix des espèces
L’utilisation de brebis comme modèle animal est justifiée par leur taille, qui est comparable à celle des patients humains pour l’implantation de dispositifs endovasculaires par voie veineuse. Ce modèle permet de simuler de manière fiable l’intervention par voie jugulaire et d’évaluer les réponses biologiques dans un contexte de taille et d’anatomie vasculaire pertinents pour les applications humaines. Les animaux seront des Brebis adultes. En effet, la taille des artères doit être suffisante pour pouvoir mettre en place le dispositif et surtout leur diamètre ne doit plus varier pendant le temps de suivi.
Etudes des mécanismes réduisant l’efficacité de traitement antibiotique et promouvant l’émergence d’antibiorésistance chez la souris infectée par Mycobacterium tuberculosis
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Anesthésiées puis infectées en une minute par des bacilles de la tuberculose, 2 136 souris subissent ensuite jusqu'à six périodes de traitement antibiotique, gavage quotidien sept jours de suite puis trois semaines sans rien, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Toutes sont tuées pour mesurer la charge bactérienne dans leurs organes. Les souches inoculées portent des mutations construites au laboratoire pour survivre aux antibiotiques ou reprendre leur croissance après traitement, l'enjeu étant d'observer l'apparition de résistances chez un hôte vivant. Le porteur retient la souris parce que sa sensibilité au bacille et la cinétique de réplication y sont bien caractérisées et qu'elle reproduit selon lui une bonne part des observations faites chez l'humain.
Objectifs
La progression de la résistance bactérienne aux traitements antibiotiques est une menace mondiale. L’identification des mécanismes bactériens qui facilitent le développement de résistance et mènent à des échecs thérapeutiques sont des priorités urgentes. Plusieurs résultats suggèrent un rôle moteur de deux processus complémentaires, mis en évidence chez Mycobacterium tuberculosis, l'agent infectieux bactérien le plus fatal au niveau mondial : la tolérance, qui désigne la capacité de la bactérie à survivre lors de l’exposition antibiotique, et la résilience, qui désigne sa capacité à réinitier rapidement sa réplication après une telle exposition. Cependant, la dynamique d’interaction entre ces mécanismes de tolérance et de résilience et le développement de résistance reste méconnue. L’objectif du projet est de déterminer ces interactions en utilisant une approche d’évolution expérimentale dans le modèle souris sous traitement antibiotique reproduisant des conditions favorables de souches modifiées de tolérance, de résilience et de résistance. A cette fin, des souches de M. tuberculosis porteuses de différentes mutations connues de tolérance et/ou de résilience ont été construites. Le but initial est d’évaluer la dynamique de croissance et d’évolution de résistance de ces souches exposées à un traitement antibiotique chez la souris, en comparaison de souches parentales dépourvues de ces mutations de tolérance ou de résilience. L’objectif final est de déterminer si, et dans quelle mesure, la présence mutations de tolérance et/ou de résilience réduisent l’efficacité antibiotique chez l’hôte et accélèrent l’émergence de résistance au traitement. La compréhension avancée des interactions entre tolérance, résilience et résistance qui en est attendue devrait permettre de mettre en lumière les mécanismes fondamentaux expliquant les échecs de traitements et le développement global d’antibiorésistances. Les informations visées devraient fournir des données essentielles pour le développement d’outils diagnostiques et thérapeutiques inédits de détection et/ou de prévention de risque d’émergence de chimiorésistance.
Bénéfices attendus
La tuberculose est une cause majeure de mortalité globale due à l’antibiorésistance. La recherche de nouveaux antibiotiques, en particulier contre cette maladie, est une tâche très ardue. Cependant, la majorité des cas de tuberculose dans le monde restent encore sensibles aux traitements. Il est donc essentiel de préserver l’efficacité des traitements actuels et futurs, et d’éviter que la bactérie ne développe davantage de résistances. Ce projet permettra d’acquérir de nouvelles connaissances scientifiques sur les rôles et les dynamiques d’interaction de mécanismes génétiques de tolérance et de résilience aux antibiotiques dans la réduction de l’efficacité chimiothérapeutique et la facilitation de l’évolution de l’antibiorésistance chez le bacille de la tuberculose. Les résultats attendus devraient fournir des informations permettant l’identification de marqueurs génétiques bactériens prédictifs de traitement déficient et de risques d’émergence de résistance, offrant la perspective du développement d’un nouvel outil de diagnostic moléculaire capable de détecter à la fois les populations bactériennes tolérantes/résilientes et l’émergence de résistances. Ces schémas d’évolution expérimentale in vivo pourront également fournir de nouveaux modèles expérimentaux pour l’évaluation pré-clinique de composés candidats inhibant la tolérance et/ou la résilience aux médicaments, augmentant l’efficacité des traitements et prévenant l’émergence de résistances.
Procédures
Les animaux seront infectés avec des bacilles de la tuberculose après avoir été anesthésiés. Cette opération dure 1 minute. Certains groupes d'animaux recevront jusqu’à 6 périodes de traitement par antibiotique pendant 7 jours consécutifs par semaine.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables ou nuisances attendus chez les animaux dans le cadre de nos expériences se situent à deux niveaux, soit lors de l’infection expérimentale, et lors de l’administration des traitements antibiotiques. Pour l’infection, il s’agit de nuisances modérées d’une durée de 1 minute. Lors de chaque période de traitement antibiotique, les animaux seront soumis à une contention quotidienne (d’une durée maximum 1 minute) suivie d’un gavage (si choisi), 7 jours par semaine pendant une semaine, suivie de trois semaines sans traitement.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort pour évaluer la charge bactérienne dans différents organes
Remplacement
Les modèles in vitro ou cellulaires ne permettent pas de rendre compte des conditions pharmacocinétiques, ni des conditions métaboliques bactériennes et d’interactions avec la réponse immunitaire prévalant lors du traitement antibiotique au sein de tissus de l’hôte infecté par Mycobacterium tuberculosis. Le modèle animal est donc incontournable à l’heure actuelle pour une telle étude. Le modèle animal le plus couramment utilisé est le modèle souris, car il reproduit en termes de réponses au traitement anti-tuberculeux bon nombre des observations faites chez l’humain.
Réduction
Chaque phase du projet sera suivie d’une décision de poursuite ou d’interruption de l’étude, en fonction des résultats obtenus. Pour atteindre des valeurs statistiques satisfaisantes,4 ou 5 souris par groupe et par point de temps seront nécessaires afin de tenir compte de la variabilité inter-individus, attendue sur base de données disponibles dans la cadre d’autres projets précédemment menés dans des modèles murins d’infection par M. tuberculosis sous traitement antibiotique. Les différences de charge bactérienne entre groupes expérimentaux seront analysées à l’aide de tests statistiques. Afin de limiter la variabilité expérimentale, nous constituerons des lots d’animaux homogènes.
