Procédures légères
Décryptage des mécanismes moléculaires altérés par le surdosage de CBS dans les astrocytes des porteurs de Trisomie 21.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
370 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. 165 d'entre elles reçoivent une molécule par gavage, une canule introduite dans l'œsophage deux fois à vingt-quatre heures d'intervalle, et 200 passent une batterie de tests : champ libre pendant quinze minutes, reconnaissance et localisation d'objets nouveaux en trois sessions de douze minutes, alternance spontanée dans un labyrinthe en Y. L'objet est le surdosage d'un gène du chromosome 21 dans les cellules qui soutiennent les neurones, chez des souris portant des mutations reproduisant la trisomie humaine. Sur le remplacement, le porteur affirme que ces mécanismes requièrent "l'étude d'un organisme vivant dans son intégrité et sa globalité" et conclut qu'il n'existe aucune autre méthode.
Objectifs
Ce projet a pour but l’étude de l’impact du surdosage d’un gène situé sur le chromosome humain 21 humain présent en 3 copie chez les personnes trisomiques au lieu de 2 dans une situation standard. Ce gène est impliqué dans la genèse des neurones est principalement exprimé dans les cellules qui soutiennent les neurones. Les mutations de ce gène peuvent entraîner l'homocystinurie, une maladie caractérisée par l'accumulation d'homocystéine et des symptômes neurologiques variés. Cette surexpression est liée à des déficits de mémoire et à des anomalies neurocomportementales, et peut avoir des effets délétères sur les cellules, notamment via la consommation d'oxygène dans le cerveau. Des recherches récentes suggèrent que des interventions sur ce gène pourrait atténuer les effets de sa surexpression dans le cerveau adulte des personnes porteuses de la trisomie 21 (T21). Notre projet vise donc à démontrer et comprendre les effets de cette surexpression dans des modèles de souris de la T21et son impact sur les mécanismes cellulaires.
Bénéfices attendus
Le gène étudié, situé sur le chromosome 21, permet de fabriquer une enzyme Cette enzyme joue un rôle important dans le traitement de certains acides et dans la production d’une petite molécule appelée sulfure d’hydrogène (H₂S), qui peut agir comme un messager chimique dans le cerveau. Le gène étudié est particulièrement actif dans certaines cellules du cerveau, qui soutiennent les neurones et aident à réguler leur activité. Quand ce gène ne fonctionne pas correctement, comme dans certaines mutations rares, cela provoque une maladie appelée homocystinurie, marquée par une accumulation toxique d’homocystéine et des troubles neurologiques. Mais notre gène joue aussi un rôle dans la trisomie 21 (T21). Les personnes atteintes de T21 ont trois copies du chromosome 21 au lieu de deux, ce qui provoque une surexpression du gèned’intéret. Cette surproduction entraîne un excès de sulfure d’hydrogène, ce qui peut perturber le fonctionnement des cellules du cerveau, en particulier en bloquant l’activité des mitochondries, les « centrales énergétiques » des cellules. Cela pourrait contribuer à des troubles de la mémoire et du comportement, observés chez les personnes avec T21 et dans des modèles animaux (souris et rats). Des recherches ont montré qu’en réduisant l’activité de ce gène ou en utilisant des traitements comme le disulfirame (un médicament existant), on peut améliorer certains problèmes de mémoire et de comportement dans ces modèles animaux. Nos propres résultats, obtenus à partir de cerveaux de souris (et de cultures de cellules cérébrales enrichies en astrocytes), confirment que le gène étudié est surtout exprimé dans les astrocytes. Cela nous pousse à penser que c’est dans ces cellules que la surexpression du gène a le plus d’impact dans le cerveau adulte atteint de trisomie 21. Notre objectif est donc de mieux comprendre les effets de cette surexpression du gène d’intéret spécifiquement dans les astrocytes, pour mieux cerner comment cela affecte les fonctions cérébrales, et éventuellement proposer de nouvelles pistes thérapeutiques ciblées.
Procédures
Sur 165 animaux, il y aura l’introduction d'une canule de gavage pour l'administration d’une molécule par voie orale, 2 fois 30 secondes à 24H d’intervalle. 200 animaux passeront les tests de comportement. Pour l’activité locomotrice en champ libre, 1session unique de 15min. Pour la mémoire de localisation d'objets nouveaux et la mémoire de reconnaissance d'objets nouveaux, 3 sessions de 12min à 24H d’intervalle. Pour l'alternance spontanée dans le labyrinthe en Y, 1 session unique de 8min. Tous les tests sont sans contraintes, basé sur l’exploration libre.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont l'introduction d'une canule de gavage pour l'administration d’une molécule par voie orale. Cette douleur sera accentuée à cause de la répétition pour une 2ème administration, 24H après. Cela peut induire une légère douleur et irritation . Chaque administration dure quelques secondes et affecte peu le bien-être des animaux. De plus, les tests utilisés pour évaluer la mémoire peuvent engendrer un léger stress par rapport à la nouveauté de l’environnement.
Devenir
Tout les animaux seront mis à mort à la fin de la Procedure Experimentale pour prélèvement de tissus.
Remplacement
La compréhension des mécanismes physiologiques et moléculaires ainsi que les origines développementales des pathologies génétiques associées à des retards mentaux requièrent l’étude d’un organisme vivant dans son intégrité et sa globalité et il n’existe donc pas de méthodes autres que l’étude in vivo. La souris est une espèce physiologiquement et génétiquement proche de l’Homme dans laquelle nous pouvons réaliser les manipulations génétiques pour obtenir ces modèles de pathologies humaines.
Réduction
Nos expériences de base sont construites sur des groupes de 16 animaux pour avoir un résultat significatif. La taille des groupes a été déterminée grâce aux résultats de nos précédentes études qui nous ont permises de déterminer le nombre minimum d’animaux à utiliser, soit 16 par groupes pour pouvoir utiliser une statistique éprouvée. Comme les tests comportementaux sont sans contraintes, certains animaux ne répondront pas, c'est pourquoi nous testerons 4 animaux de plus dans chaque groupe, soit n=20.
Raffinement
Pour raffiner l’administration de la molécule par gavage, nous utiliserons des sondes de gavage en plastique flexibles pour réduire le traumatisme, notamment l’extrémité est douce et conçue pour réduire les chances d’un mauvais placement dans la trachée et une perforation de l’œsophage. Elles sont recommandées pour le bien-être animal par rapport aux traditionnelles sondes métalliques rigides. Un tube de transfert sera placé dans les cages pour manipuler les animaux sans les toucher et servira également comme enrichissement du milieu durant toute l’expérience. Les animaux aiment bien s’y réfugier et il servira aussi à éviter les contentions par la queue tout au long de leur vie, cela limitera l’apparition potentiel de stress chronique. Les conditions d’élevage seront améliorées pour les femelles gestantes gavées avec la molécule, par l’apport d’un matériel de nidification supplémentaire (2 au lieu de 1) leur permettant de faire un nid plus complexe et ainsi de mieux gérer leur exposition à la lumière et aux menaces perçues. Les femelles administrées par gavage seront observées 3 fois par semaine pour détecter tout signe de souffrance. Les animaux seront ensuite sevrés à 4 semaines et hébergés par groupe de 4 ou 5 pour leur assurer une vie sociale. Nous utilisons une grille d’évaluation standardisée pour surveiller la santé et réduire la souffrance. Pour euthanasier les animaux, nous utilisons des techniques validées, rapides et sans douleur, conformément aux recommandations les plus strictes. En cas de conflit entre animaux, nous isolerons l'animal dominant et, si nécessaire, procéderons à des soins locaux. Tout au long des procédures, des seuils limites spécifiques seront établis pour assurer que les animaux demeurent dans des conditions éthiquement acceptables et pour réagir de manière appropriée à tout signe de souffrance ou de diminution du bien-être.
Choix des espèces
La souris (Mus musculus) est l’espèce de choix pour générer des modèles de maladies humaines. Son anatomie, sa physiologie et la génétique sont bien connues. De plus, les méthodes pour la manipulation génétique de ces animaux sont les plus développées. La nécessité d’utiliser des transgéniques est liée à l’absence de tout mutant spontané dans une espèce de mammifères qui correspond à la maladie humaine. Les femelles seront accouplées à partir de 8 semaines, dès la maturation sexuelle atteinte. Une fois gestantes elles seront traitées au tamoxifène. Les nouveaux nés seront gardés jusqu’à 2 mois, âge adulte, auquel ils seront évalués dans différents paradigmes. C’est aussi l’âge où le développement cérébral est complet et où le comportement exploratoire et les aptitudes de mémorisation sont présentes
Etudes pré-cliniques de candidat-médicaments dans un modèle murin de douleurs neuropathiques induites par un agent anti-mitotique (oxaliplatine).
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
1 680 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 1 440 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent quotidiennement de l'oxaliplatine et des candidats médicaments, par voie orale, intrapéritonéale, sous-cutanée ou intraveineuse, jusqu'à développer une allodynie, cette hypersensibilité qui rend douloureux un contact ordinaire. S'y ajoutent des tests comportementaux et des enregistrements électromyographiques hebdomadaires, avant une anesthésie profonde suivie d'une perfusion intracardiaque qui les tue. Le porteur justifie le recours aux souris par le fait que les neuropathies périphériques mettent en jeu plusieurs types cellulaires, et conclut que "ce degré de complexité ne peut être atteint qu'avec un modèle animal".
Objectifs
Les neuropathies périphériques et les douleurs neuropathiques font partie des effets indésirables fréquents et sévères des chimiothérapies à base de platine. Ces effets indésirables peuvent conduire à une réduction des doses, voire à un arrêt des traitements anticancéreux, ce qui peut entraîner un échec thérapeutique. Les médicaments actuellement disponibles sur le marché pour contrer ces neuropathies périphériques ne montrent pas d’effet neuroprotecteur suffisant pour atténuer significativement les symptômes et permettre la poursuite du traitement par chimiothérapie. L’objectif de ce projet est de tester l’effet neuroprotecteur de plusieurs candidats-médicaments sur un modèle murin de douleurs neuropathiques lié à la prise de composés anti-mitotiques. Si un effet bénéfique est observé, l’étude visera également à comprendre la pharmacodynamique de ces candidats-médicaments. Divers échantillons biologiques pourront être prélevés sur les modèles après sacrifice, notamment le nerf sciatique, la peau plantaire, les ganglions de la racine dorsale de la moelle spinale et le plasma.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’approfondir la compréhension des mécanismes impliqués dans la douleur neuropathique induite par les composés anti-mitotiques, tels que l’oxaliplatine. Il pourrait ainsi contribuer à l’identification de nouvelles approches thérapeutiques en évaluant l’efficacité neuroprotectrice de certains composés pharmacologiques. Ces douleurs, souvent invalidantes, peuvent constituer un frein à la poursuite des traitements anticancéreux, conduisant parfois à une réduction de la dose ou à l’arrêt du traitement. Trouver un moyen de limiter ces effets secondaires permettrait non seulement d’améliorer la prise en charge des patients, mais aussi d’optimiser le taux de succès des thérapies anticancéreuses en garantissant une meilleure adhésion aux protocoles de soin.
Procédures
Le projet inclut des traitements chroniques (quotidien) par voie orale, injection intrapéritonéale ou sous-cutanée (durée de quelques dizaines de secondes). Des injections intra-veineuses pourront également être réalisées à une moindre fréquence (ex. 1x par semaine et d'une durée de 1 à 2 minutes). Ils seront soumis à des tests comportementaux visant à évaluer l’allodynie (l’allodynie étant une hypersensisbilité à un stimulus normalement indolore, d'une durée de quelques secondes). Ils seront également soumis à des enregistrements électromyographiques (durée de 10 minutes environ). Tous ces tests se dérouleront une fois par semaine maximum.
