Procédures modérées

Une injection dans la trachée après incision et suture de la peau, puis sept à huit administrations d'auto-anticorps par voie endotrachéale sur onze jours: 1008 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées à J7 ou J14. L'induction de la fibrose peut provoquer des difficultés respiratoires, une perte de poids et une mortalité entre le septième et le quatorzième jour. Les auto-anticorps proviennent de patients atteints de polyarthrite rhumatoïde, injectés pour voir s'ils aggravent la fibrose pulmonaire. Le porteur décrit des cultures de cellules humaines en trois dimensions déjà utilisées en amont, mais affirme qu'elles ne reproduisent pas la fibrose dans un "organe entier".

Objectifs

Chez certaines personnes ayant des prédispositions génétiques et sous l’influence de facteurs environnementaux (exposition à la fumée de tabac), le système immunitaire produit des anticorps anormaux qui vont attaquer leur propre organisme, et provoquer une maladie auto-immune. On parle alors d’auto-anticorps. C’est le cas de la polyarthrite rhumatoïde, une maladie auto-immune se traduisant par une inflammation articulaire au premier plan. Le projet vise à déterminer si ces auto-anticorps favorisent la formation de cicatrices dans les poumons (fibrose). La fibrose rend les poumons moins souples, gêne la respiration et peut conduire à une insuffisance respiratoire possiblement mortelle. Les traitements disponibles aujourd’hui peuvent ralentir l’évolution de la maladie mais ne la guérissent pas. Pour répondre à cette question, nous utiliserons un modèle chez la souris qui reproduit la fibrose pulmonaire et nous étudierons si des auto-anticorps isolés à partir de patients atteints de cette maladie auto-immune aggravent cette fibrose. Les résultats pourraient améliorer la compréhension de la fibrose associée aux maladies auto-immunes et ouvrir des pistes pour de futurs traitements.

Bénéfices attendus

Les mécanismes à l’origine de la fibrose pulmonaire au cours de maladies auto-immunes demeurent encore mal compris à l’heure actuelle. Nous pensons que certains auto- anticorps favorisent la fibrose pulmonaire dans une maladie auto-immune appelée polyarthrite rhumatoïde. Comprendre leur rôle pourrait ouvrir la voie à des prises en charge plus ciblées. La prise en charge des patients présentant cette atteinte potentiellement mortelle constitue un enjeu majeur compte-tenu de sa sévérité.

Procédures

Entre 5 et 10 jours de vie, un prélèvement de tissu sera effectué sur animaux vigiles de certaines lignées génétiquement modifiées, afin de réaliser le génotypage (APAFIS #51323). A J0 de la procédure aura lieu l’induction de la fibrose (ou contrôle) sous anesthésie générale, par injection unique intratrachéale d’un produit déclenchant une fibrose pulmonaire ou d’une solution saline (contrôle). L’injection se fait au niveau de la face antérieure de la trachée après une mini- incision cutanée puis suture. La durée prévisible de cette procédure de l’incision à la suture est de 5–7 min. Une analgésie pré- et post-opératoire sera effectuée. De J-1 à J10 seront administrés les auto-anticorps, sur des animaux sédatés par un gaz anesthésiant par voie endotrachéale toutes les 48 h (7–8 séances sur 11 jours). Cette procédure ne nécessite pas de dissection et consiste en l'injection du produit après introduction d'un cathéter, par la bouche, dans la trachée de l'animal. Ces interventions seront réalisées sous anesthésie générale gazeuse. A J7, un prélèvement sanguin unique sera réalisé au niveau de la joue sur des sur animaux non sédatés. La durée de cette procédure est de 25 secondes. A J7, J10 et J13, environ la moitié des animaux recevront une injection intra-péritonéale (réalisée dans la cavité abdominale au niveau du quadrant inférieur droit ou gauche) d’une substance activant ou inhibant certaines cellules immunitaires. Ces injections dureront moins de 10 secondes. L’étude prendra fin à J7 ou à J14 : les animaux seront euthanasiés sous anesthésie générale et les tissus seront recueillis.

Impact sur les animaux

Les nuisances liées au génotypage sont décrites dans le projet APAFIS # 51323. Au cours de la procédure, la manipulation répétée des souris pour les différentes administrations de substances peut être source de stress. Les nuisances attendues lors des différentes administrations de substances dépendront du type et de la voie d’administration employés. Les injections intra-péritonéales peuvent provoquer une douleur transitoire ou une petite irritation au point de ponction. L’injection de substances dans la trachée par voie chirurgicale comporte un risque de douleur et d'irritation au niveau de la cicatrice durant 48 heures suivant l’incision et constitue un point de surveillance en post-opératoire. Les injections dans la trachée par voie chirurgicale ou par voie buccale peuvent induire une baisse transitoire de l’oxygénation et nécessite une surveillance du rythme respiratoire et de la couleur des muqueuses. L'induction de la fibrose pulmonaire chez les souris peut déclencher des difficultés respiratoires et une possible altération de l'état général avec perte de poids. Il existe un risque de mortalité liée au développement de la fibrose, à partir du 7ème jour, et jusqu'au 14ème jour après l’induction. La mortalité ne survient en règle générale pas au décours immédiat de l'injection ni entre J0 et J7 après celle-ci, ce qui suggère qu'elle est la conséquence du développement de la fibrose et non du geste en lui-même. Cette mortalité est en général inférieure à 20% des effectifs.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à J7 ou à J14 de l’injection de la substance induisant la fibrose sous anesthésie générale, selon une méthode réglementaire. Les prélèvements pulmonaires et sanguins seront réalisés pour quantifier la fibrose et analyser les cellules immunitaires.

Remplacement

Avant toute expérimentation animale, nous utilisons des méthodes alternatives : cultures de cellules pulmonaires humaines et modèles 3D de sphéroïdes (structures en forme de sphère constituées de cellules pulmonaires humaines cultivées en trois dimensions). Ces approches permettent de tester nos hypothèses et d’optimiser en amont le protocole expérimental appliqué aux souris, limitant ainsi le recours aux animaux. Toutefois, elles ne reproduisent pas : (1) la complexité du développement de la fibrose dans un organe entier, (2) l’intégration du système immunitaire dans sa globalité, (3) le recrutement progressif et la migration de cellules vers le poumon via la circulation sanguine. À ce jour, il n’existe pas d’alternative par expérimentation en laboratoire ou par modélisation virtuelle capable de modéliser fidèlement ces aspects ; l’utilisation d’un modèle animal reste donc nécessaire pour atteindre les objectifs du projet.

Réduction

D’une part, nous utiliserons l'effectif minimal qui permet de tester nos hypothèses en s’affranchissant de résultats biaisés par le hasard ou un échantillon de taille insuffisante. De plus, des stratégies d’optimisation de l’utilisation de chaque animal seront appliquées afin de respecter le principe de réduction : collecter le maximum d’organes de toutes les souris expérimentales, partage des tissus/organes au sein de notre unité de recherche, tri et utilisation des cellules et tissus d’intérêt maintenus viables en dehors de l’organisme.

Raffinement

Nous appliquons le raffinement afin de limiter au maximum les contraintes et les possibles douleurs générées. Les méthodes de raffinement liées à la procédure de génotypage sont prises en charge dans le projet APAFIS # 51323. Toutes les procédures sont réalisées par du personnel qualifié et expérimenté. Les souris sont maintenues en groupe pour préserver les interactions sociales ; aucun animal ne sera isolé. Les instillations intratrachéales de la molécule induisant la fibrose ou de solution saline sont effectuées sous anesthésie générale, avec antalgie pré- et post-opératoire. Un enrichissement est fourni (coton de nidification, petit tunnel) ainsi qu’une alimentation gélifiée facile à ingérer en cas de difficulté de prise alimentaire ; l’eau et la nourriture sont disponibles à volonté. En plus de la surveillance quotidienne par le personnel animalier, une surveillance clinique est assurée par l’expérimentateur après le réveil puis au moins trois fois par semaine jusqu’à l’euthanasie selon une grille de points limites évaluant l’apparence, le comportement, la perte de poids et l’état de la suture. La fréquence de suivi sera augmentée si nécessaire. Tout animal atteignant un point limite sera euthanasié sans délai.

Choix des espèces

D’une part, les modèles de fibrose pulmonaire chez la souris sont largement décrits dans la littérature et reproduisent des aspects cliniques clés de la fibrose humaine. D’autre part, l’étude du système immunitaire murin a conduit à de nombreuses découvertes dans le domaine des traitements modulant le système immunitaire et a permis de tester la sécurité et l’efficacité des thérapies ciblant les processus immunitaires avant les essais cliniques humains. Les souris offrent aussi la possibilité de travailler sur des organismes génétiquement modifiés et de cibler le rôle d’une molécule en particulier dans le poumon. Ainsi la souris est un animal incontournable pour répondre à des enjeux de santé humaine. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte, entre 8 et 24 semaines. La fibrose pulmonaire est une pathologie du sujet adulte.