Raffinement
Des mesures seront mises en place afin de minimiser les nuisances pour les animaux : réduction maximale du temps de contention lors des phases d’infection et d’administration des antibiotiques, surveillance renforcée après chaque intervention. Les animaux seront suivis avec une table de suivi de soins comportant des points limites et spécifiques du projet. Pour l’infection, les animaux seront anesthésiés.
Choix des espèces
Dans le cadre de ce projet visant à explorer le lien entre tolérance, résilience et émergence de résistance aux antibiotiques chez l’hôte infecté, à travers l’étude de souches modifiées et contrôles de Mycobacterium tuberculosis, le modèle murin s’impose comme le choix le plus pertinent. La souris est très bien caractérisée quant à son niveau de sensibilité à ce pathogène et à la cinétique de réplication bactérienne au cours de l’infection. Elle est aussi un modèle couramment utilisé pour l’évaluation préclinique d’efficacité d’antibiotiques in vivo. En particulier, après établissement initial de l’infection pendant une période de trois semaines, la relation entre le traitement quotidien par doses thérapeutiques d'antibiotiques et la réduction de charge bacillaire dans lesorganes est bien établie Nous n’utiliserons pour ce projet que des souris adultes et, si possible, âgées entre 6 et 10 semaines. L’objectif est que les souris aient un système immunitaire mature et que les groupes soient homogènes en âge
Superovulation de rongeurs de laboratoires
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
Rats : 2500
Hamsters dorés : 1000
Deux injections intrapéritonéales espacées de 46 à 52 heures, trente secondes chacune : 68 500 rongeuses vont être utilisées de cette manière, 65 000 souris, 2 500 rates et 1 000 hamsters dorés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Une partie sera tuée pour prélever ovocytes et embryons, une autre expédiée vivante vers des laboratoires de recherche. Les femelles sont injectées avant leur maturité sexuelle, ce qui garantit selon le porteur une réponse de 100 %, contre 0 à 100 % chez des femelles adultes. Il présente cette production massive d'ovocytes comme un moyen de réduire le nombre de femelles utilisées, sans jamais rapporter ce chiffre de 68 500 à ce qu'exigerait une reproduction ordinaire.
Objectifs
La superovulation des rongeurs de laboratoire permet d’augmenter le nombre d’ovules fécondables produits par une femelle. Cette méthode est utilisée pour obtenir plus d’embryons en une seule fois. L’objectif de ce projet est donc d'obtenir plus d'ovules fécondables et d'embryons tout en réduisant le nombre de femelles nécessaires. La superovulation permet d'assurer la cryoconservation ou la reproduction assistées de modèles de rongeurs de laboratoires visant à sauvergarder ou à produire des animaux expérimentaux d'intérêts.
Bénéfices attendus
La superovulation permet de réduire le nombre de femelles nécessaires pour une production d'oeufs fécondables et d'embryons. Moins d'animaux seront nécesssaires pour produire un lot de qualité, dans des délais raccourcis, et avec un haut statut sanitaire. A terme, les embryons obtenus contribueront à développer des modèles indispensables pour comprendre certaines maladies, tester des traitements innovants ou perfectionner des techniques de reproduction.
Procédures
Les animaux seront soumis à 2 injections, avec un intervalle de 46 à 52h entre les 2 injections. La durée maximale de l'injection sera de 30 secondes.
Impact sur les animaux
Une douleur légère peut être induite lors de l'introduction de l'aiguille en intra péritonéale puis lors de l'injection du produit
Devenir
Les femelles seront soient mise à mort pour prélevement d'ovocytes ou d'embryons, soient gardés en vie pour envoi à des laboratoires de recherche.
Remplacement
Les projets expérimentaux comportent classiquement une phase d'étude initiale in vitro qui permettent une sélection initiale des propriétés pharmacologiques et qui permettent de valider certaines hypothèses permettant l'obtention de données préliminaires et complémentaires. Les modèles murins utilisés ne peuvent pas être remplacés par des méthodes alternatives car une deuxième étape d'étude nécessite de consolider les résultats in vitro et valider ses hypothèses sur un modèle in vivo. Le projet actuel ne peut pas être envisagé sans étape in vivo donc sans modèle animal.
Réduction
Les protocoles sont réalisés en fonction des besoins expérimentaux exprimés par les chercheurs. Le nombre d’animaux est calculé de manière à en utiliser le minimum possible permettant l’obtention des résultats attendus. Par ailleurs, notre savoir-faire et nos données historiques permettent d’utiliser le minimum d’animaux avec une optimisation de rendement pour des résultats robustes et reproductibles
Raffinement
Les injections seront réalisées par du personnel formé. Toute atteinte d’un des points limites déterminés pour ce projet amènera la mise à mort de l'animal. Une attention particulière est apportée aux barrières sanitaires et aux contrôles sanitaires permettant de garantir le statut sanitaire nécessaire au maintien en bonne santé des animaux.
Choix des espèces
L’espèce choisie comme le fond génétique est lié aux caractéristique du modèle étudié. Les souris, rats et hamsters sont les espèces les plus utilisées en recherche biomédicale et reproductive. Aucun modèle alternatif (in vitro ou in silico) ne permet actuellement de reproduire fidèlement ces processus. Les femelles sont injectées de préférence avant leur maturité sexuelle, soit avant 6 semaines pour les 3 espèces indiquées. Ceci permet une réponse au traitement maximale (100%) contrairement à la superovulation d'indivus femelles sexuellement matures dont la phase du cycle oestral peut faire varier celle dernière de 0 à 100%
Superovulation de rongeurs de laboratoires
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
Rats : 1500
Hamsters dorés : 2500
104 000 femelles, 100 000 souris, 2 500 hamsters dorés et 1 500 rates, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles reçoivent deux injections intrapéritonéales espacées de 46 à 52 heures pour déclencher une ovulation multiple, avant leur maturité sexuelle afin d'obtenir une réponse de 100 %. Le porteur présente cette superovulation comme un moyen de réduire le nombre de femelles "nécessaires" à la production d'embryons, et annonce des modèles "indispensables" pour comprendre des maladies et perfectionner les techniques de reproduction. Une partie de ces femelles est tuée pour prélever ovocytes et embryons, l'autre expédiée vivante à des laboratoires de recherche.