Impact sur les animaux
Ce projet impliquera plusieurs nuisances pour les souris utilisées. L’administration de composés anti-mitotiques, tels que l’oxaliplatine, est susceptible d’induire des douleurs neuropathiques, pouvant se manifester par une hypersensibilité, une allodynie ou une altération du comportement général. Le traitement quotidien des souris peut également induire un stress, particulièrement lors des premières administrations. De plus, les tests comportementaux réalisés pour évaluer ces douleurs peuvent générer une contrainte supplémentaire. Enfin, en fin d’expérimentation, les animaux seront soumis à une anesthésie profonde suivie d’une perfusion intra-cardiaque, entraînant leur mise à mort pour permettre les analyses histologiques. Toutes ces procédures seront réalisées en veillant à minimiser la souffrance animale.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de collecter les tissus pour des analyses complémentaires (histologie).
Remplacement
Les processus pathophysiologiques des neuropathies périphériques impliquent l'interaction de plusieurs types cellulaires. Ce degré de complexité ne peut être atteint qu’avec un modèle animal.
Réduction
Le nombre de souris (n par groupe) a été optimisé pour assurer l’obtention de résultats statistiquement significatifs. Ceci permet donc de réduire le nombre d'animaux nécessaire et d'optimiser l'utilisation de chaque souris. Des études publiées dans la littérature scientifique suggèrent qu'un nombre de 12 souris par groupe est nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement significatifs. Ainsi, pour ce projet, nous travaillerons avec n=12 souris par groupe pour détecter d’éventuels effets significatifs de candidats médicaments dans modèle animal de douleur neuropathique.
Raffinement
Le raffinement sera basé sur : (i) la présence d’objets d'enrichissement (papiers pour nids, tunnels en carton), (ii) des approches d'analgésies quand nécessaire, (iii) et le contrôle strict des paramètres physiologiques des animaux (poids, température corporelle). Les animaux seront hébergés par 4 au maximum, avec accès ad libitum à l'eau et à la nourriture. La souffrance des animaux sera limitée au maximum grâce à la recherche quotidienne de signes indicateurs de souffrances. Le projet a défini des points limites. Si un de ces points limites est atteint, le responsable de l’étude sera informé et l’animal sera mis à mort. Si des signes de souffrances sont détectés, le responsable de l’étude sera informé, et un analgésique sera administré. Dans le cas où le traitement analgésique se révèlerait être inefficace, l’animal sera mis à mort.Les actes chirurgicaux seront réalisés sous anesthésie (avec de la kétamine et de la xylasine) et inclut une stratégie d’analgésie systémique (avec de la buprénorphine) et locale (avec de la lurocaïne).
Choix des espèces
La souris possède un système nerveux complexe, qui présente des similitudes avec le système nerveux humain. D'après la littérature et l'expérience du personnel du laboratoire, ce modèle d’étude est reproductible et pertinent pour l'étude des neuropathies. La souris est donc un modèle approprié permettant la mise en place de protocoles expérimentaux courts, efficaces, simples et reproductibles. Nous avons le matériel chirurgical et les équipements dédiés aux études impliquant des souris. Ce projet utilisera des souris âgées de 12 semaines à leur arrivée, ce qui correspond à un âge adulte chez la souris.
Révéler le rôle des cellules myéloïdes dans le développement du crâne et la protection immunitaire du système nerveux central
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système nerveux
Injections intrapéritonéales et sous-cutanées à deux, quatre, six et neuf jours de vie, souriceaux sortis du nid et frottés à la sciure maternelle avant d'y être replacés sous lampe chauffante, puis prélèvements échelonnés de J9 à J60 : 2 400 souris vont être utilisées, dont 2 304 dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Une partie reçoit un virus neurotrope qui déclenche une infection du système nerveux central, les animaux étant tués avant qu'elle ne devienne systémique. Le projet porte sur des canaux osseux du crâne par lesquels des cellules immunitaires rejoignent les méninges, et sur les conséquences d'une modulation de leur taille et de leur nombre. Toutes sont tuées à l'issue de chaque procédure pour prélever les tissus du crâne, des méninges et du cerveau, dont l'organisation entre eux est l'objet même de l'étude.
Objectifs
Les méninges, situées entre le cerveau et le crâne, constituent une plateforme de recrutement pour les cellules immunitaires et protègent le cerveau des infections. Notamment, après une infection par un virus neurotrope, nous avons observé que des cellules immunitaires se regroupent dans les méninges, sous les canaux osseux reliant le crâne à la moelle osseuse. Ceci suggère que des cellules de la moelle osseuse voyagent à travers ces canaux osseux vers les méninges pendant l'infection. Récemment décrits, ces canaux osseux sont depuis intensément étudiés, et il a été rapporté qu'ils sont cruciaux pour la communication entre le cerveau et la moelle du crâne que ce soit dans une situation physiologique mais aussi lors d'une inflammation comme lors d’un accident vasculaire cérébral, un cancer, ou une infection et qu’ils sont utilisés par certaines cellules immunitaires pour migrer de la moelle du crâne vers le cerveau. Il a notamment été décrit qu’augmenter cette migration immunitaire était protectrice dans le cas d’un cancer de type glioblastome, une tumeur primitive du cerveau la plus fréquente et la plus agressive. Les objectifs de ce projet sont 1/ d’étudier le développement de ces canaux osseux, 2/ de moduler leur formation, et 3/ d’évaluer les conséquences d’une modulation de ces canaux (en taille et/ou en nombre) sur la protection immunitaire du cerveau en cas d’infection. Ce travail vise donc à explorer les interactions entre le cerveau, les méninges et le crâne, ainsi que la migration des cellules immunitaires entre ces trois compartiments.
Bénéfices attendus
Cette étude apportera une compréhension approfondie des canaux osseux du crâne, de leur rôle dans la protection immunitaire du système nerveux central (SNC) et dans le développement de pathologies inflammatoires ou post infection. Elle examinera le rôle des ostéoblastes (cellules sécrétant la matrice osseuse) dans la structuration des canaux osseux, révélant ainsi des mécanismes fondamentaux de la formation osseuse en lien avec les méninges. D’autre part, elle permettra d’identifier comment certaines cellules influencent la formation de ces canaux osseux durant la période périnatale. Nous étudierons également si la modulation des canaux osseux en taille et/ou en nombre impacte l’infiltration immunitaire vers le cerveau, en cas d’infection virale. Ces résultats pourraient avoir des implications majeures sur la connaissance du système immunitaire des méninges, et la protection du SNC. En définitive, ce travail ouvrira la voie à de nouvelles approches thérapeutiques pour traiter les pathologies inflammatoires du SNC, notamment les méningites.
Procédures
Injections intrapéritonéales (15s), 2 par souriceau + 1 au stade de développement souriceau ou souris Injections sous cutanées (15s), 1 à 4 par souriceau
Impact sur les animaux
Stress et douleur modérés pour les injections intrapéritonéales et sous cutanées. Les molécules injectées sont non toxiques pour les volumes et les doses utilisées. Le virus injecté déclenche une infection du système nerveux central de bas grade et les souris seront mises à mort à des temps ne permettant pas le développement d’une infection systémique. Les souriceaux seront manipulés et donc sortis du nid, manipulation pouvant entrainer une hypothermie.
Devenir
A la fin de chaque procédure les animaux sont euthanasiés pour prélever les tissus pour analyse.
Remplacement
L’objectif de ce travail est de comprendre les interactions entre le cerveau, les méninges et le crâne ; et la migration de cellules immunitaires entre ces 3 compartiments dans différents contextes. Du fait de la complexité anatomique de notre objet d’étude, et du fait qu’il soit à l’interface entre plusieurs tissus (méninges, os, cerveau), il n’est pas possible de se passer d’un animal modèle, et les études in vitro et in silico, bien qu’intéressantes, ne suffiront pas à comprendre le système dans son ensemble. L’organisation physique des tissus entre eux est cruciale et ne peut pas être modélisée in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux a été estimé à l’aide d’un outil informatique et les effectifs réduits au minimum tout en permettant d’obtenir un effet statistique significatif.
Raffinement
S’agissant d’études réalisées en partie sur des souriceaux, des précautions supplémentaires seront prises pour leur manipulation : avant manipulation l’utilisateur se frottera les mains avec la sciure en provenance de la cage de la mère, ce qui limitera les dépôts d’odeur et favorisera la réintégration au sein du nid. Les souriceaux seront réchauffés grâce à une lampe à infra-rouge, avant d’être replacés. Les souriceaux et les souris seront suivis régulièrement et des points limites adaptés et précoces permettront en cas de souffrance avérée de prendre des mesures adéquates en concertation avec notre vétérinaire référent ou notre structure SBEA (analgésie, surveillance renforcée).
Choix des espèces
De nombreux modèles physiopathologiques étant partagés entre l’Homme et la souris, nous utiliserons des souches de souris consanguines ainsi que des lignées génétiquement modifiées. Le vaste développement de modèles transgéniques rapporteurs permettant de visualiser certains types cellulaires nous donnera la possibilité de tester plus rapidement et plus efficacement nos hypothèses. En effet, la disponibilité de ces modèles rapporteurs uniques permet pour la première fois la visualisation de l’organisation complexe entre le crâne, les méninges et le cerveau ; et des communications entre ces systèmes. Ce n'est qu'en utilisant ces lignées de souris transgéniques que nous pouvons clairement distinguer les différents compartiments du système nerveux central et ses interactions avec le crâne. Étant donné cette organisation anatomiquement complexe, le modèle murin reste indispensable pour effectuer cette étude. Les animaux des 2 sexes seront utilisés pour ne pas avoir de biais dans les résultats. Nos études commencent tôt après la naissance à des moments où nous pouvons agir sur la maturation ou l’ossification du crâne en développement ( J2-J4-J6-J9). Les prélèvements seront réalisés à différents temps selon les procédures (J9, J11, J13, J15, J17, J30, J60) afin d’obtenir une cinétique des effets de nos traitements à court terme sur des souriceaux ou à plus long terme sur des souris adultes.
Recherche des mécanismes protecteurs de l’unité motrice dans l’amyotrophie spinale chez la souris
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Nées plus petites, peinant à se déplacer et parfois mises à l'écart par leur mère, les souris porteuses du modèle d'amyotrophie spinale développent une faiblesse musculaire croissante qui gagne la queue, les oreilles et les pattes. 4 766 souris vont être utilisées, dont 2 283 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Elles subissent une incision de l'extrémité de la queue pour le génotypage, cinq types d'injections dont certaines quotidiennes, et des séances d'activité motrice de vingt minutes tous les jours ou tous les deux jours, sources de fatigue, de perte de poids et de troubles du sommeil. Une partie est tuée pour prélèvement de tissus, l'autre maintenue en vie pour entretenir les lignées et alimenter des études futures.