2608 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Une partie reçoit une injection reproduisant une infection bactérienne, qui déclenche un état proche du choc septique humain, avec isolement, faiblesses locomotrices, perte de poids et hypothermie dans les heures précédant la mise à mort. D'autres subissent des prélèvements sanguins par voie rétro-orbitale, dont un prélèvement terminal, pour récupérer leurs neutrophiles. Le porteur précise n'utiliser que des mâles, afin d'écarter la variabilité liée au cycle des femelles.

Objectifs

Le sepsis est une pathologie grave caractérisée par une réponse inflammatoire généralisée consécutive à une infection non contrôlée, responsable de plus de 11 millions de décès par an dans le monde. Malgré la mise en œuvre de recommandations internationales, les progrès médicaux et les milliards investis chaque année, le traitement du sepsis reste essentiellement symptomatique, en raison d’une compréhension encore incomplète des mécanismes impliqués. Les neutrophiles, acteurs centraux du système immunitaire, constituent la première ligne de défense contre les infections. Ils ont la capacité de se déplacer rapidement vers les sites infectieux, d’ingérer les agents pathogènes et de libérer des substances toxiques pour les détruire. Plus récemment, il a été montré que les neutrophiles peuvent également produire des pièges extracellulaires constitués de leur propre ADN associé à des composés microbicides, capables de capturer et de tuer les pathogènes. Ce mécanisme est essentiel pour contrôler la propagation des infections. Lors d’un sepsis, les fonctions des neutrophiles sont profondément perturbées, ce qui contribue à l’aggravation de l’état clinique. Ils ne se développent pas correctement, se déplacent moins efficacement et produisent en excès des substances toxiques et des pièges extracellulaires. Ces mécanismes, normalement protecteurs, deviennent alors délétères : ils aggravent les lésions des organes et augmentent le risque de mortalité. La complexité du sepsis, impliquant des interactions entre cellules immunitaires, vaisseaux sanguins, coagulation et organes, ne peut être reproduite fidèlement in vitro. Les modèles animaux, notamment murins, permettent de reproduire les principales caractéristiques du sepsis humain et restent nécessaires pour évaluer l’effet de candidats traitements dans un organisme vivant. Notre laboratoire a démontré le bénéfice de certains candidats thérapeutiques sur la survie et l’état clinique d’animaux septiques, souvent associé à une modulation de l’activité des neutrophiles. Nous cherchons désormais à mieux comprendre les mécanismes responsables de la dérégulation des neutrophiles au cours du sepsis et l’impact de différents candidats traitements.

Bénéfices attendus

La dysfonction des neutrophiles au cours du sepsis est décrite comme un phénomène aggravant les symptômes et contribuant à la sévérité de la maladie chez les patients septiques. Ce projet a pour objectif d’évaluer l’effet de différents candidats traitements sur différentes fonctions des neutrophiles dans le contexte du sepsis, afin d’identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques susceptibles d’améliorer la prise en charge de cette pathologie.

Procédures

Une partie des animaux inclus dans cette étude pourra subir une ou plusieurs injections de molécules thérapeutiques avant la mise à mort. Les nuisances associées à ces procédures sont considérées comme légères, car elles n’entraînent que le stress lié à la manipulation des animaux et une douleur limitée à celle induite par l’introduction d’une aiguille, sans douleur persistante. Certains de ces animaux pourront également faire l’objet de prélèvements sanguins, notamment par voie rétro-orbitale. Dans ce cas, une anesthésie locale sera systématiquement mise en place, en complément de l’anesthésie générale, afin d’éviter toute douleur inutile lors du prélèvement. Par ailleurs, certains animaux recevront une injection permettant de mimer une infection bactérienne, induisant des symptômes proches de ceux observés lors du sepsis humain, sur une durée maximale de 48 heures avant l’euthanasie. Ces animaux recevront un analgésique systémique permettant d’éviter toute souffrance inutile. Au cours de cette études les animaux pourront recevoir jusqu’à 2 injections (l’injection d’une solution se fait en moins de 5 min) et pourront subir jusqu’à 3 prélèvements sanguins dont un terminal juste avant l’euthanasie (le temps de manipulation des animaux pour ces prélèvements et également estimé à 5 min). Ces prélèvements seront espacés d’au moins 6 heures.

Impact sur les animaux

Une partie importante du projet sera réalisée sur des animaux sains, afin d’obtenir des neutrophiles matures et pleinement fonctionnels. Ces animaux ne seront soumis qu’aux manipulations nécessaires à l’euthanasie et, éventuellement, à une injection sous-cutanée réalisée environ deux heures avant celle-ci, dans le but d’augmenter la concentration de neutrophiles circulants. Ces interventions sont considérées comme faiblement invasives et génèrent un stress limité et transitoire. L’autre partie du projet sera effectuée sur des animaux traités par une injection intrapéritonéale (i.p.) d’une molécule permettant de mimer une infection bactérienne, administrée 24 heures avant les prélèvements, afin de reproduire un état physiopathologique proche du choc septique humain. Les animaux développent certains des signes cliniques se rapprochant du sepsis humain : modification du comportement (isolement), altération de l’état général (faiblesses locomotrices), perte de poids et hypothermie. Dans l’ensemble des protocoles, les manipulations nécessaires (capture, contention, injection de molécules, prélèvements sanguins, anesthésie à l’isoflurane) sont susceptibles d’engendrer un stress temporaire pour l’animal.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés à l'issue de la procédure

Remplacement

La dysfonction des neutrophiles au cours du sepsis résulte d’une dérégulation systémique du système immunitaire. Par exemple, la molécule, que nous utilisons pour induire un choc endotoxinique chez les animaux, provoque in vivo une augmentation significative de la production de pièges extracellulaires, alors que cette même molécule n’en induit aucun mesurable in vitro. Ces dysfonctions résultent de mécanismes complexes, dépendant de l’activation simultanée de multiples populations cellulaires immunitaires et non immunitaires, et demeure difficile à reproduire fidèlement in vitro. Le remplacement des neutrophiles primaires par des lignées cellulaires n’est pas envisageable dans ce contexte. Bien que certaines lignées myéloïdes différenciées présentent des similarités avec les neutrophiles, elles demeurent imparfaites, ne reproduisant pas de manière fiable le comportement de neutrophiles primaires dans l’organisme. L’utilisation de neutrophiles primaires isolés à partir d’animaux reste donc nécessaire pour évaluer l’effet des traitements dans un contexte physiopathologique pertinent.

Réduction

Pour les études in vitro, la collecte d’un nombre suffisant de neutrophiles nécessite l’utilisation de plusieurs animaux, car la proportion de neutrophiles circulants chez la souris est naturellement faible, ce qui limite la quantité de cellules obtenues pour les différentes conditions expérimentales. Afin de pallier cette contrainte, nous avons récemment mis en place, sur la base de données issues de la littérature, un prétraitement des animaux par une molécule mobilisant les neutrophiles de la moelle osseuse vers le sang périphérique en quelques heures. Ce prétraitement, consistant en une unique injection par voie sous-cutanée, permet d’augmenter significativement le nombre de neutrophiles récupérés et ainsi de réduire de manière importante le nombre d’animaux nécessaires par expérience. Pour les études in vivo, le nombre d’animaux utilisés a été défini à partir des résultats préliminaires déjà obtenus au sein du laboratoire, où la dérégulation des neutrophiles est de plus en plus étudiée. Cette approche permettra d’éviter les répétitions inutiles et de limiter le nombre d’animaux aux effectifs strictement nécessaires à la validation statistique des résultats . Parallèlement, les organes et tissus prélevés sur les animaux sains ou septiques seront mutualisés et utilisés pour d’autres projets en cours au sein du laboratoire, afin d’optimiser l’utilisation de chaque individu et éviter toute expérimentation redondante.