Objectifs
La superovulation des rongeurs de laboratoire permet d’augmenter le nombre d’ovules fécondables produits par une femelle. Cette méthode est utilisée pour obtenir plus d’embryons en une seule fois. L’objectif de ce projet est donc d'obtenir plus d'ovules fécondables et d'embryons tout en réduisant le nombre de femelles nécessaires. La superovulation permet d'assurer la cryoconservation ou la reproduction assistées de modèles de rongeurs de laboratoires visant à sauvergarder ou à produire des animaux expérimentaux d'intérêts.
Bénéfices attendus
La superovulation permet de réduire le nombre de femelles nécessaires pour une production d'oeufs fécondables et d'embryons. Moins d'animaux seront nécesssaires pour produire un lot de qualité, dans des délais raccourcis, et avec un haut statut sanitaire. A terme, les embryons obtenus contribueront à développer des modèles indispensables pour comprendre certaines maladies, tester des traitements innovants ou perfectionner des techniques de reproduction.
Procédures
Les animaux seront soumis à 2 injections, avec un intervalle de 46 à 52h entre les 2 injections. La durée maximale d'une injection sera de 30 secondes.
Impact sur les animaux
Une douleur légère peut être induite lors de l'introduction de l'aiguille en intra péritonéale puis lors de l'injection du produit.
Devenir
Les femelles seront soient mise à mort pour prélevement d'ovocytes ou d'embryons, soient gardés en vie pour envoi à des laboratoires de recherche.
Remplacement
Les projets expérimentaux comportent classiquement une phase d'étude initiale in vitro qui permettent une sélection initiale des propriétés pharmacologiques et qui permettent de valider certaines hypothèses permettant l'obtention de données préliminaires et complémentaires. Les modèles murins utilisés ne peuvent pas être remplacés par des méthodes alternatives car une deuxième étape d'étude nécessite de consolider les résultats in vitro et valider ses hypothèses sur un modèle in vivo. Le projet actuel ne peut pas être envisagé sans étape in vivo donc sans modèle animal.
Réduction
Les protocoles sont réalisés en fonction des besoins expérimentaux exprimés par les chercheurs. Le nombre d’animaux est calculé de manière à en utiliser le minimum possible permettant l’obtention des résultats attendus. Par ailleurs, notre savoir-faire et nos données historiques permettent d’utiliser le minimum d’animaux avec une optimisation de rendement pour des résultats robustes et reproductibles.
Raffinement
Les injections seront réalisées par du personnel formé. Toute atteinte d’un des points limites déterminés pour ce projet amènera la mise à mort de l'animal. Une attention particulière est apportée aux barrières sanitaires et aux contrôles sanitaires permettant de garantir le statut sanitaire nécessaire au maintien en bonne santé des animaux.
Choix des espèces
L’espèce choisie comme le fond génétique est lié aux caractéristique du modèle étudié. Les souris, rats et hamsters sont les espèces les plus utilisées en recherche biomédicale et reproductive. Aucun modèle alternatif (in vitro ou in silico) ne permet actuellement de reproduire fidèlement ces processus. Les femelles sont injectées de préférence avant leur maturité sexuelle, soit avant 6 semaines d'âge pour les 3 espèces indiquées. Ceci permet une réponse au traitement maximale (100%) contrairement à la superovulation d'indivus femelles sexuellement matures dont les phases du cycle oestral peuvent faire varier cette réponse de 0 à 100%.
Validation et étude d’une approche d’induction non invasive pour la caractérisation des effets de mutations dans la cancérogenèse thyroïdienne
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Le dos rasé sur un carré d'un centimètre et les griffes coupées sous anesthésie, les souris reçoivent cinq jours de suite des gouttes d'une solution alcoolique froide destinée à activer des mutations cancéreuses. 106 souris génétiquement modifiées vont être utilisées ainsi, toutes tuées à l'issue pour prélever leurs thyroïdes, dont 48 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Le porteur présente cette application cutanée comme un raffinement remplaçant les injections intra-abdominales de composé inflammatoire, et annonce des tumeurs thyroïdiennes pouvant comprimer la trachée et gêner la respiration ou l'alimentation. Il chiffre ses groupes à douze animaux par âge sans expliquer comment il arrive à 106 souris, ni ce qui range 48 d'entre elles en souffrance sévère alors qu'il qualifie sa méthode de peu douloureuse.
Objectifs
Les cancers thyroïdiens représentent la tumeur maligne endocrine la plus fréquente en Europe. Ces cancers sont majoritairement représentés par des carcinomes liés à̀ des mutations dont le rôle est bien établi. Actuellement, l’identification et la validation de nouvelles cibles thérapeutiques dans les cancers thyroïdiens restent toutefois une étape pré-requise, et assujettie à leur validation dans des modèles animaux pertinents pour la pathologie tumorale chez l’Homme. Notre projet vise à valider une nouvelle stratégie d’induction de modification génétique par l’utilisation d’un composé administré sur la peau des animaux qui devrait activer une molécules fluorescence que nous pourrons quantifier. Cette approche vise à remplacer les méthodes actuellement utilisées qui sont invasives et nocives pour les animaux (injections intra-abdominales de composé chimique inflammatoire). Si cette approche était validée techniquement, nous testerions ensuite ce mode d’application sur un modèle de cancérogène thyroïdienne. Cette approche aura 2 objectifs : i) comparer si l’application cutané de notre composé conduit à l’apparition de tumeurs avec la même efficacité que celle induite par injection abdominale et 2 : utiliser les échantillons ainsi générés pour constituer une base d’échantillons qui nous permettront de répondre à plusieurs questions scientifiques en réduisant le besoin de recourir à l’animal transgénique.
Bénéfices attendus
Notre projet vise à mettre au point de nouveaux modèles pré-cliniques de cancers thyroïdiens. Notre demande a pour but de tester la faisabilité d’un modèle non invasif et peu douloureux (application d’un compose sur la peau) pour induire l’activation de cancer de la thyroïde. Il sera mis au point sur un modèle de souris qui permet de quantifier précisément leur efficacité et le développement cancéreux. Ce projet nous permettra également de collecter des échantillons tissulaires à différents temps de progression tumorale pour constituer une banque d’échantillons qui réduira le besoin d’utilisé ces modèles animaux pour la compréhension des mécanismes que nous étudions.
Procédures
Le dos des animaux sera rasé 1 fois sur une région de 1cm x1cm et les griffes seront coupées, sous anesthésie générale. Une ou deux gouttes d’une solution froide seront appliquées pendant 5 secondes sur leur dos (pendant 5 jours consécutifs au maximum). Les animaux seront manipulés pendant 15 à 20 sec, 3 fois par semaine, pour assurer l’évaluation de leur état de santé et seront pesés.