Objectifs
Notre projet de recherche s'intéresse à une maladie rare qui touche les jeunes enfants et provoque une faiblesse progressive des muscles. Cette maladie est grave : elle atteint le système qui relie les nerfs aux muscles, ce qui rend les gestes de plus en plus difficiles. Dans les cas les plus sévères, elle peut entraîner de graves complications, voire mettre la vie en danger. Aujourd’hui, les traitements existants ne permettent pas de guérir cette maladie. Certains enfants ne peuvent pas y avoir accès, d’autres ne répondent pas favorablement, et ces traitements sont souvent lourds, avec des effets secondaires importants. Cela montre à quel point il est urgent de trouver de nouvelles solutions plus efficaces et mieux adaptées à chaque patient. Face à ces limites, notre recherche vise à mieux comprendre ce qui se passe dans l’organisme dès les tout premiers stades de la maladie, avant même l’apparition des premiers signes. Nous voulons identifier les mécanismes précoces à l’origine du problème, afin d’agir le plus tôt possible et de manière plus ciblée. Nous explorons également des pistes prometteuses, en testant certaines substances capables d’intervenir sur les dérèglements observés. L’objectif est de voir si ces approches peuvent freiner l’évolution de la maladie ou améliorer la qualité de vie des enfants touchés. Ce projet repose sur une vision globale, car cette maladie n'affecte pas seulement une zone précise du corps, mais l'ensemble du système qui permet aux muscles de fonctionner correctement. En progressant dans cette compréhension, nous espérons ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques, plus efficaces et mieux tolérées que celles disponibles aujourd’hui.
Bénéfices attendus
Tout d’abord, il vise à mieux comprendre les tout premiers signes de la maladie. En repérant ces signes le plus tôt possible, il deviendra peut-être possible d’agir avant que les pertes de force ne soient trop importantes. Une intervention plus précoce pourrait ralentir la progression de la maladie, et ainsi préserver plus longtemps les capacités physiques. Ensuite, ce projet cherche à identifier des approches thérapeutiques nouvelles, plus douces et plus faciles à suivre au quotidien. L’idée est de proposer des solutions qui apportent un réel mieux-être, sans alourdir la vie des patients. Cela signifie moins d’effets indésirables, des soins mieux tolérés, et surtout des actions ciblées, adaptées à chaque personne. Le projet pourrait aussi permettre de mieux accompagner les familles. En comprenant comment la maladie évolue, il sera possible de mieux informer, rassurer, et guider les proches au fil du temps. À terme, ces avancées pourraient transformer la façon dont cette maladie est prise en charge. Elles pourraient offrir une vie plus longue, plus stable, et plus autonome aux personnes concernées.
Procédures
Dans le cadre du protocole expérimental, différentes manipulations sont réalisées sur les animaux. Pour l’identification génétique des souris, une incision à l’extrémité de la queue est pratiquée et peut entraîner une légère perte de sang. Pour évaluer les bénéfices moléculaires et moteurs, nous réaliserons : -5 types d’injections de traitements pharmacologiques. Elles impliquent une contention rapide de l’animal afin d’assurer l’administration correcte du produit et ne dure pas plus de 1min par animal. En fonction du type d’injections, elles peuvent être uniques ou quotidiennes et nécessiter une analgésie et une anesthésie de l’animal avant. -2 types d’activités motrices de 20 min réalisées quotidiennement ou tous les 2 jours, adaptées à l’âge et à l’état de santé des souris.
Impact sur les animaux
Les souris atteintes de la maladie présentent dès la naissance une taille plus petite et des difficultés à se déplacer. Elles peuvent aussi être mises à l’écart par leur mère, ce qui peut affecter leur alimentation et leur hygiène. À l’âge adulte, certaines souris développent une faiblesse musculaire croissante. Avec le temps, des zones de leur corps comme la queue, les oreilles ou les pattes peuvent être progressivement touchées, ce qui complique encore leurs déplacements. Pour certains gestes techniques nécessaires à l’étude, comme l’identification ou l’administration de traitements, les animaux sont manipulés brièvement. Cela peut provoquer un stress passager ou une petite douleur, comme au moment d’une piqûre. Dans certains cas, des effets plus durables peuvent apparaître, notamment si les injections sont répétées. Les tests moteurs, lorsqu’ils sont utilisés comme approche thérapeutique, peuvent également provoquer de la fatigue ou du stress, une perte de poids ou des perturbations du sommeil.
Devenir
À la fin de chaque procédure, deux possibilités s'offrent pour les animaux. La première est qu'ils continuent à vivre pour aider à maintenir et à prendre soin des différents groupes de souris. Cela permet de s'assurer qu'il y ait toujours des souris disponibles pour des études futures. La deuxième possibilité est que les animaux soient mis à mort. Dans ce cas, cela se fait toujours de manière très respectueuse et en suivant des méthodes approuvées pour éviter toute souffrance. L'objectif est de toujours traiter les animaux avec le plus grand soin et respect.
Remplacement
Cette maladie du système nerveux et musculaire est très complexe. Elle touche plusieurs organes en même temps, ce qui rend son étude difficile en laboratoire avec des méthodes simples. Les dommages subis par les nerfs et les muscles ont des conséquences directes sur le mouvement et la coordination, ce qui ne peut être observé qu’en étudiant des animaux vivants. Pour mieux comprendre cette maladie et tester les effets de nos traitements, il est donc essentiel de mener des recherches sur des modèles vivants. Cela nous permet d’analyser de façon complète ce qui se passe dans le corps. Cependant, en parallèle, nous utilisons aussi des techniques sur des cellules cultivées en laboratoire. Ces approches permettent d’explorer plus en détail certains mécanismes biologiques et de faire un premier tri des traitements potentiels, avant de les tester sur des modèles plus complexes.
Réduction
Dans le cadre de nos recherches, nous avons fait en sorte d’utiliser le moins d’animaux possible tout en garantissant des résultats fiables. Notre objectif est de mieux comprendre les effets de cette maladie neurodégénérative, des traitements et des tests moteurs sur le corps. Pour cela, nous avons soigneusement calculé le nombre d’animaux nécessaires afin d'obtenir des résultats solides. Nous analysons ensuite les données recueillies à l’aide de méthodes adaptées à chaque situation. Par ailleurs, pour éviter le non emploi, nous prélevons autant de tissus que possible sur chaque animal après sa mise à mort. Ces échantillons sont ensuite conservés et mis à disposition de l’ensemble des chercheurs de notre équipe. Une liste des tissus encore disponibles est également partagée avec le personnel responsable de la structure, afin qu’ils puissent être utilisés dans d’autres projets, réduisant ainsi encore le besoin d’utiliser de nouveaux animaux.
Raffinement
Pour garantir le bien-être des animaux utilisés dans nos recherches, nous avons mis en place plusieurs mesures visant à réduire au maximum leur stress et leur inconfort. Les animaux nés dans la même portée sont logés ensemble, afin d’éviter l’isolement. Leur environnement est enrichi avec des matériaux qui leur permettent de se construire un nid, ainsi que des objets leur offrant des cachettes ou des surfaces à explorer. Chaque animal fait l’objet d’un suivi individualisé. Si un animal montre des signes de faiblesse, comme une perte de poids ou des difficultés à se déplacer, des aliments faciles à consommer et des gels d’hydratation sont placés à sa portée. Si son état ne s’améliore pas, nous appliquons des mesures prévues à l’avance pour mettre fin à la procédure, afin d’éviter toute souffrance inutile.
Choix des espèces
Les souris sont souvent utilisées dans la recherche car leur fonctionnement biologique est assez proche de celui de l’être humain. Cela permet de mieux comprendre certains mécanismes naturels qui protègent le corps, en particulier lorsqu’ils font intervenir plusieurs organes. Ce type d’étude ne peut se faire que sur un organisme entier, ce qui rend l’animal indispensable. Dans le cadre de nos travaux, les souris sont soumises à des exercices physiques adaptés, tout comme cela peut être fait chez l’humain. Cela facilite la comparaison entre les résultats obtenus chez l’animal et ceux que l’on peut espérer chez l’homme. Nous utilisons un modèle animal de référence porteur d’une maladie rare qui touche les neurones responsables du mouvement. Ces modèles sont particulièrement utiles car ils permettent de suivre précisément l’évolution de la maladie, tout en limitant le nombre d’animaux nécessaires. Pour mieux comprendre comment cette maladie évolue, nous observons les animaux à différentes étapes de leur développement : au moment où ils commencent à marcher, lorsqu’ils atteignent la maturité, et jusqu’au vieillissement. Cela nous permet de suivre les changements dans leur corps bien avant l’apparition des signes visibles de la maladie.
Evaluation de l’efficacité des effets antiage d’un probiotique chez le killifish
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système musculosquelettique
Tués à l'issue de l'étude pour prélever leur sang, leur intestin, leurs muscles et leur cerveau, 30 killifish turquoise vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Ils sont hébergés seuls dans des bacs de trois litres pendant un mois, entre trois et quatre mois d'âge, pesés et transférés à l'épuisette par gestes de quinze secondes. Les atteintes attendues tiennent au vieillissement accéléré propre à l'espèce, perte de pigmentation, amaigrissement, prostration au fond du bac ou nage exclusive en surface, avec arrêt du protocole au-delà de 20 % de perte de poids. Le probiotique évalué est développé par une société privée et déjà commercialisé pour la nutrition humaine.
Objectifs
Caracteriser les effets anti-ages d'un probiotique (conjugué à l'aliment) au cours du viellissement spontané de l'African Turquoise Killifish. Cette molécule qui est développée par la société privée, et est par ailleurs déjà utilisée sur d'autres applications en nutrication chez l'Homme.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre les effets bénéfiques potentiels sur le viellissement liés à un changement potentiel de microbiote intestinal. Nous pourrons évaluer si le probiotique à un effet important sur le déclin locomoteur et/ou cognitif. Ceci permettra possiblement de planifier de nouvelles approches thérapeutiques comme les modulations nutritionnelles afin de mieux prendre en charge les pathologies liées à l'âge.
Procédures
Aucune intervention invasive sur individus vigile ou anesthésiés n'est prévue dans cette étude. Néanmoins, les animaux sont soumis a des interventions de courte durée n'excedant pas 15 secondes comme la pesée ou le transfert d'un bac à un autre avec épuisette.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables chez le poisson concernent principalement les conséquences du vieillissement naturellement rapide chez l'African Turquoise Killifish. Les autres effets à évaluer concernent les conséquences du traitement avec le probiotique. Les individus peuvent présenter une réduction de la pigmentation de la peau, une perte de poids, ou émaciation, accompagnées de changements comportementaux de type anxiété ou résignation avec notamment une diminution de la prise alimentaire ou une position dans la colonne d'eau qu'il sera facile à identifier (navigation exclusivement à la surface ou prostration au fond de l'aquarium).
Devenir
Les animaux (les 30) inclus dans cette étude seront euthanasiés à l'issue de cette étude pour réaliser des prélvements tissulaires (sang, intestin, muscles, cerveau).
Remplacement
Dans le cadre de ce protocole, nous comptons utiliser le Turquoise Killifsih, qui est un modèle unique et indispensable à l'échelle de l'organisme entier pour étudier de manière intégrée l'impact d'un modualtion nutritionelle sur la progression du vieillissement en un temps extrement rapide.
Réduction
Compte tenu de la variabilité des paramètres biologiques généralement observée au sein d’un groupe homogène et de la durée des protocoles, des groupes de 15 animaux par condition-déterminé par une approche statistique-seront formés afin de pouvoir mettre en évidence des différences statistiques.
Raffinement
Les animaux inclus dans les procédures sont hébergés individuellement dans un bac de 3 litres dans l'eau osmosée dont les paramètres biologiques sont trés contrôlés avec notamment une température de 28°C, un pH de 7,5. Les procédures seront réalisées dans le respect du bien-être animal, sous anesthésie lorsque nécessaire pour limiter la souffrance, la douleur ou l’angoisse des animaux, et en respectant des points limites définis par le comportement des animaux, que ce soit leur comportement alimentaire, leur locomotion (position dans la colonne d'eau: nage en surface ou prostration au fond du bac) ou leur fonction respiratoire (mouvement operculaire). L'altération d'un ou plusieurs de ces paramètres conduira à une perte de poids significative qui lorsqu'elle sera supérieure à 20% conduira à l'arrêt du protocole expérimental. NB: Les poissons ne seront pas anesthésiés pour évaluer leur poids. Ils seront placés vigiles dans un bac d’eau sur une balance préalablement tarée. C’est une procédure qui est en cours de validation par notre cellule SBEA et qui dans le futur ne demandera pas à être inclue dans les DAP.