Raffinement

Une attention particulière sera portée au bien-être animal à travers un suivi régulier des animaux et ce afin de déceler tout excès de douleur, ce qui introduirait un biais dans nos recherches. Plus particulièrement chez les animaux septiques, le bien-être sera mesuré en évaluant les 5 paramètres standardisés suivants, afin de déterminer un score global sur 20 (chaque paramètre étant noté de 0 à 4) : le suivi de l’état physique, du comportement et des sécrétions seront réalisées par un examen visuel. Cette surveillance commencera dès 6h suivant l’induction du modèle de sepsis et sera renouvelé à 16h puis toutes les 8h. Le suivi du poids de l’animal sera réalisé à l’aide d’une balance et le suivi de la température sera réalisée à l’aide d’un thermomètre rectal pour souris. Les animaux ne devront pas atteindre un score global≥17 pour les paramètres standardisés. Ce score est prédictif d’un risque de décès élevé sous 4 heures et de dysfonctions d’organes généralisées. Ces critères seront résumés sous forme d’un tableau et ont été définis à partir des données de la littérature. Les animaux seront placés dans une armoire ventilée dont la pression et la température sont contrôlables. Les animaux septiques étant hypothermiques, la température de l’armoire sera augmentée de 3 degrés par rapport à la température standard de l’animalerie, afin de facilité la régulation de la température de ces animaux (les animaux contrôles seront hébergés dans les mêmes conditions). Ils auront un accès constant à l’eau, à la nourriture, au matériel pour leur nid et à des activités de jeu. Aucun rongeur ne sera seul, sauf en cas d’agressivité ou de soins particuliers. Les prélèvements sanguins seront réalisés sous anésthésie générale à l’isoflurane pour la voie intracardique et sous anesthésie générale à l’isoflurane avec l’addition 2 minutes avant le prélèvement d’un collyre anésthésique en locale au niveau de l’œil.

Choix des espèces

L’étude du sepsis, à travers l’utilisation de souris comme modèle animal, a fait l’objet de plus de 10 000 publications au cours des 40 dernières années. Utiliser la souris facilitera la mise en perspective de nos résultats. Un large éventail de techniques sont adaptées au modèle souris pour étudier différents paramètres et mécanismes, dont celles décrites dans cette saisine. Les souris auront un poids compris entre 20 et 45g lors de leur utilisation, soit l’âge de leur maturité sexuelle (naissance > 1 mois). Cet âge permet de s’affranchir des problèmes à la fois prépubères et de vieillissement et donc évite d’inclure des paramètres supplémentaires dans la compréhension des mécanismes mis en jeu. Nous avons choisi de travailler avec des souris mâles, afin de nous affranchir du cycle oestrien des femelles, qui peut induire de la variabilité dans nos résultats et modifier notre interprétation.

4000 souris vont être utilisées, chacune gardée au moins douze mois puis tuée, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chaque animal est infecté par la bactérie de la lèpre dans le coussinet plantaire, puis reçoit des antibiotiques par voie orale une à cinq fois par semaine, jusqu'à cent vingt administrations sur la durée de l'expérience. À l'issue, les souris sont tuées pour prélever leurs coussinets et analyser l'effet des molécules testées. Le porteur affirme que Mycobacterium leprae ne se cultive pas hors de l'animal et juge de ce fait "impossible" de remplacer la souris.

Objectifs

La lèpre est la deuxième maladie mondiale due à une mycobactérie après la tuberculose. De nombreux pays dans le monde sont encore touchés par la maladie et plus de 172 000 nouveaux cas ont été reporté en 2024. Les séquelles physiques et psychologiques ainsi que la stigmatisation des lépreux restent conséquentes. Le traitement de la lèpre est long (de 12 à 24 mois), contraignant pour les patients (plusieurs antibiotiques à prendre) et l’observance des traitements est difficile à vérifier par le personnel soignant du fait de l’éloignement des centres de soins dans les régions d’endémie (difficultés d’accès aux soins). De plus, la mauvaise observance des traitements a entraîné l’émergence de souches résistantes aux antibiotiques. Il est donc nécessaire de trouver un traitement avec une durée plus courte, ce qui permettrait d’améliorer son adhésion par les patients. Afin de trouver un schéma thérapeutique permettant de réduire la durée de traitement de la lèpre et sa fréquence, il est nécessaire de tester les nouvelles molécules mises sur le marché sur la bactérie responsable de la lèpre (Mycobacterium leprae). M. leprae a la particularité de ne pas être cultivable in vitro mais seulement in vivo. Le modèle utilisé pour les études précliniques avant administration des traitements chez l’homme est le modèle murin. Notre projet a pour objectif d’étudier l’activité de nouvelles molécules ou d’associations de molécules (nouvelles ou existantes), ayant préalablement démontré des activités bactéricides sur d’autres bactéries.

Bénéfices attendus

Notre projet vise à trouver de nouvelles molécules ou de nouvelles associations de molécules existantes dans le traitement de la lèpre. Ce nouveau traitement permettra une meilleure prise en charge des patients dans les zones d'endémie ainsi qu'une meilleure obervance du traitement par ceux -ci.

Procédures

Pour induire la lèpre, les animaux vigile seront infectés par la bactérie responsable de la maladie (moins d'une minute par animal). Les animaux vigiles seront ensuite traités par voie orale par des antibiotiques entre 1 à 5 fois par semaine (moins d'une minute par animal) (120 traitements au maximum sur la durée de l'expérience). Les animaux seront etuhanasiés en fin de procédure.

Impact sur les animaux

Les manipulations des animaux lors des contentions effectuées pourraient induire un stress de courte durée. Les injections pourraient induire une douleur de courte durée aux animaux. Les traitements effectués par voie orale pourraient induire des microlésions, des irritations ou une fausse route. Pour l’administration des traitements par l'alimentation, une baisse de la consommation alimentaire peut intervenir de manière transitoire en raison du changement d’aliment. Le développement de la maladie n’entraine pas de douleur chez les animaux. En effet, la lèpre est une maladie cutanée et l'injection en sous cutanée dans le coussinet plantaire permet un développement localisé des bactéries sans autres signes cliniques. Dans le cas d’un fort inoculum chez les animaux non traités, un gonflement des pattes arrières peut survenir, indolore pour la souris. Les souris sont gardées minimum 12 mois en stabulation et les signes de vieillissement inhérents à ce statut peuvent apparaître tels que perte de poids ou problèmes neurologiques. Le phénotype dommageable de la lignée immunodéficiente, plus sensible aux infections, peut se traduire par de possibles infections locales suite à des lésions cutanées causées par des bagarres entre congénères ou lors de la stabulation.

Devenir

Afin d'évaluer l'efficacité des molécules dans le traitement de la lèpre, tous les animaux seront euthanasiées à l'issu de la procédure afin de récupérer les tissus des coussinets plantaires pour analyse microscopique et moléculaire.

Remplacement

Mycobacterium leprae n’est pas cultivable in vitro et le modèle murin est donc le seul permettant une évaluation de l’activité des antibiotiques avant un essai clinique chez l’homme. Il est dans ce cas impossible de remplacer l’expérience sur l’animal par une expérience in vitro.

Réduction

4000 animaux seront utilisés dans ce projet. La taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance et des tests statistiques seront utilisés pour une interprétation fiable des résultats. Les souris seront inoculées dans les deux pattes arrières afin de réduire le nombre total d’animaux utilisés et de pouvoir avoir du matériel suffisant pour effectuer toutes les analyses nécessaires. Les suspensions bactériennes seront partagées au sein des différents projets avec les collaborateurs concernés afin de réduire le nombre d’animaux.

Raffinement

Le projet a été mis au point afin de permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation et les animaux ont un accès à volonté à la nourriture et à l’eau. Tout le matériel utilisé est stérile et/ ou à usage unique. Le milieu est enrichi avec deux enrichissements minimum sous forme de coton de nidification et de bâtons à ronger ou de croquettes déposées en fond de cage. Les animaux sont vérifiés quotidiennement et des points limites précoces ont été définis. Le matériel a été choisi afin qu'il soit le plus adapté à la taille des souris (le plus petit possible). Pour les traitements, la voie d'administration a été choisie afin d'être la plus physiologique possible. Ainsi, la douleur et le stress sont limités en apportant des soins adaptés ainsi qu’une surveillance attentive accompagnée de points limites suffisamment prédictifs et précoces.

Choix des espèces

Mycobacterium leprae, bactérie responsable de la lèpre, n'est à ce jour pas cultivable in vitro et se développe de manière lente (12 mois chez la souris). Le modèle murin est actuellement le modèle de référence pour l’évaluation de l’activité des antibiotiques avant un essai clinique chez l’homme. Les animaux arriveront dans l’établissement à l’âge de 4 semaines, entreront en procédure à 5 semaines après une semaine d’acclimatation et seront gardés 12 mois afin de laisser le temps à la maladie de se développer et au traitement d'être efficace.