Impact sur les animaux
Le rasage des animaux pourra conduire à une légère irritation cutanée, l’application cutané d’un produit chimique solubilisé dans de l’alcool à 100% pourra conduire les animaux à ressentir une sensation de froid cutané. La manipulation des animaux nécessaire à leur rasage et leur observation pourra engendrer un léger stress. Certains animaux pourront développer des lésions tumorales de la thyroïde, ces lésions pourront entrainer un inconfort ou une gêne respiratoire ou un inconfort à l’alimentation si la taille des tumeurs comprimait la trachée.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures expérimentales réalisées pour prélever et étudier leurs thyroïdes. Nous procéderons à des analyses histologiques et moléculaires permettant d’exploiter au mieux nos résultats.
Remplacement
La caractérisation du fonctionnement hormonal et des mécanismes de cancérogenèse des organes endocrines comme la thyroïde ne peut pas, à l’heure actuelle être modélisée par des modèles cellulaires même complexes. Il en est de même pour les mécanismes de cancérogenèse, qui du fait de leur complexité et de leur hétérogénéité entre individus requièrent l’utilisation de modèle comme la souris. Nous développerons en parallèle de ce projet des systèmes alternatifs basé sur des cultures de cellules primaires afin de tenter de remplacer à plus ou moins court terme le besoin d’utiliser le modèle murin pour nos travaux.
Réduction
Pour la procédure de mise au point de nos inductions cutanées, nous n’utiliserons pas plus de 12 animaux pour la mise en place de nos travaux. Ce nombre nous permettra de quantifier précisément le taux de succès de nos gestes avec une efficacité statistique. Ces travaux pilotes nous permettrons également d’ajuster nos gestes pour limiter les contraintes expérimentales chez les animaux et de réduire leur nombre nécessaire pour la réalisation de la suite de nos travaux. Pour l’étude de l’efficacité de cette méthode sur un modèle de cancer thyroïdien que nous testerons, nous ne connaissons encore pas encore son efficacité par voie cutanée. Nous avons toutefois estimé que le nombre de 12 individus par âges nous permettra de conduire l’étude la plus complète pour étudier et d’évaluer la progression tumorale de ce modèle par rapport aux travaux antérieurs basé sur l’activation par voix intra-abdominale. Ces travaux nous permettront de générer un nombre important d’échantillons biologiques à cinq stades de la progression tumorale devrait nous conduire à limiter le besoin d’utiliser l’animal pour nos travaux. Ils permettront également de mieux définir les choix statistiques à faire si d’éventuelles études complémentaires se révélaient nécessaires.
Raffinement
Nous mettrons en place une surveillance adaptée et individuelle des animaux afin d’assurer qu’ils ne subissent aucune souffrance inutile. Ce suivi sera assuré au travers de pesées et l’observations des animaux plusieurs fois par semaine. Nous avons ainsi identifié plusieurs critères retranscrits dans une grille d’évaluation, qui nous permettront de finement évaluer la souffrance que les animaux pourraient subir aux cours des procédures expérimentales que nous réaliserons. Nos travaux visent également à raffiner l’utilisation de méthode invasive et irritante basé sur des injections intra-abdominales de composé chimiques, que nous proposons de remplacer par des applications topiques sur le derme des animaux.
Choix des espèces
Nous utiliserons des souris mâles et femelles modifiées génétiquement. Ces souris nous permettront de suivre l’efficacité de nos gestes expérimentaux et valider l’activation des mutations oncogènes que nous voulons étudier dans les cancers thyroïdiens. Les protocoles d’induction seront réalisés sur des souris âgées de 5 à 6 semaines, un âge où les souris sont passées à l’âge adulte (maturité physiologique) sans être trop avancé afin d’éviter les altérations dues au vieillissement.
Innocuité2 : Etude des conditions de réception des poissons au sortir des dispositifs de dévalaison et des ouvrages évacuateurs
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Chaque poisson est accroché à un hameçon sous anesthésie générale, attaché à une canne à pêche, lâché dans un dispositif de dévalaison de barrage puis récupéré. 400 smolts de saumon atlantique vont être utilisés de cette façon, dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance léger, pour fixer les seuils de pression et d'accélération au-delà desquels les poissons se blessent. Le porteur reconnaît la douleur de l'hameçonnage, la blessure jusqu'à cicatrisation et un risque d'infection qu'il ne peut écarter, tout en se disant "persuadé que cela ne génère pas de traumas durables". Les poissons en bonne santé sont remis en rivière, ceux en mauvais état sanitaire tués par surdosage d'anesthésique, et un test s'arrête si plus de 20 % des cinquante premiers poissons subissent des dommages sévères.
Objectifs
Au niveau des aménagements hydroélectriques, les poissons qui migrent vers l’aval des cours d’eau (p.ex. les saumons) peuvent passer soit directement par le barrage (en cas de déversement d’eau) soit par des dispositifs de dévalaison qui sont construits pour protéger et transférer les poissons dévalants sans dommage à l’aval des prises d’eau. Le système de transfert prend généralement la forme d’une conduite se terminant par une chute dans la rivière. Or, les actuelles conditions de réception dans la rivière doivent être mieux définies parce qu’on peut observer des arrêts de migration à ce niveau, ainsi que des dommages (blessures, voire mortalités). Le projet consiste à étudier les dommages subis par les poissons lors du franchissement d’un barrage par des dispositifs de dévalaison ou par un ouvrage évacuateur, et à caractériser ce passage par des mesures de pression et d’accélération par des capteurs. L’objectif de ce projet est 1/ de définir de nouveaux critères hydrauliques garantissant le passage sans dommage, et 2/, d’identifier les valeur-seuils des différents paramètres enregistrés par les capteurs de pression et d’accélération, au-delà desquelles les dommages sur les poissons apparaissent, afin de pouvoir les utiliser à l’avenir pour vérifier les bonnes conditions de réception, sans avoir recours à des animaux.
Bénéfices attendus
Les deux bénéfices du projet sont : -Savoir dimensionner les zones de réception des poissons dévalant à l’aval des ouvrages évacuateurs de crue (seuil, clapet, vanne, …) et au débouché des dispositifs de dévalaison, pour assurer un passage sans dommage. -Etablir la relation entre les différents paramètres enregistrés par les capteurs de pression et d’accélération et la probabilité de dommage des poissons, ce qui permettra de vérifier les bonnes conditions de réception sur les ouvrages existants, sans avoir recours à des tests utilisant les poissons vivants.