Choix des espèces
Pour étudier les mécanismes en lien avec le vieillissement, l'Arican Turquoise killifish est l'espèce idoine, puisqu'il est le vertébré dont la durée de vie est la plus courte en captivité (6 mois). En tant que vertébré, il possède une anatomie comparable à celle du rongeur et de l'Homme. Une abondante littérature montre comment chez le mâle et la femelle, ce poisson présente un viellissement systémique, là aussi comparable aux rongeurs et à l'Homme (sarcopénie, déclin cognitif ou maladies métaboliques). Pour toutes ces raisons, l'African Turquoise Killifish est à l’heure actuelle un modèle très pertinent utilisé dans des laboratoires académiques, de plus en plus nombreux, pour modéliser un large spectre de pathologies liées à l'âge, avec la possibilité d'aller très en profondeur pour l'exploration fonctionnelle in vivo et mécanistique post mortem. Les animaux utilisés danc cette étude sont des adultes de 3 mois pour une durée d'un mois. Fenetre de temps interessante (entre 3-4 mois) puisqu'il s'agit d'un moment critique dans l'existence du killifish, avec notament un déclin important de la locomotion spontané (notamment la distance parcourue en un temps donné).
Identification de 4 mutations chez la caille : « Rusty », responsable d’une coloration du plumage, « Curly » responsable d’une modification de la structure du plumage et « Blanc » (ou « White Egg ») et « Celadon » responsable de la couleur des coquilles des oeufs.
- Conservation des espèces
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
Porteuses de mutations spontanées maintenues à l'état homozygote depuis plusieurs générations, des cailles japonaises se voient prélever du sang à la jugulaire pour en extraire l'ADN. 800 individus vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, pour identifier quatre mutations qui modifient la couleur du plumage, sa structure et la couleur des coquilles d'œufs. Le geste dure quelques secondes et provoque un stress de contention, une douleur locale et un possible hématome, comprimé trente à soixante secondes. Toutes sont remises en élevage pour le renouvellement des lignées, à l'exception des cailleteaux prostrés plus de vingt-quatre heures sans manger ni boire, retirés puis tués.
Objectifs
Le projet s’inscrit dans la stratégie de préservation et de caractérisation des ressources génétiques animales. Il consiste à produire des cailles porteuses de mutations monogéniques afin d’identifier la base moléculaire de ces phénotypes, et de réaliser des prises de sang pour l’extraction de l’ADN. Les quatre mutations d’intérêt sont : "Rusty", responsable d’une coloration particulière du plumage ; "Curly", responsable d’une modification de la structure du plumage ; et "Blanc" et "Céladon", responsables de la couleur des coquilles d’œufs. Ces mutations ont déjà été localisées sur le génome de la caille grâce à un génotypage réalisé sur deux populations F2 (~200 individus chacune), issues de croisements entre animaux présentant ces phénotypes. L’analyse d’association entre génotypes et phénotypes a permis d’identifier les régions génomiques candidates impliquées dans chacun des quatre caractères . Afin de progresser vers une caractérisation fine des mutations causales, il est nécessaire de séquencer les régions génomiques candidates chez des animaux homozygotes pour les mutations concernées. Cette étape de validation par séquençage exige un ADN de très bonne qualité. Pour cela, des prises de sang seront réalisées sur des individus porteurs avérés des mutations, afin d’obtenir un ADN de haute qualité et d’optimiser le séquençage des régions génomiques d’intérêt.
Bénéfices attendus
Les technologies de séquençage actuelles permettent d'obtenir des données sur plusieurs individus à des coûts plus raisonnables. Ce projet a donc pour but de finaliser le programme qui avait permis de localiser les 4 régions candidates sur le génome de la caille, en identifiant les mutations causales et en assurant la valorisation. L’identification des mutations causales ouvrira la voie à la mise en place de tests de génotypage directs, utilisables dans des programmes potentiels de sélection ou de conservation. Des analyses fonctionnelles pourront ensuite être entreprises pour comprendre finement les mécanismes moléculaires sous-jacents. Cette démarche s’inscrit dans une stratégie plus large de compréhension des bases génétiques de caractères visibles chez la caille.
Procédures
Une prise de sang qui ne durera que quelques secondes à la jugulaire sera réalisée une seule fois.
Impact sur les animaux
La contention lors des prises de sang engendre du stress pour l’animal, une légère douleur au niveau du site de prélèvement et un éventuel hématome.
Devenir
Suite à la procédure de prise de sang, les animaux seront conservés pour le renouvellement des lignées.
Remplacement
L'objectif du projet est d'identifier des mutations portées par des animaux maintenus à l'état homozygote depuis plusieurs générations. Le phénotype (couleur ou forme des plumes, couleur de coquille) ne peut être observé que sur des animaux vivants. Cette étude ne serait donc pas réalisable sans ces animaux.
Réduction
Chaque lignée de caille est constituée de 30 femelles et 20 mâles par génération. Cet effectif correspond à un effectif génétique qui représente le minimum nécessaire pour maintenir la variabilité génomique de la lignée et limiter l’augmentation de la consanguinité à environ 1 % par génération.
Raffinement
Les animaux seront élevés dans un bâtiment d’élevage standard, au sol sur litière avec copeaux de bois dans des parquets où ils resteront en groupe. La taille du parquet est suffisante pour permettre aux cailleteaux de se déplacer avec une zone de repos significative en plus de l’espace mangeoire et abreuvement. Les animaux auront à disposition plusieurs enrichissements leur permettant de grimper et de se cacher . Toute manifestation de symptômes persistants définis par un point limite (c’est-à-dire animal prostré plus de 24 h et ayant cessé de s’alimenter et de s’abreuver) entrainera le retrait de l’animal de l’expérimentation. Les cailleteaux retirés seront euthanasiés en respectant la réglementation en vigueur . Un arbre de décision visant à faciliter la gestion quotidienne des animaux (atteinte ou non du point limite) sera fourni aux techniciens chargés du suivi des animaux. Cas de la prise de sang à la jugulaire : Un point de compression de 30-60s sera effectué pour limiter la formation d'un hématome. Deux expérimentateurs seront mobilisés afin de permettre la réalisation d'une contention appropriée de la caille par l'un pendant que l'autre réalisera la prise de sang. Ceci permettra de limiter les mouvements éventuels des animaux susceptibles d'engendrer un échec de la prise de sang. Les personnes affectées à cette tâche seront des personnes habituées à la contention et à la prise de sang sur la volaille. Les personnes en charge du prélèvement de sang à la jugulaire ont reçu une formation spécifique à ce geste et sont des personnes le réalisant régulièrement afin de maximiser la fluidité des gestes. Les prises de sang seront effectuées dans un lieu différent des espaces d’hébergement. Les animaux prélevés seront remis en élevage.
Choix des espèces
Le projet vise l’étude de 4 mutations spontanées chez la caille qui sont impliquées pour l’une dans la coloration du plumage, l’autre dans la structure du plumage et pour les autres, des colorations des coquilles des œufs. Ces travaux nécessitent une approche globale et ne peuvent donc être abordés que par une approche sur les animaux de cette espèce. La caille japonaise a été choisie comme modèle, car c’est l’espèce agronomique cible du projet, celle dans laquelle les mutations sont apparues spontanément. Les œufs embryonnés seront mis en incubation au couvoir de l’établissement expérimentateur, puis les animaux seront élevés jusqu’à 50 jours avant prélèvements.
Etude des cellules souches lors du développement des épithéliums glandulaires
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
735 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. L'acte infligé se limite à une injection unique de dix secondes sur animal vigile, pratiquée sur des femelles gestantes dont les embryons sont mis à mort vingt-quatre heures plus tard, aux stades E12, E15 ou E18,5, pour mettre leurs tissus en culture. L'objectif est de comprendre comment se forment les glandes mammaires, salivaires, lacrymales et prostatiques, et ce qui, déréglé, favoriserait des tumeurs. Le porteur affirme que les organoïdes modifient le comportement des cellules épithéliales une fois détachées de leur tissu, qu'aucun modèle in vitro ne reproduit la régénération, et conclut que la souris est "nécessaire" à l'étude.
Objectifs
Certaines cellules adultes peuvent, dans des contextes particuliers, retrouver des caractéristiques qu’elles n’avaient plus depuis le stade embryonnaire. C’est ce qu’on observe notamment dans le développement de certains cancers. L’une de ces caractéristiques est la multipotence, c’est-à-dire la capacité d’une cellule à se transformer en plusieurs types de cellules différents. Nous nous intéressons à quatre types de tissus glandulaires : les glandes mammaires, salivaires, lacrymales et prostatiques. Chez l’adulte, ces tissus sont composés de cellules spécialisées qui ne produisent qu’un seul type cellulaire. Mais pendant le développement embryonnaire, certaines cellules retrouvent temporairement cette capacité à se diversifier. Or, dans les cancers de ces tissus, les cellules tumorales semblent réactiver ce programme de manière incontrôlée. Notre objectif est de mieux comprendre comment ces tissus se forment pendant l’embryogenèse. En étudiant les mécanismes qui contrôlent le passage d’un état cellulaire flexible (multipotent) à un état plus stable et spécialisé, nous espérons identifier ce qui, lorsqu’il est déréglé, peut favoriser l’apparition ou la progression de tumeurs.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra d’étudier le comportement des cellules souches et leur état de différentiation pendant le développement normal des embryons de souris dans les glandes mammaires, salivaires, lacrymales et prostatiques. Nos résultats aideront à identifier les mécanismes régulant le destin des cellules souches. Ces mécanismes étant déstabilisés lors de la formation de tumeurs, nous pensons qu’à long terme nos recherches contribueront à une meilleure compréhension du processus tumoral dans les tissus glandulaires étudiés.
Procédures
Une injection unique sera réalisée sur animaux vigiles (durée du geste inférieure à 10 secondes).
Impact sur les animaux
Pour l’analyse du développement embryonnaire, nous utiliserons des embryons au stade E12 ou E18.5 pour l’étude de la glande mammaire et de la glande salivaire ou E15 lors de l’étude de la glande lacrymale ou de la prostate. Les embryons seront mis à mort, pour pouvoir mettre en culture leurs tissus, 24h après l’injection d’un traitement à leur mère permettant l’activation de mutations de certains gènes. Aucune des mutations induites sur une si courte période n’a de phénotype dommageable à ce stade de développement embryonnaire. Les nuisances attendues sont uniquement liées au geste de l’injection elle-même du traitement chez les mères.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour des analyses post-mortem
Remplacement
Au fil des années, beaucoup d'efforts ont été déployés pour développer des modèles 3D in vitro, comme les organoïdes ou les explants embryonnaires, qui soient physiologiquement pertinents pour analyser le comportement dynamique des cellules souches au cours du développement. Cependant, les cellules épithéliales modifient leur comportement lorsqu’elles sont cultivées in vitro sous forme d'organoïdes et détachées de leur niche tissulaire physiologique, ce qui nous empêche d'utiliser cette technique pour toutes les questions concernant le potentiel de différenciation des cellules souches glandulaires. De plus, les animaux seront essentiels pour suivre les cellules souches lors de la régénération tissulaire, étant donné qu’il n’existe actuellement aucun modèle in vitro qui puisse récapituler le processus global de régénération. L’absence de structure similaire aux glandes étudiées dans des modèles de vertébrés non mammifères rend l’utilisation de la souris nécessaire à notre étude.