4 648 rats porteurs du gène humain HLA-B27, qui développent spontanément une spondylarthrite, vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. La majorité sert à l'élevage des lignées, les autres subissent un stress par immobilisation deux heures par jour pendant deux semaines, des administrations de composés bactériens ou des injections de cellules immunitaires. Le porteur indique que ces rats développent colite, inflammation articulaire et atteintes de la peau, avec un antalgique prévu au-delà d'un score articulaire de 8 sur 16. Il affirme que ce modèle est le seul à reproduire toutes les atteintes de la maladie et le juge "indispensable".

Objectifs

La Spondyloarthrite (SpA) est un rhumatisme inflammatoire chronique fréquent au sein de la population adulte française. Le gène d’intérêt est fortement associé au développement de SpA et constitue le facteur génétique principal multipliant le risque de développer cette maladie par 40. Malgré une association démontrée il y a plus de 50 ans, les raisons pour lesquelles ce gène confère cette prédisposition sont encore peu connues. L’identification des mécanismes impliqués dans l’association gène/maladie est importante car la SpA est une maladie fréquente, touchant 0,45% de la population adulte en France. De manière importante, il n’existe aucun traitement curatif, seulement des thérapies ralentissant la progression de l’état inflammatoire et de la maladie. Les modèles in vitro ne permettent pas d’identifier et de tester de nouvelles cibles thérapeutiques lors de la SpA car ils ne récapitulent pas la complexité d’un organisme. Ainsi, l’étude du rat transgénique pour ce gène constitue le seul modèle récapitulant toutes les atteintes de la SpA et est considéré comme le modèle le plus pertinent d’étude. Dans ce modèle surviennent spontanément toutes les manifestations de la SpA : une inflammation articulaire chronique, une inflammation intestinale et des atteintes inflammatoires de la peau et des griffes. Le développement de ces symptômes cliniques nécessite une flore microbienne conventionnelle, ainsi ces rats élevés en condition stérile ne développent pas de SpA. Dans ce projet, notre objectif est de déterminer l’influence des constituants du microbiote intestinal sur l’activation des cellules du système immunitaire du rat conduisant au développement de la SpA et de tester de nouvelles cibles thérapeutiques. Une meilleure compréhension du rôle pathogène des composants du microbiote et des cellules immunitaires pourra conduire à proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Nos expériences consisteront d’abord à administrer des composants du microbiote à des rats ainsi qu’à des rats contrôles puis à évaluer l’activation des cellules immunitaires et la sévérité de la SpA. L’ensemble de ces approches permettra de disséquer les mécanismes par lesquels le microbiote intestinal et ses composants influencent l’activation des cellules immunitaires au cours de la SpA, dans l’objectif final d’identifier et tester de nouvelles cibles et stratégies thérapeutiques.

Bénéfices attendus

La SpA est une maladie multifactorielle impliquant des facteurs génétiques et environnementaux menant à une dérégulation inflammatoire. La SpA est responsable de douleurs invalidantes et d’un handicap fonctionnel chez des jeunes adultes et il n’existe aucun traitement curatif. Une meilleure compréhension des mécanismes immunitaires liés aux constituants du microbiote permettra de proposer des nouvelles stratégies thérapeutiques. L’utilisation de ce modèle est essentielle afin de disséquer les mécanismes pathogéniques et de pouvoir accéder aux tissus d’intérêt de la SpA, car l’accès en routine aux biopsies humaines (notamment de ganglions lymphatiques, de moelle osseuse ou de tissu synovial d’articulations inflammées) n’est pas envisageable. Par ailleurs, les expérimentations de modifications du microbiote ou du système immunitaire doivent être réalisées chez le rat en vue d’une application chez l’Homme. Enfin, de telles expérimentations ont permis d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques telles qu’un médiateur soluble produit par les cellules immunitaires aujourd’hui utilisé en clinique.

Procédures

Les différentes lignées de rats seront élevées et maintenues lors de la procédure 1(3 600 animaux). Le projet s’articule ensuite selon 4 procédures indépendantes avec un animal n’étant impliqué que dans une seule de ces 4 procédures. Lors de la procédure 2, les animaux seront soumis à un stress contrôlé par immobilisation 2 heures par jour, 5 jours par semaine pendant 2 semaines. Le nombre d’animaux pour cette procédure est de 144 animaux. Lors de la procédure 3, les animaux recevront plusieurs administrations de composés bactériens, 5 fois par semaines pendant 3 semaines par voie orale. En cas d’échec de la voie oral, les animaux seront soumis à deux administrations de composés bactériens en 1 seul jour par voie sous-cutanée ou intradermiques. Le nombre d’animaux pour cette procédure est de 360 animaux. Lors de la procédure 4, les animaux seront soumis à une injection de cellules immunitaires par voie intraveineuse. Le nombre d’animaux pour cette procédure est de 384 animaux. Enfin, lors de la procédure 5, les animaux seront administrés avec des agents biologiques et chimiques (candidats thérapeutiques) par infusion continue en utilisant des pompes osmotiques. Le nombre d’animaux pour cette procédure est de 160 animaux.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues concernent les rats qui développent de manière spontanée les symptômes de la SpA à partir de 3-4 semaines d’âge. Le premier symptôme est la survenue d’une inflammation intestinale se traduisant par une colite qui sera accompagnée dans 15% des cas par des atteintes articulaires. Ces inflammations articulaires varient au cours du temps et certaines se résorbent sur le temps (environ 20% des cas). Les animaux seront suivis pour le développement de ces symptômes à l’aide d’une grille d’évaluation (annexe 2) utilisée dans plusieurs laboratoires permettant de quantifier la sévérité de la maladie et la nécessite si la maladie est très sévère d’mettre à mort l’animal. Depuis plus de 20 ans d’utilisation de ce modèle un nombre presque nul d’animaux a atteint ce stade de sévérité. La procédure de stress (procédure 2) vise à augmenter l’incidence d’arthrite chez ces animaux mais de nombreuses études montrent que ce stress induit est seulement temporaire. Enfin les administrations par voie orale sous-cutanée ou intradermiques présenteront un léger inconfort aux animaux le plus souvent associé à la contention de l’animal. En cas de douleur, un traitement antalgique par voie sous-cutanée sera mis en place.

Devenir

A l'issue des procédures 1 à 5, les animaux seront euthanaisés.

Remplacement

Il n’existe à ce jour aucun modèle in vitro pertinent permettant l’étude de la SpA, une pathologie qui est responsable de douleurs invalidantes et d’un handicap fonctionnel chez des jeunes adultes. De manière importante, Il n’existe aucun traitement curatif. De plus, l’étiologie de la SpA est encore mal connue, mais pourrait être la résultante de la dérégulation de plusieurs composantes (microbiote intestinal et cellules immunitaires). Les modèles in vitro ne permettent pas de reproduire cette complexité. Ainsi, l’étude de l’interaction entre ces différentes composantes impliquées nécessite un modèle animal. Dans ce contexte, plusieurs modèles précliniques de SpA ont été développés. Parmi eux, le rat B27 est le modèle le plus pertinent pour étudier cette pathologie associée à l’expression de l’allèle de susceptibilité majeur de la SpA : le HLA-B27. Ce modèle, particulièrement utilisé, est indispensable pour proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques et une application chez l’homme. En outre, de telles expérimentations ont permis d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques telles que l’IL-17 (maintenant utilisé en clinique) et plus récemment CCR6.

Réduction

Le nombre d’animaux par groupe est strictement limité tout en garantissant la robustesse statistique des résultats afin de respecter le principe de réduction. Plusieurs test préalables nous permettent d’estimer le nombre minimal d’animaux nécessaire à la mise en évidence d’un effet significatif. Le nombre d’animaux par groupe varie selon le type d’expérience. Tandis que des effectifs réduits (environ 4 animaux) peuvent suffire pour des analyses moléculaires et tissulaires ; des évaluations fonctionnelles sur le développement et la sévérité de la SpA nécessitent des effectifs plus élevés (environ 6 à 8 animaux par groupe), pouvant être ajustés si nécessaire. Une expérience de mise au point du système expérimental permet aussi ensuite de réduire le nombre d’animaux utilisés ensuite (procédure 3). Ce projet s’inscrit dans la continuité de nos travaux antérieurs au laboratoire, ainsi que de projets similaires menés dans d’autres établissements. Lorsque cela est possible et compatible avec les exigences règlementaires, les animaux proviennent d’élevages issus de notre projet précédent, limitant ainsi l’acquisition de nouveaux animaux spécifiquement pour cette étude. Des animaux initialement utilises pour la caractérisation de lignées et génotypes pourront ainsi être inclus ultérieurement dans des procédures de stress ou d’administration (procédure 2 à 5). De même, des animaux reproducteurs vieillissants pourront être réaffectés lorsque cela est scientifiquement et éthiquement justifié. Enfin, les analyses seront faites à la fin de chacune des expériences et permettront le cas échéant de ne pas effectuer une expérience supplémentaire si la significativité est atteinte.