Procédures
Tous les individus seront attachés, un par un, à une canne à pêche via un hameçon (hameçonnage sous anesthésie générale), relâchés dans le dispositif de dévalaison/ouvrage évacuateur (lot test) ou dans la rivière à l’aval du dispositif testé (lot témoin), puis récupérés et observés. La durée d’expérimentation ne dépassera pas les 10-15 minutes en tout. Après 48h, les poissons seront observés sous sédation pour relever les dommages en détail (4-5min/poissons, sédation inclue).
Impact sur les animaux
Douleur et stress dus à l’implantation et décrochage de l’hameçon, blessure de l’hameçon jusqu’à la cicatrisation. Stress physique pendant les manipulations. Cependant, ce stress est limité, et on est persuadé que cela ne génère pas de traumas durables pour les poissons. L’apparition d’une éventuelle infection après le relâcher ne peut pas être complétement écartée mais le risque est considéré faible compte tenu de la capacité de guérison des poissons : des études antérieures ont montré la rapidité de cicatrisation chez les poissons et le rôle important du mucus contenant des peptides antimicrobiens dans la protection du poisson contre les infections.
Devenir
Tous les animaux en bonne santé seront libérés dans le milieu naturel. Les individus en mauvais état sanitaire seront euthanasiés par surdosage d’anesthésique après sédation préalable.
Remplacement
Nous ne pouvons pas nous dispenser de l’usage des animaux. La conduite en parallèle de tests avec les poissons et les capteurs doit permettre d’identifier les valeur-seuils des différents paramètres enregistrés par les capteurs au-delà desquels les dommages sur les poissons apparaissent, ceci dans l’optique de remplacer dans les futures études, l’usage des poissons vivants par les capteurs. Certes, cela ne réduit pas directement le nombre de poissons utilisés pour notre projet mais devrait le réduire, voire le supprimer une fois les critères d’innocuité définis.
Réduction
Pour maintenir la même précision de résultat avec les tests réalisés précédemment, il est nécessaire d’appliquer la même méthodologie : 100 smolts pour le lot test et de 100 smolts pour le lot témoin, soit un total de 200 smolts pour chaque condition testée. Ce nombre est recommandé par les guides sur les études analogues. Cela fait donc au total 400 smolts de saumon (2 conditions sont prévues). Si toutefois, après avoir lâché 50 poissons sur un site, le taux de dommages sévères est >20%, le test sera arrêté, les 50 smolts restants ne seront pas utilisés et ils seront relâchés dans le milieu naturel.
Raffinement
Les procédés de raffinement suivants sont utilisés : - Implantation des hameçons sous anesthésie générale. - Hameçons avec ardillon protégé par une rondelle de caoutchouc insérée sur la hampe de l’hameçon, évitant toute blessure supplémentaire par l’ardillon qui sera coupé avant de décrocher le poisson. - Fil de la canne à pêche détendu pour ne pas « brider » les poissons, récupération lente pour limiter leur fatigue. - Bassins de stabulation couverts pour réduire la luminosité et tranquilliser les smolts (conditions identiques à la pisciculture). - Faible densité des poissons dans les bassins (soit env. 937 litres pour 100 individus), renouvellement d’eau constant. - Durée d’expérimentation très courte (4 jours)
Choix des espèces
Les dommages subis par les poissons peuvent être de différente nature (écaillure, plaie externe ou interne, endommagement/rupture de la colonne vertébrale…). L’espèce choisie, le saumon atlantique, dont les individus juvéniles migrent des rivières de naissance vers la mer pour la croissance, est une des espèces cibles pour la conception des dispositifs de dévalaison. La morphologie et la physiologie des smolts de saumon atlantique en période de dévalaison, en particulier leur forte sensibilité notamment à l’écaillure à ce stade physiologique, et dont l’intégrité est très importante pour leur survie future en mer, sont des arguments qui ont conduit au choix de cette espèce. La perte d’écailles est l’un des premiers dommages subis par les smolts au passage des obstacles si le dispositif n’est pas approprié.
Recherche de signaux déterminant la perception d’un danger par des manchots lors de l’approche d’un intrus.
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Gardés au parc zoologique dans leurs conditions de vie habituelles, 41 manchots de Humboldt vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, six d'entre eux à un niveau modéré. Ces six oiseaux, porteurs d'un enregistreur cardiaque implanté depuis novembre 2022, sont anesthésiés une nouvelle fois pour changer l'implant, avec radiographie de contrôle, prélèvement de 3 mL de sang, retrait puis repose du dispositif, et interdiction d'accès à l'eau pendant 48 heures. Le groupe subit l'approche répétée d'un rover télécommandé dont la couleur, la vitesse et l'angle varient, afin d'identifier les indices visuels qui déclenchent la fuite ou l'agressivité. Le porteur présente les enregistreurs implantés comme une mesure de raffinement et indique que le rover ne cause pas plus de stress que la circulation ordinaire des manchots dans la colonie.
Objectifs
Le principal objectif du projet à terme est de réduire au maximum la perturbation des animaux liée aux études scientifiques dans leur habitat naturel et donc les biais qui en résultent dans la collecte de données. Cet objectif ne pourra cependant pas être atteint sans une meilleure connaissance scientifique des facteurs qui déterminent la perception ou non d’un danger par les animaux à l’approche d’un intrus. Il a été montré que l’utilisation d’un rover télécommandé pour la collecte de données dans une colonie de manchots permet d’éviter l’énorme perturbation provoquée par une présence humaine. Les manchots réagissant comme si cet intrus était un prédateur, l’objectif du projet autorisé était d’identifier quels signaux visuels sont susceptibles d’être interprétés comme signifiant ou non un danger. L’étude a été réalisée sur des manchots hébergés en parc zoologique, seule façon de pouvoir comparer en situation contrôlée une réponse comportementale et physiologique. La fréquence cardiaque des oiseaux a été suivie comme indicateur de stress via des loggers communicants implantés (enregistreurs stockant les données cardiaques et les communiquant sur requête) évitant tout dérangement humain, les données pouvant être collectées à distance. Trois types de rovers ont été testés : noir, blanc et blanc tacheté de noir, ainsi que 2 types d’approche : continue ou discontinue. Le rover noir provoque la fuite des juvéniles et adultes non reproducteurs, et une réaction agressive des adultes reproducteurs. Le blanc éveille seulement la vigilance. Le blanc tacheté de noir suscite la curiosité, cohérente avec la reconnaissance individuelle chez l’espèce, basée sur les taches abdominales. L’approche discontinue du rover noir provoque la plus forte augmentation de fréquence cardiaque (donc de stress), ce qui reflète le comportement d’un prédateur typique (couleur sombre, approche discontinue). La vigilance au rover blanc pourrait s’expliquer par la présence d’autres oiseaux blancs non-prédateurs. Les objectifs du nouveau projet visent à approfondir le rôle de ces indices visuels, toujours en situation contrôlée, avant d’être appliqué pour les études en milieu naturel. Une couleur peut-elle être supplantée par un autre indice : le blanc devenant-il par exemple équivalent au noir lors d’un changement d’angle d’approche du rover? La taille du rover et sa vitesse constituent-ils également des indices visuels simples et rapidement intégrés dans un contexte de perception de danger?