Réduction
Le nombre de souris utilisées pour chaque expérience sera réduit au minimum possible. Pour réduire au minimum le nombre d’animaux et exploiter au mieux les prélèvements, des informations seront obtenues au niveau des organes, cellulaire et moléculaire à partir du même animal. Des schémas de reproduction des souris transgéniques seront réalisés afin d’obtenir efficacement les cohortes de souris avec le génotype souhaité. Pour chaque souris plusieurs organes seront collectés (chez les mâles: glande salivaire, lacrymale et prostate; chez les femelles: glande lacrymale, salivaire et mammaire). Le nombre d'animaux de notre étude est déterminé à l'aide de tests statistiques.
Raffinement
Les mères gestantes seront manipulées le moins possible. Aucune nuisance liée à l’injection chez les mères n’a été rapportée. Nous avons tout de même établi une grille de score. Les souris seront suivies quotidiennement pour détecter des signes de mal-être
Choix des espèces
L'organisation générale, le développement et le fonctionnement glandes étudiées ici sont très similaires chez la souris et chez l’Homme. Le modèle souris est donc très utilisé dans la communauté scientifique afin d'étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires du développement normal du tissu ainsi que de la régénération. De la même manière, les évènements cancéreux survenant chez l’homme et chez la souris suivent les mêmes étapes dans les différentes glandes étudiées ; perte d’identité cellulaire, activation de traits embryonnaires, prolifération non contrôlée. Les animaux utilisés lors de l’étude du développement embryonnaire seront des souris femelles adultes gestantes permettant d’étudier des embryons à un stade ou le phenotype dommageable ne s’est pas encore développé . Ces stades correspondent à la période où chacun des tissus est spécifié et est composé de cellules souches multipotentes
Evaluation de nouvelles pistes thérapeutiques dans le traitement de la dysplasie corticale focale chez des modèles murins de la pathologie
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Un bout de queue prélevé sans anesthésie entre sept et dix jours, puis des crises d'épilepsie quotidiennes vers deux mois chez la moitié des animaux : 11 298 souris vont être utilisées, dont 5 176 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent ensuite jusqu'à dix injections, ou dix administrations orales, ou une injection intracérébrale sous anesthésie, puis passent six tests comportementaux que le porteur nomme, locomotion, exploration, cognition, anxiété, sociabilité et mémoire, ce dernier jusqu'à huit essais par jour pendant treize jours. Une partie subit en plus une chirurgie d'une heure pour implanter des électrodes cérébrales, suivie d'un hébergement individuel dont le porteur reconnaît qu'il génère du stress. Toutes sont tuées à l'issue, pour prélever des tissus ou parce que leur modification génétique interdit de les réutiliser.
Objectifs
Les dysplasies corticales focales sont des pathologies cérébrales du développement induisant des malformations du cerveau (malformations corticales), une épilepsie résistante aux traitements actuels et des troubles neurodéveloppementaux. Pour mieux comprendre et traiter ces maladies, nous utiliserons deux modèles de souris génétiquement modifiées reproduisant les symptômes de la pathologie. Notre objectif sera tout d’abord d’élever les animaux pour produire nos lots expérimentaux. Puis, ces lots permettront ensuite d’évaluer les effets de traitements innovants sur les différentes caractéristiques de la maladie.
Bénéfices attendus
L'épilepsie touche plus de 50 millions de personnes dans le monde. Les épilepsies focales sont parmi les plus fréquentes et sévères des épilepsies, et sont souvent liées à une malformation cérébrale, en particulier ce que l’on appelle les dysplasies corticales focales, sujet de ce projet. Ces dysplasies sont actuellement la cause la plus fréquente de chirurgie cérébrale pédiatrique du fait de la forte proportion de patients résistants aux traitements antiépileptiques actuels. A court terme ce projet pourrait permettre de valider de nouvelles cibles thérapeutiques et de valider l’efficacité de nouveaux traitements agissant sur ces cibles chez des modèles murins de la pathologie. A plus long terme, cela pourrait permettre d’ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques aux patients atteints de dysplasie corticale focale, moins risquées qu’un retrait chirurgical de la zone responsable des crises d’épilepsies.
Procédures
Pour identifier le patrimoine génétique de nos animaux, un petit prélèvement de l’extrémité de la queue sera effectué sur tous les souriceaux (moins d’1 min par animal, 1 seule fois, sans anesthésie car le jeune âge des animaux rend l’extrémité de leur queue peu sensible). La moitié des animaux que nous produirons développera un phénotype dommageable c’est-à-dire qu’ils présenteront les mêmes symptômes que ceux de la pathologie à partir de 2 mois environ (crises d’épilepsie, modifications du comportement). Tous les animaux recevront un traitement ou son placebo soit par injection (1 injection par jour maximum, tous les 1 à 3 jours pendant maximum 2 semaines, soit 10 injections maximum, moins d’une minute par injection), soit par voie orale (10 administrations réparties sur un maximum de 3 semaines, moins d’une minute par administration), soit par voie intracérébrale (une injection unique réalisée au cours d’une chirurgie sous anesthésie générale avec une analgésie adaptée, durée 1h maximum). Pour une partie des lot expérimentaux, avant la phase de traitement, puis après, une partie des animaux participera à des tests comportementaux (6 tests avec 24h minimum entre chaque test, répartis sur une durée maximale d’un mois, trois fois maximum). Le test 1 permettra d’évaluer la locomotion (1 essai, 20 min), le test 2 évaluera la capacité exploratoire (10 minutes par jour, 2 jours), le test 3 évaluera les capacités intellectuelles (1 essai, 8 min), le test 4 évaluera l’anxiété (1 essai, 5 min), le test 5 évaluera la sociabilité (1 heure, 1 fois), et enfin le test 6 évaluera les capacités de mémorisation (au maximum : 8 essais par jour de 90 secondes par essai, pendant 13 jours). Pour une partie des lot expérimentaux, avant la phase de traitement (ou de façon concomitante en cas de traitement par voie intracérébrale), une partie des animaux aura une procédure chirurgicale sous anesthésie générale avec une analgésie adaptée (durée 1h, une fois) pour implanter des électrodes au niveau du cerveau. L’activité électrique du cerveau des animaux sera ensuite mesurée en connectant (connexion simple et indolore) les électrodes à un système d’enregistrement (fait avant et, ou après la phase de traitement donc 2 fois 3 sessions de 5 jours consécutifs maximum, enregistrement en continu, 1 semaine minimum de repos entre chaque session de 5 jours). Les animaux seront vigiles lors des enregistrements, et pourront se déplacer librement durant le test.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont : Premièrement, une légère et brève douleur lors du prélèvement pour déterminer le patrimoine génétique des animaux, ainsi qu’un stress lors des manipulations nécessitant une contention. Deuxièmement, le développement de crises d’épilepsies avec plusieurs crises par jour, la possible survenue de mort due aux crises et des modifications du comportement (diminution de l’anxiété et des interactions sociales entre animaux) Ensuite, une légère et brève douleur lors de l’administration de traitement par injection, avec une possible apparition d’hématome ou d’œdème suite à la répétition des injections. De même, possible douleur au niveau de l’œsophage suite à l’administration de traitement par voie orale. Les animaux pourront également subir un stress dû à l’analyse comportementale et au changement d’environnement pour la réalisation des tests. Il y aura également un risque hypothermique à la suite d’un test impliquant que les animaux soient mouillés. Enfin, la chirurgie nécessaire à l’implantation locale d’électrode et, ou, au traitement intracérébral pourra induire une douleur, une gêne et un inconfort post-opératoire. L’anesthésie générale pratiquée pour cette chirurgie sera associée à un risque d’hypothermie (stress thermique) et un risque d’arrêt cardiorespiratoire. L’hébergement individuel des animaux prévus pour l’enregistrement de l’activité électrique du cerveau engendrera un stress pour les animaux.
Devenir
L’ensemble des animaux impliqués dans ce projet seront euthanasiés pour prélever des tissus d’intérêt pour répondre à notre question scientifique ou parce qu’il n’est pas possible de les réutiliser ou de les replacer du fait de leur modification génétique.
Remplacement
Les études de tissus issus de chirurgies de patients ont permis de déterminer les gènes impliqués dans la pathologie, d'améliorer le diagnostic des patients, d'approfondir nos connaissances sur les mécanismes à l’origine de la pathologie, et de créer des modèles animaux. Cependant, le faible nombre de tissus disponibles (environ une naissance sur 100 000) et le fait que ces tissus soient collectés après l’apparition des crises épileptiques limitent considérablement le champ des expérimentations possibles pour nos projets. Enfin, les études sur les patients de nouveaux traitements nécessitent une validation préalable sur des modèles proches de la physiologie humaine et reproduisant les crises épileptiques, comme les modèles de souris utilisés dans ce projet. Deuxièmement, la culture cellulaire seule ne suffit pas pour nos projets. Bien qu’elle ait permis de nombreuses avancées dans l’étude de ces pathologies (validation de mutations découvertes chez les patients, étude des mécanismes impliqués dans la pathologie, etc.), elle ne permet pas la création de modèles suffisamment complexes et représentatifs de l’ensemble des mécanismes en jeu in vivo. Elle ne permet pas non plus de reproduire les crises d'épilepsie observées chez les patients. Enfin, la modélisation informatique nécessite des données expérimentales encore manquantes. Les modèles de souris que nous utiliserons ont déjà été validés pour l’étude de cette pathologie et sont donc adaptés à la validation de nouvelles cibles thérapeutiques et à l’évaluation de l’efficacité de nouveaux traitements agissant sur ces cibles.
Réduction
Nous veillerons à générer le minimum d'animaux nécessaires pour leur utilisation dans des expériences visant à produire des conclusions scientifiques statistiquement fiables. Nous utiliserons au total dans ce projet un maximum de 11 298 animaux. La taille des effectifs par groupe a été établie grâce à un calcul de puissance et sera ajustée selon les premiers résultats obtenus. Ainsi, nous avons définis qu’un effectif de 10 à 15 animaux par groupes serait nécessaire en fonction des critères évalués. Nous procèderons à des tests statistiques sur les données obtenues pour une interprétation fiable des résultats.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans des conditions conformes à la réglementation en vigueur pour l’espèce. Ils seront observés quotidiennement, et ceux susceptibles de développer un phénotype dommageable bénéficieront d’une surveillance spécifique. Pour chaque procédure, nous avons établie des points limites spécifiques pour éviter toute souffrance animale. Le geste de biopsie (prélèvement d’une petite quantité de tissus pour connaitre le statut génétique des animaux) sera de la plus petite taille possible. Le geste sera réalisé dans une pièce dédiée, au calme, avec du matériel propre et désinfecté entre chaque animal pour éviter toute infection ou contamination croisée. Les petits seront immédiatement replacés avec leur mère après le geste et il sera vérifié qu’ils soient bien repris en charge immédiatement après le retour en cage puis 20 minutes environ après. Pour les animaux recevant un traitement, nous les pèserons du premier au dernier jour de traitement afin de détecter une éventuelle perte de poids et d’adapter le volume administré. Pour les souris recevant une injection, la zone et la méthode ont été déterminées pour limiter au maximum les potentiels effets indésirables sur les animaux. Pour les souris recevant un traitement par voie orale, la prise dans l’eau de boisson ou dans du lait concentré-sucré avec une pipette sera préférée au maximum et le schéma thérapeutique pourra être réévalué en cours de traitement pour limiter au maximum la souffrance des animaux. Les tests comportementaux seront précédés d’une période d’habituation à l’expérimentateur. Les tests seront effectués du moins au plus stressant et avec une période d’habituation à la pièce avant chaque test. Nous observerons un temps de repos entre les traitements et les tests et inversement. Dans le cas du test impliquant de la nage, la température de l’eau sera rigoureusement vérifiée et les animaux seront séchés entre chaque phase du test. Pour la procédure chirurgicale, nous prendrons en compte le risque d’hypothermie en maintenant la température des animaux pour toute la durée de l’anesthésie. La douleur sera prévenue par analgésie et anesthésie. Après la chirurgie, l’expérimentateur réalisera une surveillance spécifique quotidienne durant 5 jours, puis une fois par semaine. Un enrichissement supplémentaire sera fourni aux animaux hébergés seuls en post-chirurgie, ils seront également surveillés spécifiquement pour détecter tout signe clinique en lien avec cet hébergement.