Raffinement

Plusieurs mesures de raffinement sont mises en oeuvre pour garantir le bien-être des animaux tout au long du protocole. Lors de la procédure d’élevage utilisant des rates transgéniques B27, l’alimentation sera supplémentée en fromage pour les femelles gestantes leur permettant une alimentation plus riche lors de cette période afin de mieux nourir les petits. Après chaque séance de stress contrôlé, les rats seront retournés dans leur cage respective avec 1 autre rat pour permettre de réduire le stress de la contention. Pour les administrations intraveineuses, les animaux seront anesthésiés avant l’injection afin de diminuer le stress et la douleur liées à la procédure. L’anesthésique utilisé sera l’isoflurane par voie inhalée. Pour le confort des animaux, les rats ne seront pas isolés mais le nombre d’animaux sera de 2 à 3 par cage suivant leur poids et les changes des cages seront plus fréquents (2 fois par semaine) chez les animaux malades. Pour l’administration par voie orale de composés du microbiote, nous utiliserons une canule en plastique adaptée à l’animal et à son poids, afin de diminuer la douleur liée à la procédure. Le geste sera réalisé par des personnes entraînées à cette technique. Pour limiter le stress après administration de composés du microbiote, les animaux seront maintenus en cage par groupe expérimental respectif, 2 ou 3 animaux par cage. Les changes des cages seront plus fréquents chez les animaux dont l'inflammation intestinale est importante. Les animaux font l’objet d’une surveillance quotidienne par le personnel compétent, permettant de détecter rapidement tout signe de douleur ou d’inconfort. Ces observations sont effectuées par le personnel de zootechnie, par le vétérinaire lors des contrôles réguliers et par les expérimentateurs. Nous utiliserons un tableau de scoring hebdomadaire permettant d’évaluer la sévérité des symptômes (annexe 2). L'administration d'un médicament analgésique (Butorphanol par voie sous-cutanée 1 fois par jour pendant 1 semaine) est prévue pour limiter les douleurs liées à la SpA chez les rats qui présentent une inflammation articulaire forte mais qui n'ont pas atteint le point limite (score articulaire supérieure à 8/16). En cas de présence d’arthrites, l’alimentation humidifiée avec de l’eau sera mise à disposition dans la cage afin que les rats puissent s’alimenter correctement.

Choix des espèces

Le modèle animal choisi pour ce projet est le rat, en raison de sa pertinence préclinique et de son adéquation expérimentale mimant les formes axiales et périphériques de la SpA. Les atouts sont la survenue spontanée de la maladie chez les rats B27 possédant le facteur génétique majeur de prédisposition à la SpA, et la disponibilité de plusieurs lignées génétiquement modifiées. Les lignées de rats B27 utilisées sont complémentaires et permettent d’évaluer l’efficacité des traitements en fonction des atteintes cliniques. Les analyses cellulaires, moléculaires, histologiques et cliniques permettent d’appréhender le bénéfice fonctionnel global, tout en respectant les principes des 3R. Ainsi, l’utilisation des rats B27 est essentielle afin de disséquer les mécanismes pathogéniques de la SpA. Par ailleurs, les expérimentations de modulation du microbiote ou du système immunitaire doivent être réalisées chez le rat en vue d’une application chez l’Homme. Les animaux utilisés dans ce projet seront des rats à différents stades de développement allant de 3 semaines d’âge (correspondant au sevrage et au stade prémorbide chez le rat B27) à l’adulte. Ce choix permet d’évaluer le rôle du stress (procédure 2), des composant du microbiote (procédure 3) et de cellules immunitaires purifiées (procédure 4) et de composés thérapeutiques candidats (procédure 5) lors du développement de la SpA du rat B27. Quelques expériences de caractérisation de nos lignées utiliseront des femelles gestantes (n=10 sur 5 ans). Cette saisine inclue une procédure d’entretien des lignées (procédure 1) nécessitant des rats adultes âgés de 2 à 6 mois. Ces âges correspondent à la période de fertilité de ces animaux en laboratoire.

Pour présélectionner des candidats médicaments contre la maladie de Parkinson, 720 rats reçoivent une substance qui réduit transitoirement des messagers chimiques du cerveau, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Le modèle reproduit des symptômes moteurs réversibles, ralentissement et rigidité, avant injections, gavages et prélèvements de liquide céphalorachidien. Le porteur le présente comme un "filtre précoce" épargnant des animaux à des études plus invasives. Il en fait un argument de réduction, tout en prévoyant de tester jusqu'à quarante candidats médicaments de ses clients sur cinq ans.

Objectifs

La maladie de Parkinson est caractérisée par un dysfonctionnement progressif du cerveau. Les traitements actuellement disponibles permettent d’améliorer les symptômes moteurs, mais leur efficacité reste incomplète et s’accompagne d’effets secondaires importants, notamment l’apparition de mouvements involontaires chez une grande majorité de patients. Le besoin de nouvelles stratégies thérapeutiques est donc majeur. L’objectif du projet est d’identifier de nouveaux candidats médicaments capables d’améliorer les symptômes moteurs de type parkinsonien. Pour cela, nous proposons d’utiliser un modèle chez le rat. Une substance sera administrée afin de réduire transitoirement certaines substances chimiques du cerveau. Ce modèle reproduit de manière réversible certains symptômes moteurs caractéristiques de la maladie de Parkinson, tels que les mouvements ralentis, la réduction de l’activité locomotrice ou la rigidité. Contrairement aux modèles classiques qui provoquent des lésions irréversibles du cerveau, cette approche n’entraîne pas de destruction des cellules nerveuses. Elle permet ainsi de limiter le recours à des procédures lourdes et de réduire le nombre d’animaux soumis à des interventions invasives. L’intérêt principal de ce modèle réside dans son rôle de filtre précoce dans le développement préclinique. Il permet d’obtenir rapidement une première indication de l’efficacité d’un traitement sur les symptômes moteurs liés à une diminution de certaines substances chimiques du cerveau. Seules les molécules démontrant un effet bénéfique dans ce modèle seront ensuite évaluées dans des modèles plus invasifs reproduisant la perte progressive de certains neurones. Ainsi, l’utilisation de ce modèle contribue directement à la réduction du nombre d’animaux exposés à des approches lésionnelles sévères. En résumé, le projet vise à présélectionner des molécules actives sur les symptômes moteurs de type parkinsonien dans un modèle à sévérité limitée, avant d’engager des études approfondies dans d’autres modèles. Cette démarche s’inscrit pleinement dans les principes des 3R, en limitant le recours aux modèles invasifs aux seuls candidats présentant un intérêt thérapeutique démontré. 40 candidats médicaments pourront être testés dans ce projet (4 groupes x 10 études, sur 5 ans).

Bénéfices attendus

Les études précliniques permettent d’acquérir les premières connaissances sur le comportement d’un candidat médicament, indispensables avant les essais chez l’homme. Le bénéfice attendu est l'identification de nouveaux outils thérapeutiques. Ce modèle permettra à nos clients de sélectionner les molécules qui feront l’objet d’études nécessitant une approche plus invasive. Ce modèle permet de réduire le nombre d’animaux qui subiront une approche plus invasive grâce à la pré-sélection de molécules d’intérêt. Les molécules qui ne montrent aucun effet sur l’amélioration des troubles moteurs induits dans ce modèle ne seront pas retenues pour des études plus approfondies. Cette démarche bénéficie à la fois au respect des principes de raffinement et de réduction, et à nos clients, en permettant d’orienter les efforts de financement vers les candidats thérapeutiques les plus pertinents. Les résultats de ce projet seront accessibles à court terme, les tests comportementaux étant réalisés peu de temps après l’injection de réserpine et s’effectuant dans la journée.

Procédures

Les animaux vont subir des injections (1 fois 1 min), des administrations de traitement dans le corps sur animal vigile ou anesthésié pour certaines injections (1 fois par jour pendant 1 jour à 2 mois maximum/1 min), des prélèvements de sang sur animaux anesthésiés, avec réveil (1 à 4 fois/1 min) et des mesures du comportement moteur (1 à 2 fois/5 min à 3 heures) et des prélèvements du liquide qui protège le cerveau sur animaux anesthésiés, sans réveil (1 fois/10 min).