Bénéfices attendus
En permettant de mieux comprendre quels sont les indices visuels qui dans l’approche d’un intrus permettent aux oiseaux d’avoir le plus rapidement possible la réponse comportementale la plus appropriée, ce projet a évidemment en premier lieu un grand intérêt du point de vue de nos connaissances fondamentales. Cependant, comme l’a illustré l’étonnante résilience dont ont fait preuve les animaux en général et les oiseaux en particulier durant la pandémie Covid en apparaissant ou en se reproduisant dans des endroits où ils avaient disparu, la perturbation par l’homme constitue un facteur majeur dans l’érosion de la biodiversité animale. Tout nouvel apport dans nos connaissances sur les facteurs de perturbation est donc précieux dans l’argumentaire visant à définir les mesures les plus appropriées pour enrayer cette érosion. Les résultats que nous obtenons sont également précieux car ils permettront de définir dans quelle mesure on peut réduire la perturbation d’origine humaine dans les études de terrain. En raison de la grippe aviaire qui affecte les populations de manchots et de mammifères marins, comme par exemple le long des côtes d’Amérique du Sud ou dans les Terres australes françaises, des programmes de recherche sur les manchots ont été interrompus afin d’éviter toute contamination humaine et vice-versa. Nos travaux montrent qu’à l’aide de rovers télécommandés il serait possible d’assurer le suivi les animaux, et ce non seulement sans l’importante perturbation liée à une présence humaine mais aussi sans risque sanitaire. La condition est qu’ils aient été au préalable munis de transpondeurs RFID (puces RFID implantées dans chaque manchot afin de les reconnaitre grâce à leur numéro, dans le cadre des pratiques du zoo. Cela n’est pas directement lié au projet et est réglementé) ou identifiés par imagerie comme cela se généralise actuellement.
Procédures
Les 6 oiseaux sur lesquels les implants ont été placés en novembre 2022, seront de nouveau anesthesiés pour changer leur implant (moins de 30min d’anesthésie) : 1. Collecte des individus pour la gestion vétérinaire et zootechnique régulière (prophylaxie, etc.), les manchots sont déjà entraînés à quitter leur enclos et rentrer dans le box intérieur attenant afin d’éviter tout stress de capture dans leur enclos. Ils seront alors mis dans la caisse de transport, adaptée à leur taille et transférés dans la clinique en moins de 5 minutes. L’identification individuelle des 6 animaux est facilitée par leur bague alaire colorée. 2. Anesthésie et analgésie Les manchots seront ensuite anesthésiés. Les protocoles sont décrits dans la procédure 1. 3. Examens complémentaires Des radiographies de contrôle seront préalablement effectuées pour vérifier l’absence de lésions évocatrices d’aspergillose ou de toute autre contre-indication au renouvellement de l’implant, et 3 mL de sang seront prélevés pour des analyses (numération formule sanguine, biochimie, électrophorèse des protéines) dans le cadre du contrôle annuel de routine. 4. Retrait des des implants La position exacte du logger sera prise à l’aide des images radiographiques de manière à repérer le pôle cranial et le pôle caudal, ce dernier servant à l’extraction. 5. Pose des nouveaux implants. 6. Fin de procédure (T+15-20min) Les manchots seront maintenus sous oxygène jusqu’à leur réveil, puis transférés dans une cage de la clinique pour les surveiller pendant l’heure suivante. La temporalité de « nuisance » se limite aux 24h péri chirurgicales, incluant la soustraction au groupe, l’anesthésie et la phase de récupération en isolement relatif (les manchots implantés restant ensemble durant cette phase, il n’y a pas d’isolement individuel). Une contre-indication à aller dans l’eau dans les 36h post opératoires peut aussi être listée comme une nuisance pour cette espèce aquatique, mais elle est limitée et là encore, notre expérience prouve qu’un retour en immersion au bout de 48h ne pose aucun problème. Etant donné que pour la collecte des données enregistrées par les loggers nous ne sommes pas obligés de capturer les manchots le stress est donc très modéré. Concernant les expérimentations avec le rover, elles ne causent pas plus de stress que la circulation de manchots rejoignant leur site de reproduction dans la colonie.
Impact sur les animaux
La temporalité des nuisances se limite aux 7 jours péri-chirurgicaux : - procédure chirurgicale: une douleur légère est possible, maitrisable par une analgésie adéquate - isolement relatif pendant les 7 jours suivant l’implantation: les manchots implantés devront être isolés du reste du groupe mais resteront ensemble, le stress est donc léger. - Contre-indication à aller dans l’eau pendant les 48h suivant l’intervention chirurgicale: le stress est considéré comme très léger, cette espèce ayant naturellement des phases de vie où les animaux ne vont pas dans l’eau pendant plusieurs jours d’affilée (période de mue par exemple). La collecte des données enregistrées par les loggers est possible par une simple approche à proximité des animaux sans capture, en profitant par exemple des moments de nourrissage. Elle n’occasionne donc pas de stress. Les expérimentations avec le rover ne causent pas plus de stress que la circulation de manchots rejoignant leur site de reproduction dans la colonie.
Devenir
Tous les animaux sont gardés au parc dans leurs conditions de vie habituelles.
Remplacement
Le but même est d’étudier la réduction des impacts sur le stress des animaux, laquelle étude ne peut se mener sur des modèles théoriques. Les études comportementales et physiologiques de la réponse des individus face à un intrus ne peuvent être faites que sur des modèles vivants.
Réduction
Le nombre d’animaux reste exactement le même que lors de la première phase, à savoir 6 animaux équipés. Leur groupe a grandi jusqu’à 41 oiseaux, mais les 6 animaux disposant d’un implant restent une sous population significative avec 2 femelles de plus de 12 ans, 2 mâles de plus de 12 ans, et 1 femelle de moins de 7 ans, 1 mâle de moins de 5 ans, comportant de plus un couple qui reproduit et elève des jeunes chaque année. Nous choisissons de capitaliser sur ce qui a été appris au cours des 3 dernières années sur ces individus, plutôt que d’ajouter de nouveaux individus à implanter.