Choix des espèces
Ce projet nécessitera de travailler sur la souris. Ce choix a été motivé par des raisons scientifiques car le projet porte sur une pathologie génétique ce qui implique de générer un modèle reproduisant les mutations génétiques observées chez les patients. La souris fait partie des espèces permettant ce type de modifications. De plus, l’utilisation de cette espèce permet l’obtention rapide de groupe d’individus homogènes diminuant la variabilité de nos résultats et permettant de réduire le nombre d’animaux utilisés. Enfin, les souris ont un cerveau suffisamment élaboré pour générer des crises épileptiques. Plusieurs modèles de souris ont déjà été créés et étudiés pour modéliser les crises d’épilepsies. Les souris ont donc été explorées de manière exhaustive, permettant une solide base scientifique. Ce projet nécessitant l’administration de traitements, nous utiliserons donc des souris adultes. Le prélèvement pour connaitre le patrimoine génétique des animaux sera fait à l’âge de 7 à 10 jours. Cet âge précoce permet d’une part de profiter de la cicatrisation rapide des jeunes animaux et d’autre part de connaitre leur génotype très tôt et donc pouvoir inclure les animaux dans les procédures dès leur sevrage.
Impact de la signalisation du récepteur NMDA par le peptide AETA dans la cognition sociale
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
2 880 souris vont être utilisées, 2 160 dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré et 720 d'un niveau léger. Une partie subit une chirurgie du cerveau de 40 minutes pour y injecter des outils viraux activant ou inhibant certaines cellules, d'autres une chirurgie terminale sans réveil, toutes une biopsie du bout de la queue sous anesthésie par le froid. Elles passent ensuite des tests nommés, test des trois chambres, interaction sociale, labyrinthe en Y et piscine de Morris avec six à sept jours d'apprentissage, avant d'être tuées pour prélèvement du cerveau, les souris dépourvues du génotype recherché étant tuées après génotypage ou gardées pour l'entretien de la lignée. L'objet déclaré est la mémoire sociale et ses défauts dans la schizophrénie, et le porteur prévoit pour certaines expériences un isolement de trois semaines qu'il reconnaît stressant, imposé à des animaux dont il mesure ensuite la sociabilité.
Objectifs
La cognition sociale est essentielle pour interagir correctement avec les autres. Elle nous permet de comprendre et de réagir aux pensées, émotions et intentions des gens autour de nous. Certaines maladies psychiatriques, comme la schizophrénie, affectent cette capacité. Les personnes atteintes ont du mal à interpréter les émotions et intentions des autres, ce qui complique leurs relations et peut aggraver leurs symptômes. Pour mieux comprendre ces troubles, il est important d’identifier les circuits cérébraux impliqués dans la cognition sociale. Des recherches récentes montrent qu’une connexion entre l’hippocampe (mémoire) et le cortex préfrontal (prise de décision) joue un rôle clé dans la mémoire sociale, un élément fondamental de la cognition sociale. Cette connexion repose sur la capacité des neurones à s’adapter et à traiter l’information. Notre équipe a récemment découvert qu’un peptide appelé AETA pourrait influencer cette connexion en régulant un type particulier de récepteurs du cerveau (récepteurs NMDA), connus pour être perturbés dans la schizophrénie. Nos premiers résultats suggèrent qu’un dysfonctionnement de cette régulation pourrait être responsable des difficultés sociales observées chez les patients. L’objectif de ce projet est donc de comprendre le rôle du peptide AETA dans la mémoire sociale et son impact sur les comportements sociaux. Nous voulons aussi explorer comment son dysfonctionnement pourrait être impliqué dans la schizophrénie, afin d’ouvrir la voie à de nouveaux traitements.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux appréhender les origines biologiques, d’obtenir des informations sur les modifications cellulaires/moléculaires et d’ouvrir la voie vers des traitements adaptés en lien avec la cognition sociale. Par ailleurs, cela pourrait permettre l’identification d’une nouvelle cible prometteuse pour le traitement de la schizophrénie. La schizophrénie touche environ 0,25 % à 0,64 % de la population mondiale, selon les estimations de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) et de l'Institut national de la santé mentale (NIMH). Cela signifie qu'environ 1 personne sur 200 à 1 personne sur 400 dans le monde est atteinte de schizophrénie. Cette étude est donc primordiale pour tester notre hypothèse in vivo et définir de nouvelles pistes de thérapie contre cette maladie psychiatrique qui affecte et qui reste sans traitement adapté à ce jour.
Procédures
Les animaux seront soumis à différents protocoles. Notamment à une biopsie du bout de la queue afin de les génotyper, cela se fera suite à une anesthésie par le froid. Certaines souris recevront une chirurgie cérébrale afin d'injecter des outils permettant de modifier, activer ou inhiber certaines cellules du cerveau. Cela se fera sous médication pharmacologique anesthésique/analgésique et durera maximum 40 minutes. Certains animaux recevront une chirurgie terminale sans réveil sous anesthésie pharmacologique profonde, après administration d’analgésique/anesthésique. Cette technique est utilisée afin de maintenir les tissus du cerveau et de permettre une étude du site d’injection, elle durera maximum 10 minutes. les animaux seront soumis à différents tests comportementaux répartis sur plusieurs semaines, permettant d’évaluer l’apprentissage, la mémoire spatiale et de travail ainsi que les comportements sociaux. Certaines de ces expérimentations nécessiteront une période préalable d’isolement de trois semaines. Dans le cadre du 3-chamber test, les souris passeront par trois phases successives, chacune d’une durée de 10 minutes (soit 30 minutes au total). Pour le test d’interaction sociale, une période d’habituation de 5 minutes précédera une phase de test de 10 minutes (soit 15 minutes au total). Le test du labyrinthe en Y sera réalisé sur une durée de 10 minutes. Concernant la piscine de Morris, les souris seront d’abord familiarisées avec l’eau et la plateforme, puis suivront une phase d’apprentissage de 6 à 7 jours comprenant 4 essais séparés par 15 minutes. 24 heures après la fin de cette phase, elles effectueront un premier essai test, suivi d’un second essai sept jours plus tard. Enfin, chacun de ces tests sera espacé d’au minimum une semaine, voire davantage selon les protocoles.
Impact sur les animaux
Le projet s’intéresse à la composante sociale d’une pathologie psychiatrique. Par conséquent, les effets indésirables seront principalement liés à la dérégulation des circuits neuronaux et pourront se manifester à l’échelle comportementale par des troubles de sociabilité et de mémoire. Cela n’entraine pas de dérégulations des systèmes impliqués dans la douleur mais provoque des modifications des comportements sociaux. Les tests comportementaux seront sans douleur et basés sur la tendance naturelle des animaux à explorer ou éviter une zone nouvelle ou un nouveau congénère. Il pourrait y avoir une douleur transitoire post-opération lors de la biopsie du bout de la queue et suite à l'injection de la micropuce. Il pourrait y avoir des effets indésirables comme état confusionnel transitoire au réveil après chirurgie et une douleur post-chirurgicale. Une nuisance de l'injection lors de l'anesthésique est aussi attendue.
Devenir
Procédure 1 : après le génotypage, les animaux présentant le génotype d'intérêt seront gardés pour les procédure 2 et 3. Les animaux ne possédant pas le génotype d'intérêt seront soit euthanasiés, soit maintenus pour le maintien de la lignée. Procédure 2 : après les tests, les souris seront euthanasiées afin de prélever le cerveau et vérifier les résultats de la chirurgie ou réaliser des études post-mortem. Procédure 3 : Après les tests comportementaux, les animaux seront euthanasiés pour prélever et réaliser des études post-mortem.
Remplacement
Notre projet étant en grande partie orienté sur des approches de physiologie intégrée, il n’existe, aujourd’hui, aucune méthode substitutive qui pourrait remplacer l’utilisation des animaux dans nos expériences. Les structures étudiées étant très conservée entre Homme et Souris, cela en fait un modèle de choix pour notre étude. De plus, les outils viraux qui seront utilisés sont très bien décrits et spécifiques pour la souris aussi, les lignées génétiquement modifiées que l'on va utiliser dans ce projet ne sont disponibles que chez la souris.
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe a été évalué afin d'avoir une bonne estimation des effectifs suffisants pour l'obtention de données statistiquement fiables tout en s'assurant d'une utilisation des animaux au strict nécessaire. De plus, chaque souris suit le maximum de procédures envisageables sans interférence. Pour finir, la mise en groupe de souris est optimisée pour chaque lot d’animaux lors du sevrage grâce au génotypage avant sevrage.
Raffinement
Nous appliquerons plusieurs techniques de raffinement dans les différentes procédures. Lors des chirurgies, les soins opératoires et post-opératoires ainsi que la fréquence de suivi des animaux seront adaptés. Ainsi lors des chirurgies, une hydratation sous-cutanée pré et post-opératoire sera réalisée, de même que l’injection d’analgésique avant et une administration d’anti-inflammatoire/analgésique pendant 5 jours post-opératoire. Un tapis chauffant est placé sous l’animal lors de la chirurgie (régulation via sonde rectale) et également sous les cages de réveil afin de faciliter celui-ci et éviter toute hypothermie. Les souris auront accès ad libitum à l’eau et à la nourriture. Lors de la procédure de comportement, il faudra que les animaux soient isolés pendant 3 semaines. Bien que la procédure d’isolement puisse être stressante pour les animaux, leur bien-être restera le point le plus important. Par conséquent, nous ferons en sorte que les animaux aient des cages avec enrichissements (bâtons en bois, abris et oates pour la nidification), à limiter le stress. Ces animaux seront suivi de très près tout au long de l’isolement afin de détecter très rapidement des problèmes éventuels de comportement dû à l’isolement. Pour les animaux dans toutes les procédures les signes potentiels de souffrance sont recherchés et des points limites adaptés aux différentes phases des procédures ont été fixés.
Choix des espèces
Les caractéristiques morphologiques et physiologiques des souris sont largement documentées. De plus elles possèdent une proximité évolutive, un cycle de vie cours permettant de répéter les expériences afin de s’assurer de la robustesse des résultats, ce qui constitue un atout pour développer efficacement notre étude. C’est un très bon modèle pour l’étude des circuits neuronaux sous-jacent les comportements sociaux. Les mécanismes moléculaires et cellulaires ainsi que les propriétés neuronales de ces rongeurs au niveau des structures d’intérêt sont très proches de ceux du cerveau humain. Cela nous permettra de réaliser des études dont l’impact sera important pour la compréhension des mécanismes impliqués dans la mémoire sociale et des effets de la schizophrénie et ainsi de pouvoir mieux cibler de possibles approches thérapeutiques. Nous disposons des modèles murins requis et des techniques adaptées à cette espèce (électrophysiologie, comportement, chirurgie), faisant de ces souris un excellent modèle pour l’étude de cette pathologie. Pour notre étude, la période d’intérêt étant d’environ 8 semaines (âge adulte), les animaux seront donc utilisés à cette période afin d’effectuer des tests comportementaux ou des mesures d’activité cellulaire.