Impact sur les animaux

La substance administrée est diluée dans une solution qui peut provoquer une irritation locale, une inflammation ou une douleur transitoire au point d’injection (nuisances légères). L’injection peut entrainer une hypothermie, une perte de poids et une difficulté à faire des mouvements, les animaux récupérant au bout d’environ 24 à 48h (nuisances modérées car transitoires). Les substances administrées peuvent avoir des effets indésirables, tels qu’un effet irritant du composé, un changement de comportement, une perte d'appétit ou bien de l'agressivité (nuisances légères). Les nuisances possibles pour chaque méthode d'administration sont : voie orale : il existe un risque faible de fausse route, ce qui peut entraîner des problèmes respiratoires passagers et un risque faible d’irritation à la suite de gavages répétés. Si le traitement est administré par injection, il peut causer une douleur ou une irritation locale au niveau du site d'injection. L’inhalation du traitement peut provoquer une irritation des muqueuses nasales de l'animal, entraînant un inconfort temporaire. Les tests comportementaux peuvent entraîner un stress léger. Toutes les nuisances relatives aux méthodes d’administration ou aux tests comportementaux sont d’intensité légère.

Devenir

A l’issu de cette procédure, les animaux seront mis à mort et les cerveaux prélevés pour des analyses histologiques.

Remplacement

Ce projet recourt à l’utilisation de rats pour plusieurs raisons éthiques : dans le cadre des modèles de maladie neurodégénérative, l’objectif est de proposer un modèle animal présentant toutes les caractéristiques (motrice, cognitive) de ces affections. Aucun modèle in vitro ne permet l’étude de telles fonctions. De ce fait, le recours à l’animal pour étudier les manifestations comportementales de la maladie et les mécanismes impliqués dans ces processus apparait comme nécessaire en vue de découvrir de nouvelles approches thérapeutiques.

Réduction

Ce modèle est généré dans le cadre d’une activité pré-clinique sur des composés thérapeutiques. Il permet de valider l’efficacité d’une molécule sur les symptômes moteurs de la maladie de Parkinson. Une fois une molécule d’intérêt identifiée, son efficacité pourra être testée dans des modèles reproduisant la perte progressive des neurones impliqués dans la maladie de Parkinson. Cela permet de réduire le nombre d’animaux qui devront subir des expériences plus lourdes ou des chirurgies pour tester des molécules peu avancées dans le processus de développement. Une analyse de puissance a été effectuée, permettant de réduire le nombre maximum d'animaux par groupe à 12, pour des résultats statistiques exploitables. Pour chaque animal, un grand nombre de prélèvements post mortem sera réalisé pour maximiser l’utilisation qui peut être faite : les différentes structures cérébrales, la moelle, le liquide céphalorachidien, le sang et les organes.

Raffinement

Avant toute manipulation, nous respecterons une période d'acclimatation des animaux d’au minimum 7 jours. Le confort de l’animal sera pris en compte à tout moment. Les animaux seront pesés toutes les semaines et tous les jours pendant 3 jours après l'injection sous-cutanée. Lors de ces injections, des éléments de raffinement sont prévus. Les animaux sont observés plusieurs fois par jour (2 fois par jour minimum). Les administrations de traitements peuvent être réalisées quotidiennement et les animaux sont habitués à la contention. Certaines injections e feront sous anesthésie gazeuse. Si le traitement provoque des effets indésirables, il peut être interrompu et l’animal surveillé. Le constat de signes de souffrance entraine une surveillance accrue, avec enregistrement sous forme de fiche de suivi spécifique avec les soins prodigués (isolement, réchauffement, soins médicamenteux, etc.) et l’évolution des signes. Les animaux sont observés selon plusieurs critères et dans le cas où les points limites sont dépassés, une décision de mise à mort est prise par les expérimentateurs pour éviter toute souffrance.

Choix des espèces

Le rat est utilisé dans ce modèle car le fonctionnement de son cerveau est proche de celui de l’humain, ce qui permet de reproduire fidèlement les symptômes moteurs parkinsoniens. Il dispose également de nombreux tests comportementaux validés, offrant une évaluation sensible des altérations induites et des effets des traitements. Enfin, sa taille, son comportement stable et la facilité de réalisation d’études longitudinales en font un modèle expérimental pratique et reproductible. Les rats Sprague Dawley ou Long Evans sont utilisés car nous avons une expertise sur ces souches et les tests comportementaux ont été validés sur celles-ci. La maladie de Parkinson apparait préférentiellement à l’âge adulte, les animaux seront donc utilisés à partir de 5 semaines d’âge. En effet, à cet âge on peut considérer que le système nerveux central a atteint sa pleine maturité.

4 144 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Chacune reçoit une induction du cholangiocarcinome, un cancer des voies biliaires, puis jusqu'à seize échographies sous anesthésie, trente-deux passages en résonance magnétique et plusieurs injections de vaccin ou de chimiothérapie. Le porteur reconnaît des risques de péritonite après injections répétées et applique des points limites déclenchant la mise à mort. Le cancer visé a une survie à cinq ans inférieure à vingt pour cent, mais l'efficacité du vaccin peptidique reste à démontrer.

Objectifs

Le but de ce projet est d’évaluer l’efficacité de vaccins peptidiques comme nouvelle stratégie à la fois prophylactique et thérapeutique du cholangiocarcinome, un cancer affectant les voies biliaires. L’objectif est de stimuler le système immunitaire pour non seulement prévenir l’apparition de la tumeur, mais aussi limiter sa progression et, enfin, améliorer la réponse aux traitements existants.

Bénéfices attendus

Le cholangiocarcinome est le second cancer du foie en fréquence avec une incidence de 1.5 sur 100.000 habitants en Occident. Il présente un des pronostics les plus sombres avec une survie à 5 ans inférieure à vingt pour cent, en raison notamment d’un arsenal thérapeutique actuel peu efficace. Ce projet nous permettra de valider une nouvelle stratégie pour la prévention et le traitement du cholangiocarcinome.

Procédures

Toutes les souris seront soumises à une injection de trois vecteurs pour l’induction tumorale (une minute par souris vigile, 1 fois). Toutes les souris seront soumises à des examens par échographie sous anesthésie générale (dix minutes par animal, une fois par semaine, 16 fois maximum) et résonance magnétique nucléaire sur animal vigile (2 minutes par animal, deux fois par semaine, 32 fois maximum). Toutes les souris seront pesées au moins une fois par semaine (animaux vigiles, moins d’une minute par animal). Toutes les souris seront soumises à des injections pour la vaccination peptidique sous anesthésie gazeuse (pour un maximum de trois au total, une minute par souris par jour). Une partie des souris sera soumise à des traitements de chimiothérapie et/ou immunothérapie (pour un maximum de 6 au total, moins d’une minute par souris).

Impact sur les animaux

L’induction tumorale peut conduire à des effets indésirables et peut induire une gêne chez l’animal. L’anesthésie peut induire de l’hypothermie et de la détresse respiratoire. Les traitements de chimio- et immuno-thérapie peuvent entrainer une perte d’appétit et donc une perte de poids chez la souris. Les injections peuvent induire une douleur légère (éventuellement accompagnée d’une irritation au niveau du site d’injection) et les sites d’injections peuvent s’infecter. La répétition des injections peut induire une distension abdominale et des signes cliniques de péritonite (cas rare). La manipulation et la contention des animaux peut induire un stress.

Devenir

Tous les animaux à la fin de la procédure seront euthanasiés selon une méthode réglementaire. La procédure requiert une induction tumorale, ce qui implique l’impossibilité de garder les souris en vie à la fin de l’expérience. De plus, des analyses seront effectuées sur tissus et organes post-mortem.

Remplacement

Cette étude consiste à évaluer l’efficacité prophylactique et/ou thérapeutique de vaccins peptidiques dans un modèle de cholangiocarcinome orthotopique. Ces vaccins ont été développés, in vitro, via l’identification de 13 antigènes par des analyses immunopeptidomiques et immunologiques complémentaires. Cette étude peut être conduite seulement in vivo car il n’y a pas d’autres modèles pour pouvoir étudier l’efficacité de la vaccination et ses mécanismes, notamment immuno-dépendants, vu sa complexité.

Réduction

Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 4114 souris, pouvant être réduit à 2500-3000 grâce à l’approche séquentielle, où les procédures s’enchaînent à condition que l’hypothèse de la procédure précédente soit validée. Des groupes de seize souris (huit femelles et huit mâles) seront utilisés afin de garantir une évaluation statistique robuste des effets analysés. Nous appliquerons des tests statistiques appropriés pour comparer l’effet étudié entre les groupes, les croissances tumorales et la survie des animaux. Dans un souci de réduction du nombre des animaux contrôles, nous chercherons à regrouper les expérimentations lorsque cela est possible. Il est prévu de réaliser une veille bibliographique attentive et continue afin de vérifier que les expériences planifiées n'ont pas déjà été rapportées dans la littérature scientifique existante. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation. Ces tissus seront également partagés avec nos collaborateurs dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés.