Raffinement
L’utilisation des loggers implantables est elle-même une mesure de raffinement, puisque la récolte des données, tout comme l’éventuelle évolution des programmes se fait à distance par connexion en BlueTooth® sans même besoin de contention. Tout le déroulé chirurgical se fait en mettant en place les mesures les plus à jour en matière de maitrise de la douleur et du geste chirurgical. Les oiseaux sont entrainés toute l’année pour venir manger non loin des soigneurs, ou rentrer dans le box intérieur sans stress, permettant la proximité necessaire au téléchargement des données. Une maintenance et amélioration du système de traitement d’eau a eu lieu en 2024 et continue en 2025 : changement de la masse filtrante, augmentation en efficacité du système d’ozonation, ce qui a pour but d’améliorer les paramètres physico chimiques et baisser la charge organique dans l’eau du bassin. Des brumisateurs sur la partie terrestre permettent de réduire la temperature en été, et d’éloigner les moustiques qui pourraient transmettre des Plasmodiums auxquels les oiseaux sont sensibles.
Choix des espèces
L’objectif étant d’étudier des manchots en captivité, les manchots de Humboldt sont les plus courants dans les zoos car les plus aisés à élever, et parmi les plus faciles à identifier grâce à leurs tâches noires individuelles sur leur plumage abdominal blanc. Nous avons démontré lors du premier projet qu’en fonction des indices visuels simples que constituent la couleur du rover (c’est-à-dire de son « costume ») et les modalités de son approche (continue ou discontinue) les réponses comportementales et physiologiques diffèrent selon que les individus sont juvéniles et donc immatures par rapport aux individus reproducteurs. Comme il s’agit d’identifier d’autres indices visuels pris en compte dans l’évaluation du danger par les manchots nous nous intéresserons prioritairement à ces deux classes d’âge. Cependant, une attention particulière sera également apportée aux individus en âge de se reproduire ou s’étant déjà reproduits qui ne se reproduiraient lors de l’année en cours. En effet, il est probable que c'est le fait ou non d’avoir une progéniture (œufs ou poussins) à défendre qui est l’élément déterminant et non pas l’âge de l’individu.
Impact des événements hydrologiques sur la morphologie des poissons et conséquences écosystémiques sur la truite fario.
- Conservation des espèces
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Pour mesurer comment des crues et des sécheresses artificielles modifient la forme des poissons, 600 truites fario grandissent dans un chenal expérimental et subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Après deux à cinq mois d'événements hydrologiques imposés, elles sont capturées à la pêche électrique, anesthésiées, mesurées et photographiées, une partie restant jusqu'à quatorze jours isolée en mésocosme, une autre passant vingt-quatre heures en chambre de mesure de la consommation d'oxygène. Le porteur qualifie la pêche électrique de sans séquelles et affirme que les crues et sécheresses reproduites gardent une amplitude inférieure à celles du milieu naturel. Toutes sont tuées à la fin, pour prélever les otolithes et les vertèbres et pour déterminer génétiquement les familles.
Objectifs
L’objectif du projet est de déterminer l’impact des crues et des sécheresses (évènements hydrologiques) sur le développement morphologique, la croissance et la composition des pièces calcifiées des poissons (Salmonidés). Le changement climatique se traduit entre autres par l’augmentation de la fréquence, de l’imprévisibilité et de l’intensité d’événements hydrologiques affectant l’ensemble des écosystèmes de rivière. D’une part, de telles variations de débits peuvent à court terme affecter le développement des Salmonidés, conditionnant ainsi leur morphologie interne et externe. Un tel changement de morphologie est suspecté modifier le comportement des individus (prise alimentaire notamment) ainsi que leurs performances locomotrices et de dispersion précoce. À plus long terme, une survie différente peut conduire à la sélection de poissons présentant des aspects, des comportements et des performances spécifiques, affectant la trajectoire évolutive et la dynamique des populations. Pour la gestion des populations face au changement climatique, il est donc nécessaire de mieux comprendre ces mécanismes sur la base d’individus placés en conditions contrôlées. D’autre part, les modifications physico-chimiques et physiologiques engendrées par ces évènements influencent la composition chimique des pièces calcifiées des poissons. Ce phénomène offre une opportunité unique de retracer les conditions effectivement vécues par les poissons, afin de traduire les effets mesurés expérimentalement en conséquences pour les populations naturelles. Les individus soumis expérimentalement à des évènements de crues et de sécheresses permettront donc de tester des méthodes de reconstruction des conditions environnementales basées sur la morphologie et la chimie des vertèbres ou des otolithes (pièces calcifiées dans l'oreille interne des poissons osseux).
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet portent sur deux volets. D’une part, l’étude des effets des variations morphologiques externes renseignera sur l’écologie et l’évolution des poissons juvéniles soumis à des crues et des sécheresses dans une perspective de changement climatique. L’expérience permettra en effet de quantifier i) l’effet d’événements hydrologiques sur le développement (morphologie) des juvéniles ; ii) comment ces changements de morphologie peuvent changer les interactions trophiques de ces poissons (régime alimentaire, capture des proies). D’autre part, l’étude de la croissance et de composition chimique et isotopique des pièces calcifiées permettra le calibrage de méthodes innovantes de reconstitution des variations environnementales vécues par les poissons, basées sur la modélisation de la physiologie de la calcification. Les méthodes corrélatives actuelles sont en effet limitées par leur incapacité à dissocier les effets directs des variations environnementales et leurs effets indirects via la physiologie. Ils ne sont donc applicables que dans la population et les habitats au sein desquels ils ont été calibrés. Une telle méthodologie ouvrirait donc la possibilité de l'utilisation des structures calcifiées des poissons comme biocapteurs dans une diversité de contextes environnementaux, tels que les milieux océaniques éloignés.
Procédures
Durant leur croissance en chenal expérimental, les poissons seront soumis durant 2 à 5 mois à des crues et sécheresses d’une amplitude moindre que celles naturellement subies dans des milieux naturels. Après cela, les individus seront collectés une seul fois à l’aide d’une pêche électrique. Les individus seront anesthésiés, mesurés et photographiés. Une partie des individus sera conservée individuellement dans des mésocosmes (environnements naturels reconstitués à petite échelle) pendant un maximum de 14 jours. Une autre partie sera soumise à une mesure de la respiration sur animal au repos selon un protocole standard utilisé en routine pour cette espèce. Il consiste à mesurer la consommation d'oxygène dans une chambre pendant 24 h.