Comprendre les causes de l’arrêt respiratoire dans le syndrome d’Ondine (maladie génétique qui touche le contrôle de la respiration) grâce à des souris génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
- Système respiratoire
Les souriceaux de ce projet naissent avec une mutation qui les empêche de respirer normalement, apnées, respiration faible et absence de réaction à l'excès de gaz carbonique dans le sang. 464 souris vont être utilisées, 180 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère, 264 modéré et 20 léger, toutes tuées à l'issue. Chaque nouveau-né est séparé de sa mère jusqu'à une heure pour les mesures cardio-respiratoires, subit le prélèvement de deux à trois millimètres de queue avant son quatrième jour de vie pour le génotypage, et est manipulé toutes les deux heures le jour de sa naissance pour vérifier sa vitalité. Les souriceaux sont tués par décapitation au quatrième jour, ou plus tôt si un point limite est atteint, le porteur ayant retenu comme critères le score d'adaptation à la vie extra-utérine et le comportement de la mère envers sa portée.
Objectifs
Nous voulons comprendre comment et pouquoi des mutations aboutissent au syndrome d'Ondine. Cette maladie se manifeste à la naissance par une apnée, une respiration faible et une absence de rélfexe respiratoire (pas d'augmentation de la respiration à une élévation de la teneur en gaz carbonique dans le sang). Ces problèmes se manifestent pendant le sommeil ce qui est dangeureux pour le nouveau-né. Il s'agit d'identifier les structures qui ne se forment pas et/ou les structures qui sont malformées à l'expression de la mutation et leurs conséquences sur la respiration.
Bénéfices attendus
Le projet pourrait avoir un impact fondamental par l’identification des circuits neuronaux impliqués dans les déficits respiratoires du syndrome d'Ondine. Le projet pourrait également apporter de nouvelles connaissances sur les structures du cerveau impliquées dans le maintien de la respiration pendant le sommeil, informations critiques à la compréhension du développement du syndrome d'Ondine et plus largement des pathologies respiratoires du sommeil comme les apnées obstructives.
Procédures
1/ Séparation maternelle d'une heure pour la mesure cardio-respiratoire 2/ Le prèlèvement d'un morceau de queue de 2-3 mm et d'une durée de 3 secondes pour l'identification du statut génétique est réalisée avant quatre jours de vie (souriceau sans poils) 3/ vérification de la vitalité du souriceaux (durée : 1 min par souriceau) le jour de naissance toutes les deux heures sur 6h d'observations puis deux fois par jour. Aucune necessité de recourir à de l'anesthésie.
Impact sur les animaux
1/ angoisse à la séparation maternelle d'une heure pour les mesures respiratoires 2/ Douleur au prèlèvement de 2-3mm de queue pour l'identification du statut génétique 3/ détresse respiratoire liée à la mutation 4/ angoisse à la vérification de la vitalité du souriceau (1 min par souriceau) 3 fois en 6h (le jour de naissance et 2 fois par jour juqu'à P4. 5/Stress lié à la detresse respiratoire engendrée par mutation.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés en fin de procédure. Les souriceaux sont euthanasiés par décapitation à la fin de la procédure (4 jours de vie) ou en cas d'atteinte de point limite. S'il y a un besoin de prélèvement d'organes notamment du cerveau sur les souriceaux nouveau-nés, ça sera en postmortem.
Remplacement
Dans le cas du syndrome d’Ondine, il n’y a actuellement pas de prise en charge pharmacologique. Cependant, les modèles génétiques murins sont disponibles pour élaborer et/ou affiner les stratégies thérapeutiques. Si les avancées obtenues par les recherches sur les cultures cellulaires permettent d'éclaircir les mécanismes et les conséquences de la mutation à l'échelle moléculaire et cellulaire, une validation sur des animaux en développement est nécessaire pour comprendre la maladie et les conséquences fonctionnelles sur un organisme entier. L’utilisation de l’animal ne peut alors être évitée.
Réduction
Nous utilisons l'effectif qui permet d'avoir une puissance statistique suffisante pour tester nos hypothèses. Compte tenu de la grande variabilité inter-individuelle et d'une éventuelle mortalité à la naissance, nous avons déterminé un lot expérimental de 30 animaux par groupe pour mettre en évidence une différence biologiquement significative. Les études publiées sur les variables respiratoires valident l’effectif de 30 animaux par groupe pour obtenir une puissance statistique satisfaisante. Cet effectif sera réduit si au cours des analyses intermédiaires, un effectif plus faible permet de tester les hypothèses.
Raffinement
Des points limites adaptés à l’âge des souriceaux sont décrits et comportent le score d’adaptation à la vie extra-utérine pour le souriceau et le comportement de la mère envers sa portée. Pour les mesures, nous utilisons une technique non invasive (animal non anesthésié) et contrôlée (durée de la mesure, température constante dans les chambres de mesure) pour minimiser une possible angoisse des animaux. La durée de séparation maternelle le temps d’une mesure est d’une heure au maximum. Les cages avec les portées sont enrichies en cellulose douce pour le nid. De plus, l’équipe de l’animalerie effectue une surveillance réglementaire quotidienne des espaces d'hébergement et de toutes les cages.
Choix des espèces
La souris constitue un modèle pour l'étude du développement du cerveau humain. Plus largement, la souris génétiquement modifée contribue à la compréhension d'une maladie génétique. Dans le cas du syndrome d'Ondine, les modèles animaux existants sont murins. C’est une maladie qui se manifeste dès la naissance. Nous avons des outils adaptés pouvant prendre en charge les modèles murins dès la naissance permettant ainsi de tester et d’évaluer des stratégies thérapeutiques. De plus, le recours aux modèles animaux en développement constitue une des recommandations de l'Agence Européenne du médicament pour évaluer les médicaments à visée pédiatrique. Les souriceaux sont étudiés dans la période juste avant et après leur naissance, jusqu'à leurs 4 premiers jours de vie.
Cibler les mégacaryocytes hébergeant des virus pour une restauration immunologique efficace dans les syndromes post-infectieux
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
920 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, 553 d'entre elles dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère et 367 d'un niveau léger. Les unes reçoivent le SARS-CoV-2 par instillation nasale sous anesthésie et perdent environ 12 % de leur poids en quatre jours, une sur dix mourant de l'infection à la dose retenue. Les autres reçoivent les virus Mayaro ou Chikungunya en sous-cutané et développent un gonflement de la patte injectée. Le prélèvement de sang se fait par voie rétro-orbitale et chaque animal est tué immédiatement après, le porteur indiquant que les organes recherchés ne peuvent pas être obtenus autrement.
Objectifs
Les syndromes infectieux post-aigus (PAIS) sont des maladies qui apparaissent après une infection, quand la phase la plus forte de la maladie est terminée. Ces maladies peuvent durer longtemps et rendre la vie difficile à ceux qui en souffrent. Même si on connaît ces syndromes depuis longtemps, on ne comprend pas encore bien comment ils fonctionnent ni comment les soigner. Un exemple connu est le COVID long, qui touche certaines personnes après une infection au coronavirus. Le virus SARS-CoV-2, responsable du COVID-19, provoque d’abord des problèmes respiratoires, mais chez certains, il reste présent dans le corps et cause des symptômes qui durent plusieurs mois. D’autres virus, comme le Mayaro et le Chikungunya, présents surtout dans les régions tropicales, peuvent aussi provoquer ce genre de maladies chroniques. Ils pourraient même arriver en Europe. Notre objectif est de mieux comprendre comment ces virus restent dans le corps, en particulier dans certaines cellules. Nous nous intéressons notamment aux mégacaryocytes, des cellules surtout connues pour produire des plaquettes sanguines, mais qui pourraient aussi jouer un rôle dans la défense contre les infections. Mieux comprendre ces mécanismes pourrait aider à trouver des solutions pour améliorer la vie des personnes touchées par ces maladies.
Bénéfices attendus
Certaines cellules du sang, comme les plaquettes et les mégacaryocytes, peuvent servir de cachette à des virus. Notre équipe va donc étudier le rôle de ces cellules dans des modèles de souris atteintes de COVID long et lors d’infections par les virus Mayaro et Chikungunya (en collaboration avec l’Université Fédérale de Rio de Janeiro, au Brésil). Nous pensons qu’en ciblant ces cellules, il serait possible de renforcer le système immunitaire et d’améliorer la santé des personnes qui souffrent de symptômes persistants après une infection virale. Pour l’instant, il n’existe pas de modèles en laboratoire alternatifs à l’experimentation animale qui permettent de reproduire exactement ce qui se passe dans le corps humain à long term, après une infection. C’est pourquoi nous utilisons des souris pour mieux comprendre comment ces virus agissent et comment ils provoquent des maladies chroniques. Ces modèles sont essentiels pour tester de nouvelles idées et développer des traitements efficaces contre ces syndromes post-infectieux.
Procédures
(1) Infection du virus du COVID-19 (SARS2) par voie nasale. L’instillation nasale du virus sera réalisée sous anesthésie générale obtenue par inhalation d’isoflurane. La durée totale de la procédure, comprenant l’anesthésie, est d’environ 2 à 3 minutes. (2) Infection de MAYV/CHIKV par voie sous-cutanée. Cette procédure, effectuée sous anesthésie générale par inhalation d’isoflurane, dure environ 2 minutes, incluant l’installation, l’anesthésie et l’injection sous-cutanée. (3) Prélèvement sanguin par voie rétro‑orbitale. Une analgésie locale sera réalisée par le dépôt d’une goutte de collyre à base de tétracaïne. Une anesthésie générale sera obtenue par inhalation d’isoflurane. L’ensemble de la procédure dure environ 3 minutes. Les animaux seront euthanasiés immédiatement après ce prélèvement.
Impact sur les animaux
Lorsqu’on infecte les souris avec le SARS2, elles perdent du poids (environ 12 % en quatre jours) et environ 1 souris sur 10 peut mourir à cette dose. Ce modèle permet d’étudier comment le virus provoque des maladies graves, comme des atteintes aux poumons, chez l’humain. Pour les virus Mayaro et Chikungunya, lorsqu’on les injecte à des souris, celles-ci présentent un gonflement de la patte (là où le virus est injecté) et perdent aussi du poids dans les jours qui suivent. Cependant, le risque de décès avec ces virus est très faible. Ces modèles animaux sont donc utiles pour comprendre comment ces virus agissent sur le corps et pour tester de futurs traitements
Devenir
L’ensemble des animaux utilisés dans chaque procédure sera euthanasié à terme, y compris ceux affectés aux groupes contrôles. Cette étape est indispensable car l’étude nécessite le prélèvement de tissus et d’organes spécifiques, afin d’analyser la réponse immunitaire, la persistance virale et les mécanismes pathologiques induits par l’infection. Les échantillons d’organes ne peuvent être obtenus autrement. La durée maximale de maintien en vie des animaux après le début des expériences sera d’un (1) mois.
Remplacement
Pour étudier ces maladies, il existe des modèles en laboratoire comme les organoïdes (mini-organes créés à partir de cellules). Cependant, ces modèles ne sont pas encore assez avancés ou adaptés pour notre recherche, car les syndromes post-infectieux touchent plusieurs organes à la fois. C’est pourquoi nous avons besoin d’étudier l’effet des virus sur des animaux entiers, pour mieux comprendre ce qui se passe dans tout le corps.