Raffinement

Les animaux seront soumis à une semaine d’acclimatation dès leur arrivée dans la structure. Les conditions d’hébergement seront conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposeront de nourriture et d’eau ad libitum; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification, bâtons à ronger et tunnels en cartons). Les souris seront soumises à un suivi quotidien afin d’évaluer leur niveau de stress et leur poids sera mesuré une fois par semaine tout au long de l’expérience de croissance tumorale. Les critères définis pour atteindre un point limite seront strictement appliqués, et les souris seront euthanasiées à la fin de l’étude ou en cas d’atteinte de ces points limites préétablis. Toutes les interventions seront effectuées par des personnes expérimentées et distinctes du personnel en charge de la gestion des élevages. Toutes les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux (anesthésie, tapis chauffants, etc...). Aucune médication supplémentaire ne sera administrée au cours des expériences, car les effets secondaires sur le système immunitaire pourraient interférer avec les résultats.

Choix des espèces

Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordres scientifiques et éthiques : - Notre centre de recherche utilise principalement des souris ce qui offre de nombreux avantages en termes d’élevage, d’expertise en techniques d’expérimentation animale ainsi que le suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. - La souris est le modèle animal le plus couramment utilisé par la communauté scientifique internationale et pour les études précliniques. La méthodologie envisagée est d’une mise en place relativement aisée sur ce type d’animal et nous avons acquis une pratique expérimentale sur cette espèce. Selon les procédures, les animaux seront utilisés à partir de six semaines afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et un système immunitaire efficient.

Relâchées sur leur lieu de capture à l'issue, 60 vipères sauvages mâles de trois espèces européennes vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Capturées puis maintenues douze jours en laboratoire, elles subissent deux prises de sang, une biopsie musculaire sous anesthésie et une exposition de 24 heures à une chaleur simulant une canicule. Le porteur affirme que les conditions thermiques imposées restent proches de celles rencontrées dans leur milieu et sous les seuils critiques. L'objectif déclaré est de prédire la vulnérabilité des espèces au réchauffement, avec des applications de conservation.

Objectifs

Comprendre les mécanismes de réponse des organismes aux variations environnementales est un enjeu majeur en écologie et notamment en conservation. Les ectothermes (animaux à température variable dont les reptiles) sont soumis à des contraintes thermiques récurrents pendant la saison d’activité (canicules). Dans ce contexte, il est important de connaître les gammes de tolérance physiologique qui varient considérablement d’une espèce à l’autre selon leur répartition. Ainsi, on peut prédire que les espèces à affinités froides sont particulièrement vulnérables à l'augmentation des températures par rapport aux espèces de zone climatiques chaudes. L’objectif de ce projet est précisément de mieux comprendre ces adaptations climatiques et les capacités de réponse chez trois espèces proches de vipères avec des répartitions contrastées : une espèce boréale, une espèce de zone tempérée, et une espèce méditerranéenne. Nous étudierons l’impact de conditions thermiques imposées pendant 24heures avec deux conditions: un groupe contrôle et un groupe simulant une vague de chaleur. Les traitements choisis correspondent aux conditions auxquelles sont exposés les individus dans leur milieu et en dessous des seuils critiques. Nous étudierons ainsi les conséquences sur des paramètres physiologiques et comportementaux selon les espèces. Afin de quantifier au mieux les adaptations locales, nous étudierons un maximum de 10 mâles adultes par groupe et par espèce soit un total de 20 individus par espèces et 60 en tout. La captivité temporaire est très bien maîtrisée et tous les individus seront replacés sur le terrain à l'issue de l'étude. Ces travaux ont des implications importantes en termes de connaissance biologique et de conservation d’espèces avec des possibilité limitée de déplacement et donc très dépendantes des conditions locales. La prise en compte de ces besoins dans la gestion des habitats/microhabitat naturels pourra par exemple atténuer les effets des épisodes climatiques extrêmes (refuges microclimatiques) et donc favoriser la persistance des populations.

Bénéfices attendus

Ce projet a pour objectif de faire progresser notre compréhension des effets environnementaux sur la condition physiologique et les réponses aux stress thermique dans les populations naturelles de vipères. Nos précédents travaux suggèrent une forte sensibilité aux conditions thermique. Ce projet permettra de franchir une étape complémentaire dans la compréhension écologique et physiologique de ce processus, en explorant les capacités de réponses d’espèces proches mais à répartition très contrastées. En caractérisant finement les différences de conditions environnementales entre populations nous pourrons mieux comprendre quels facteurs du milieu provoquent ou renforcent ce stress et comment les conditions diurnes et nocturnes interagissent pour moduler ces effets. Ces travaux ont des implications importantes en termes de connaissance biologique et de conservation d’espèces avec des possibilité limitée de déplacement et donc très dépendantes des conditions locales. La prise en compte de ces besoins dans la gestion des habitats/microhabitat naturels pourra par exemple atténuer les effets des épisodes climatiques extrêmes (refuges microclimatiques) et donc favoriser la persistance des populations.

Procédures

Une fois capturés, les individus feront l'objet de mesures morphométriques. Ils seront transportés au laboratoire et maintenus en hébergement individuel pendant 12 jours. Ils seront alors exposés à un traitement thermique de 24h (deux conditions : moyenne 32 vs 24°C). Deux prises de sang (300 µL) seront réalisées, avant et après le traitement thermique. Une petite biopsie musculaire (10mg) unique sera réalisée sous anesthésie dans le tiers postérieur du corps. Après le traitement les individus seront de nouveaux maintenus en hébergement standard pendant 7 jours puis relâchés sur le lieu de capture.

Impact sur les animaux

Une première nuisance sera associée à un stress transitoire à la capture sur le terrain et ensuite lors du transport. Une seconde nuisance potentielle sera associée aux prélèvements de sang réalisée captivité (deux prises sang) entrainant une douleur légère de courte durée. La biopsie musculaire (réalisée sous anesthésie et analgésie) induira une petite lésion et une douleur transitoire . Enfin un stress thermique sera associé aux conditions expérimentales imposées (24 heures). Les conditions thermiques reflètent les conditions auxquelles sont exposés les animaux en situation naturelle et donc des contraintes écologiquement cohérentes.

Devenir

L'ensemble des animaux sera relâché à l'endroit de leur capture (point GPS) une fois la procédure réalisée. Le fait de relâcher les animaux est inclus dans la demandes d'autorisation de capture de ces espèces

Remplacement

Cette étude vise à comprendre les réponses de populations en conditions naturelles et la sensibilité au réchauffement climatique. Le projet concerne spécifiquement des espèces de la faune sauvage pour comprendre sa réponse et les variations entre population. Il nécessite donc l’utilisation d’animaux sauvages afin de pouvoir comparer les effets conditions de l’environnement local entre populations. Il n’est pas possible de remplacer in vivo ou in silico le modèle biologique utilisé

Réduction

Pour correctement caractériser l’effet des conditions thermiques et des populations nous avons estimé empiriquement et en tenant compte de nos travaux précédents qu’un effectif de 10 individus par espèce (n=3) et par traitement (n=2) permettra d’obtenir un échantillonnage suffisant à nos analyses. Nous capturerons un nombre limité mais homogène de mâles pour chaque espèce (10 vipères x 2 traitements x 3 espèces = 60 individus).

Raffinement

Plusieurs raffinements seront mis en place dans le cadre de cette étude. Les mesures sur le terrain seront effectuées en un temps réduits pour limiter les contraintes. Le protocole de terrain est défini et raffiné par l’équipe depuis plusieurs dizaines d’années. Toutes les manipulations se font à l’aide d’un tube de contention qui permet de réduire l’inconfort et d’éviter tout blocage au niveau de la tête. Un système dédié a été élaboré pour une entrée volontaire dans le tube de contention. En captivité au laboratoire, les animaux seront maintenus dans des conditions enrichies validées durant nos précédentes études et respectant la réglementation européenne ainsi que leurs exigences biologiques (gradient de température permettant une thermorégulation active, température des pièces contrôlées, litière et abris, mise à disposition d'eau et de nourriture en illimité. Ces conditions d’hébergements seront raffinées pour mieux correspondre aux besoins spécifiques des espèces notamment la mise à disposition de nombreux abris et l’aspersion d’eau pour maintenir l’humidité. Le volume sanguin prélevé cumulé est inférieur au seuil de 1% du volume sanguin. Les prélèvements seront suivis d’une administration de fluide de remplacement (eau par voie orale). Avant la biopsie musculaire la mise en place d’une sédation (midazolam,1mg/Kg) et d’une analgésie locale permettront réduire l’inconfort. Nous exposerons les animaux à des conditions écologiques pouvant être rencontrées dans leur milieu naturel. Les traitements expérimentaux correspondent donc à une contrainte thermique modérée, et éloignée de limites thermiques aigues. Les conditions thermiques des conditions d’hébergement standard et lors des traitements thermiques seront suivies en temps réel ainsi un système de mesure et transmission des alertes (site web, téléphone portable).