Impact sur les animaux
Les nuisances potentielles pour les animaux concernent la capture/recapture au moyen d’une pêche électrique. Les individus se remettent généralement très rapidement de cette pêche conduite par une équipe technique expérimentée (sans séquelles). Les mesures de la respiration peuvent également induire un stress léger qui sera spécifiquement suivi afin de ne pas altérer les résultats. Enfin, les crues et sécheresses au sein du chenal sont d’une amplitude moindre que celles naturellement subies dans les cours d’eau dans lesquels vit cette espèce.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de l'expérience, afin de réaliser le prélèvement et l’analyse des pièces calcifiées. De plus, des prélèvements de nageoires seront réalisés pour la détermination génétique des familles (géniteurs).
Remplacement
Ce projet s’intéresse aux interactions entre les individus vivants et leur environnement. Il est donc indispensable de travailler sur des organismes entiers et en interaction (aucune possibilité de substitution par organoïdes ni approche in silico). Le modèle d’étude choisi est la truite fario, espèce commune avec un statut de préoccupation mineure. Elle est abondante en France et possède un pouvoir invasif important dans certaines régions du monde. Afin de minimiser l'impact sur les populations naturelles, les poissons utilisés seront issus d'une pisciculture qui produit en grande quantité des alevins à partir de géniteurs sauvages. En raison des ambitions scientifiques visant à extrapoler les résultats aux populations naturelles, il est nécessaire de travailler sur des organismes d’origine sauvage ayant conservé leur complexité naturelle (génétique, fonctionnelle).
Réduction
L’expérimentation présentée ici se divise en deux parties dont chacune d’elle portera sur des individus ayant grandi dans des conditions hydrologiques (traitement avec hydrologie stable vs. hydrologie variable) et d’habitats (profils des berges) contrastées. Pour la première partie, les poissons seront répartis au sein de 2 biefs afin d’observer l’effet du traitement hydrologique sur les composantes phénotypiques et les relations trophiques. Afin d’étudier la variabilité interindividuelle du développement, un nombre minimum de 120 individus par traitement est indispensable (soit 240 individus pour les deux traitements). Pour la seconde partie, les poissons grandiront au sein de 4 biefs. Afin de pouvoir comparer les traits individuels entre les biefs, il est nécessaire de conserver un nombre minimum de 90 poissons par bief. Il sera donc nécessaire d’utiliser 180 poissons par traitement (90 poissons x 2 biefs), soit 360 individus pour les deux traitements. Ces deux effectifs correspondent à un strict minimum permettant de répondre aux attentes scientifiques (réponse morphologique, notamment par origine/géniteurs/biefs) tout en accommodant des contraintes techniques. De plus, les effectifs ont été définis de façon à ce que les analyses statistiques envisagées présentent une puissance suffisante. Enfin, cette expérimentation permet de coupler, en partie sur les mêmes animaux, deux objectifs distincts : mesure des effets sur la morphologie fonctionnelle et le comportement d’une part, évaluation d’une procédure de reconstruction via les pièces calcifiées d’autre part. Ceci permet de limiter le nombre d’animaux utilisés puisque les mêmes animaux permettront de remplir les objectifs de deux projets de recherche.
Raffinement
La première phase de l’expérimentation aura lieu dans un chenal expérimental conçu pour la croissance des salmonidés. Chaque groupe de 120 ou 90 individus sera maintenu dans un bief de 10m de long sur au moins 1m de large, soit une densité maximale similaire à celle observée en milieu naturel pour les truites 0+ (moins d'un an) . Le chenal est alimenté par l'eau du ruisseau adjacent, avec la même qualité physico-chimique et la même densité en ressources alimentaires (invertébrés). Les mesures de biométrie seront effectuées sous anesthésie, par une équipe expérimentée, selon un mode opératoire ne durant pas plus de 5 minutes entre le début de l’anesthésie et le réveil. Les individus seront gardés en observation dans un lieu de réveil afin de contrôler leur bonne récupération. La capture par pêche électrique sera réalisée par une équipe expérimentée et habilitée avec un matériel et un champ électrique adaptés aux juvéniles de salmonidés. Si plusieurs passages de pêche sont nécessaires, ils seront espacés d’une demi-journée afin de ne pas créer des stress répétitifs proches dans le temps. La phase en mésocosme sera réalisée dans des auges placées directement dans le chenal expérimental, alimentées en continu par l’eau de ce même chenal avec la même qualité physico-chimique. Le substrat des mésocosmes sera implanté plusieurs semaines avant l’utilisation de poissons afin de permettre la formation d’un biofilm naturel. Des cachettes seront positionnées dans ces mésocosmes. Les mesures de la respiration seront réalisées sous une intensité lumineuse réduite à une dizaine de lux durant la journée et une aube/crépuscule est programmée pour éviter tout stress lumineux. La température et la photopériode sont proches du milieu naturel. L’introduction des truites dans les chambres se fait le plus rapidement possible grâce à un dispositif dédié pour limiter les manipulations. Le suivi constant par un expérimentateur de la consommation d’oxygène durant les 2 à 3 premières heures de mesure nous permet de déterminer très rapidement si un animal est en détresse (augmentation de la consommation). Par la suite, une caméra filmera les courbes de consommation en continue et les enregistrements seront consultables à distance pour intervenir dans les meilleurs délais si un problème survenait (agitation, arrêt de bullage ou autre…).
Choix des espèces
La truite fario est une espèce d’eau froide, faisant d’elle un modèle pour étudier la manière dont les populations réagissent et s’adaptent aux changements climatiques. Elle présente également un fort intérêt culturel (pêche de loisir), économique (consommation et élevage en pisciculture) et écologique, notamment en raison de son mode de vie, des différences observées entre les individus d’une même espèce et de l’étendue de sa répartition géographique. Il s’agit par ailleurs d’une espèce modèle en écologie évolutive, c’est-à-dire utilisée pour comprendre comment les espèces évoluent et s’adaptent dans le temps. L’interprétation des résultats de ce projet pourra ainsi s’appuyer sur une littérature scientifique abondante. Dans le cadre de cette étude, la capacité de l’espèce à modifier certaines de ses caractéristiques physiques ou biologiques en fonction de l’environnement (plasticité phénotypique) a déjà été mise en évidence. Enfin, la reproduction artificielle de cette espèce est bien maîtrisée, ce qui permet d’utiliser des individus issus de pisciculture, élevés à partir de parents sauvages, plutôt que de prélever directement des poissons dans le milieu naturel. Les animaux utilisés seront des alevins. Ce stade correspond à une période clé du développement, caractérisée par une croissance très importante, susceptible d’entraîner des modifications durables de la structure et des caractéristiques des individus, pouvant influencer leur écologie à long terme.