Réduction
Nous faisons très attention à utiliser le moins d’animaux possible tout en obtenant des résultats fiables. Pour chaque expérience, nous utiliserons seulement le nombre minimum de souris nécessaire pour que les résultats soient valides et puissent être analysés correctement. Le nombre d’animaux a été déterminé à partir d’une approche statistique permettant de garantir la puissance nécessaire des expériences. Les expériences seront répétées trois fois, avec six souris par groupe. Au total, nous aurons besoin de 550 souris d’une première lignée de souris pour l’étude du SARS2, et 370 d’une autre lignée de souris pour l’étude du MAYV/CHIKV, y compris celles utilisées pour préparer les expériences et maintenir les lignées. Cela nous permet de limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Nous mettons tout en œuvre pour garantir le bien-être des animaux. Cela passe par des procédures précises, une formation du personnel, un suivi quotidien de la santé des animaux, et l’utilisation de méthodes les moins douloureuses possible. Si un animal montre des signes de souffrance, il sera pris en charge rapidement, et une euthanasie pourra être pratiquée si nécessaire pour éviter toute douleur inutile. Chaque animal sera observé chaque jour, et son état de santé sera noté selon une grille précise pour s’assurer qu’il ne souffre pas.
Choix des espèces
La souris est un animal très utilisé pour étudier comment notre corps réagit aux infections virales, car son système immunitaire ressemble beaucoup à celui de l’humain. De plus, il est très difficile d’obtenir certains tissus, comme la moelle osseuse, chez l’humain pendant une infection, alors que c’est possible chez la souris. Cela nous permet d’en apprendre plus sur les réactions du corps face à ces virus. Il existe aussi de nombreux outils scientifiques adaptés à la souris, ce qui rend l’analyse des réactions immunitaires plus facile et plus précise. Dans nos recherches, nous infecterons des souris femelles de la lignée Balb/c avec le virus du COVID-19 à l’âge de 8 semaines, car à cet âge, leur système immunitaire est complètement développé.Pour les virus Mayaro et Chikungunya, nous utiliserons des souris femelles de la lignée 129/sv âgées de 3 semaines, car elles présentent alors des symptômes similaires à ceux observés chez les humains malades. Cela nous aide à mieux comprendre comment ces maladies se développent et à chercher des solutions pour les traiter.
Effets de l’incorporation de luzerne dans la ration des porcs sur leur santé et leur croissance
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
Ouvrir à la filière luzerne un marché porcin qu'elle ne pénètre presque pas : 360 cochons vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger pour 324 d'entre eux et modéré pour 36. Vingt-quatre truies subissent une prise de sang et une fouille rectale pouvant durer dix minutes une semaine avant la mise bas, et 36 porcelets des prélèvements de sang et de fèces au sevrage puis un mois plus tard. Ces 36 sont tués un mois après le sevrage pour prélever leurs contenus digestifs ainsi que des segments d'estomac et d'intestin. Les autres reprennent le parcours d'élevage, les truies pour un nouveau cycle de reproduction et les porcs jusqu'à l'abattage commercial, un devenir que le classement réglementaire enregistre comme un retour à l'élevage.
Objectifs
En France, la luzerne déshydratée est aujourd’hui très peu utilisée en alimentation porcine, notamment du fait de la tension économique propre à ce marché et de l’apport énergétique moins important de la luzerne par rapport aux céréales. Les ventes sur ce marché sont estimées à moins de 500 tonnes en 2022. Cependant, elle constitue un ingrédient d’intérêt pour la santé et le bien-être des porcs aux différents stades d’élevage, sujets de plus en plus au cœur des attentes sociétales et des préoccupations politiques. De surcroît, la luzerne est riche en protéines, et elle peut constituer un levier pour renforcer l’autonomie protéique de cette filière encore fortement déficitaire. Aujourd’hui, le manque de connaissances sur l’intérêt de la luzerne pour l’alimentation porcine freine son incorporation aux formules d’aliments. Son usage reste souvent limité à l’alimentation de la truie gestante. Aux autres stades d’élevage porcin, les bénéfices que pourraient apporter la luzerne pour améliorer la santé digestive et réduire les diarrhées et la mortalité précoce sont peu documentés. Des études scientifiques complémentaires sur le sujet sont nécessaires, afin de comprendre les impacts sur la santé et d’identifier les stades auxquels la luzerne apporte le bénéfice le plus conséquent, avec une approche transgénérationnelle, ce qui permettra à terme de développer des solutions alimentaires adaptées à la filière porcine. Ainsi, l’objectif du projet est de créer des connaissances nouvelles sur le bénéfice santé que la luzerne déshydratée peut apporter en alimentation porcine afin de permettre à la filière luzerne de pénétrer ce marché stratégique avec une approche « santé & bien-être ».
Bénéfices attendus
Selon la littérature scientifique, l’inclusion de luzerne déshydratée dans la ration des porcs favoriserait un écosystème microbien plus propice à la digestion des fibres : augmentation des populations microbiennes fibrolytiques tirant partie de la dégradation des fibres pour produire des composés énergétiques utilisés par le porc, modifications histologiques des muqueuses digestives favorisant sans doute l’absorption des nutriments, acidification moindre du contenu digestif, plus propice aux espèces bactériennes bénéfiques à l’animal... Les communautés bactériennes intestinales qui s’implantent chez le porcelet dans ses premières semaines de vie sont très similaires à celles de sa mère. Ainsi, l’implantation des fonctions digestives chez les porcelets est fortement dépendante de l’alimentation et de la santé digestive de la mère. L’amélioration de la santé des porcelets pourrait donc se faire par la mise en place précoce d’un microbiote contenant des espèces bactériennes bénéfiques à la santé de l’hôte. De plus en plus d’éléments laissent également présager que ce transfert pourrait commencer in utero et ainsi permettre une éducation du système immunitaire intestinal dès ce stade, aidant ainsi les porcelets à mieux s’adapter aux conditions environnementales dans lesquelles ils évolueront, en sélectionnant plus facilement les espèces bactériennes commensales de leur intestin. Nourrir la mère avec des matières analogues à celles qui seront utilisées dans l’alimentation future des porcelets pourrait ainsi réduire le stress sur l’écosystème intestinal induit par l’introduction de l’alimentation solide. Ainsi, on peut s’attendre à ce que les effets bénéfiques de la luzerne sur l’écosystème intestinal et la santé digestive des mères puissent être également bénéfiques chez les porcelets issus de mère nourries avec de la luzerne déshydratée. A notre connaissance, cette recherche des effets transgénérationnels par l’apport de luzerne n’a pas été étudiée. Cela fera l’objet d’une partie des travaux d'un projet plus vaste, ayant pour but d’évaluer si l’incorporation de luzerne à tous les stades d’élevage permet d‘améliorer la santé à la fois des mères et de leur progéniture de façon plus importante qu’une incorporation à certains stades uniquement.
Procédures
Les porcs et les truies sont nourris avec des régimes adaptés à leur stade physiologique et distribués à volonté, à l'exception des truies gestantes pour lesquelles l'état d'adiposité nécessite d'être contrôlée avant mise-bas. Ces régimes contiennent une proportion de luzerne, cette matière première étant connue depuis longtemps en production porcine bien que peu utilisée, elle ne pose pas de problème lorsqu’elle est ajoutée à l’alimentation des porcs. Les pesées d'animaux se font avec une mise à jeun de quelques heures. L'eau reste disponible sans restriction pendant cette période de mise à jeun. Des prises de sang et des prélèvements de fèces sont effectués sur les 24 truies de l'étude, une semaine avant mise-bas. 36 porcs sont sélectionnés au sevrage sur lesquels sont effectués des prélèvements de sang et de fèces au sevrage puis après 1 mois de post-sevrage. Ces 36 porcs sont euthanasiés à ce dernier stade afin de prélever des contenus digestifs et des segments des tissus digestif et stomacale.
Impact sur les animaux
La luzerne a déjà été incorporée dans l'alimentation des porcs et ne présente aucun risque pour les animaux. Des précautions sont prises pour les prélèvements de sang et de fèces. Les prises de sang doivent être rapides afin de limiter la douleur pour les animaux. La durée d'intervention est limitée à 1 minute. Pour toute prise de sang, il y a un risque de saignement au niveau du point de ponction. Celui-ci sera contré par une compression à la suite du prélèvement. Tous ces prélèvements sont réalisés par des personnes spécialisées de façon à ce que la durée d'intervention soit la plus réduite possible. Les opérations de prélèvements de fèces sur les truies et les porcelets nécessitent d'obtenir des quantités de fèces suffisantes. Une fouille sera réalisée sur les truies par un personnel habitué à ce prélèvement sans qu'il y ait besoin de contenir les animaux. La durée maximale de fouille sera de 10 mn. Les porcelets seront déplacés de leur case et placés dans un chariot en attendant qu'ils défèquent. Les truies seront également sorties de leur case.
Devenir
A l'exception des 36 porcs euthanasiés un mois après sevrage, tous les porcs et les truies de cette étude suivent un parcours habituel de production d'élevage. Les truies sevrées à l'issue de l'étude sont réintroduites dans le troupeau et suivent un nouveau cycle de reproduction. Les porcs conservés en post-sevrage et en engraissement continuent leur parcours d'élevage.
Remplacement
Cette étude vise à proposer des solutions nutritionnelles face à différents problèmes rencontrés en production porcine : santé digestive des porcs après sevrage, intégrité de la muqueuse stomacale en engraissement, autonomie protéique. Cette étude ne peut être menée que sur l'animal concerné et dans des conditions d'élevages conventionnelles afin que l'effet potentiel de la luzerne soit précisément évalué.
Réduction
Le nombre d'animaux mis en œuvre pour l'étude est réduit au minimum en ce qui concerne les prélèvements (24 truies et 36 porcs) : soit 12 truies par régime en gestation-lactation et 6 porcs par régime de la naissance à la fin de l'engraissement. Ce nombre d'animaux a été déterminé par une approche statistique.
Raffinement
Les animaux sont élevés dans des conditions conventionnelles d'élevage de production. Des prises de sang sur les porcelets et les truies sont effectuées en veillant à ce que la durée de contention soient limitées au maximum (moins d'une minute par animal). La durée de prélèvement des fèces sera limitée à 10 mn. Au sevrage, les porcelets sont pris dans les bras en position allongée et le ventre vers le haut. Les personnes en charge des prises de sang sont en outre des personnes habituées à ce type de prélèvement. Les porcs euthanasiés après 1 mois de post-sevrage sont anesthésiés au préalable. Au cours de l'étude, si l'un des points limites suivants (dyspnée, toux, hyperthermie, difficultés pour se déplacer, anorexie de plus de 24h, apathie, perte d'état général) est observé, un traitement adapté peut être mis en place en accord avec le vétérinaire de la station expérimentale. Si un traitement individuel injectable suffit, les animaux pourront être conservés dans l'étude, sinon ils seront exclus et placés en infirmerie.
Choix des espèces
Il s'agit de mesurer des performances zootechniques (vitesse de croissance et indice de consommation) ainsi que de possibles améliorations de santé digestive et d'autonomie protéique dans des conditions conventionnelles d'élevage. Les truies et les porcs recevront des régimes alimentaires adaptés à leurs besoins nutritionnels avec seulement un facteur de variation concernant l'incorporation de luzerne dans leur ration. Les truies seront suivies pendant un cycle complet de reproduction (gestation et lactation). Les porcs seront suivis dès leur naissance jusqu'à leur abattage en conditions commerciales.