Choix des espèces

Notre étude vise à comprendre comment les conditions climatiques et imposées altèrent la réponse physiologique de trois espèces proches de serpents avec des répartition contrastées en Europe. Il est donc indispensable d’avoir recours à des animaux issus de la faune sauvage pour atteindre nos objectifs. Notre étude se concentre uniquement sur les mâles adultes réduisant les potentiels effets sur les femelles et leurs progénitures. L’ensemble des animaux étant relâchés à la fin de l’expérimentation

Pour créer un modèle de glaucome, 1 635 souris reçoivent dans l'œil des microbilles aimantées qui bloquent l'évacuation du liquide oculaire et font monter durablement la pression, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit jusqu'à deux chirurgies d'induction, une injection de thérapie candidate et huit séances de tests visuels et d'imagerie, certaines sous anesthésie. Le porteur décrit une irritation possible de l'œil après l'injection des particules. Toutes les souris sont tuées à l'issue pour analyser la rétine et le cerveau, les techniques sur animal vivant étant jugées insuffisantes.

Objectifs

Le glaucome est une pathologie chronique et irréversible du nerf optique, caractérisée par une atteinte des cellules de la rétine et une altération progressive du champ visuel. Elle touche plus de 60 millions de personnes dans le monde, dont 1,6 million en France. Son principal facteur de risque est l’augmentation de la pression dans l’œil. Les traitements actuels visent à abaisser cette pression par des collyres, laser ou chirurgie. Une nouvelle piste, la neuroprotection, cherche à préserver les cellules de la rétine indépendamment de la pression de l’œil, mais la complexité des mécanismes biologiques mis en jeu freine le développement de thérapies efficaces. Dans ce projet, notre équipe vise à étudier le glaucome en utilisant un modèle chez la souris qui imite de façon très fidèle ce qui se passe dans le glaucome humain. Pour créer ce modèle, on injecte dans l’œil de la souris de petites billes aimantées. Celles-ci bloquent l’évacuation normale du liquide présent dans l’œil (l’humeur aqueuse). Cela provoque une augmentation durable de la pression à l’intérieur de l’œil et entraine la mort progressive des cellules nerveuses de la rétine, l’activation de cellules immunitaires dans l’œil, comme on le voit chez les personnes atteintes de glaucome. Ce modèle permet d’étudier la maladie dans un environnement contrôlé et sans inflammation inutile, ce qui est important pour des résultats fiables. Une étude chez l’animal est indispensable ici, car les interactions complexes entre la pression dans l’œil, l’inflammation et la mort des neurones ne peuvent pas être reproduites en laboratoire dans une simple boîte de culture. Nous suivrons l’évolution du glaucome chez différentes lignées de souris, nous analyserons finement les tissus pour comprendre ce qui se passe tout au long des voies visuelles. Les objectifs sont donc de comprendre le rôle des cellules inflammatoires dans le développement du glaucome et tester de nouvelles approches de protection des neurones dans le glaucome, administrées directement dans l’œil.

Bénéfices attendus

L’objectif final est de comprendre pourquoi et comment les cellules de la rétine meurent dans le glaucome, et trouver de nouveaux traitements capables de protéger la vue. Pour cela, nous utiliserons un modèle de glaucome chez la souris qui reproduit très bien ce qui se passe chez l’humain : la pression dans l’œil augmente lentement et durablement, comme dans la vraie maladie. Cela permet d’observer étape par étape comment l’inflammation et les dérèglements locaux abîment les neurones de la vision. En analysant finement le fonctionnement de la rétine et en observant les tissus au microscope, l’équipe pourra comprendre la chaîne d’événements qui mène à la perte de vision, ce qui est essentiel pour savoir où et quand intervenir pour sauver les cellules visuelles. Dans ce projet nous testerons de nouveaux traitements afin de voir s’ils peuvent empêcher la mort des cellules de la rétine. Le développement ultérieur de ces traitements chez l’Humain permettrait de retarder ou empêcher la perte de vision, là où les traitements actuels ne font que réduire la pression oculaire.

Procédures

La chirurgie d'induction du glaucome est réalisée deux fois par animal (initiale et à la quatrième semaine de la première injection) chez une partie des animaux sur cinq ans, sous anesthésie locale et générale, pour une durée de quinze minutes par animal. L'injection de thérapies candidates est effectuée une fois par animal, une semaine après la première injection de microbilles, chez une partie des animaux sur cinq ans, sous anesthésie locale et générale, pour une durée d'environ cinq minutes par animal. Les examens fonctionnels et d'imagerie sont réalisés chez tous les animaux avant la première injection, puis à une, trois, quatre, six, huit, dix et douze semaines. Le test d'acuité visuelle est mesuré sur animal vigile et dure environ dix minutes. La mesure de la pression intraoculaire est réalisée sur animal vigile, avec trois mesures successives par œil, indolores, pour une durée d'environ cinq minutes par animal. L'imagerie rétinienne est réalisée sous anesthésie générale et dure environ trente minutes. En résumé, chaque souris subit au maximum deux chirurgies d'induction, une injection et huit séances de tests visuels et d'imagerie, dont certaines sous anesthésie. Toutes ces procédures sont réalisées avec analgésie adaptée et surveillance systématique. Les animaux seront euthanasiés en fin de période de maintien selon deux méthodes réglementaires différentes en fonction des analyses à effectuer.

Impact sur les animaux

Toutes les interventions prevues dans ce projet sont realisees sous anesthesie generale. Les produits anesthésiants peuvent provoquer une legere gene au point d’injection, ainsi qu’un faible stress passager. Comme pour toute anesthesie, il existe de rares risques de complications, tels qu’un ralentissement du cœur ou de la respiration, ou une baisse de la temperature corporelle. L’injection des particules etudiees dans ce projet à l’interieur de l’œil peut entrainer une irritation de l’oeil. Les examens d’imagerie necessitent egalement une anesthesie et peuvent, dans certains cas, entrainer une legere irritation de la surface de l’œil.

Devenir

Tous les animaux utilisés dans ce projet seront euthanasiés de manière reglementaire en fin de procédure, car des prélèvements et analyses post-mortem sont nécessaires. En effet, les techniques fonctionnelles et d’imagerie utilisées sur l’animal vivant ne permettent actuellement qu’une analyse incomplète et superficielle des phenomènes impliques dans la physiopathologie du glaucome.

Remplacement

L’étude des phénomenes inflammatoires lies au glaucome nécessite de travailler sur un organisme vivant complet. En effet, il n’existe pas aujourd’hui de modele en laboratoire capable de reproduire avec précision les interactions complexes entre les cellules nerveuses, les cellules immunitaires et la circulation sanguine dans l’œil. Ce projet vise egalement à tester des traitements susceptibles de proteger les cellules nerveuses et de moduler la reponse inflammatoire. Pour cela, certaines analyses doivent être réalisees sur des tissus oculaires et cérébraux, préleves apres que les animaux aient été endormis puis euthanasiés sans souffrance. L’utilisation du modele animal, en particulier chez la souris, est donc indispensable pour répondre à ces questions scientifiques. Ces recherches sont une étape nécessaire pour mieux comprendre la maladie et, à terme, pour developper des approches therapeutiques efficaces chez l’être humain.

Réduction

Ce projet, prévu sur une durée de cinq ans, utilisera au maximum 1 640 souris. Ce nombre a ete soigneusement calculé pour obtenir des résultats fiables tout en respectant la règle de réduction. Le nombre d’animaux nécessaires a été déterminé à partir des résultats d’études précédentes et de calculs de puissance statistique précis. Pour chaque souris, plusieurs structures de la voie visuelle seront analysées afin d’optimiser au maximum les prélèvements et limiter le recours à d’autres animaux. Comme seule une partie des souris développe une élévation stable de la pression oculaire, il faut environ 20 animaux par groupe pour garantir des résultats scientifiquement solides tout en limitant leur utilisation. Les données seront ensuite analysées à l’aide de tests statistiques adaptés pour vérifier la fiabilité des résultats. Ce travail permettra de tirer des conclusions robustes tout en maintenant le plus haut niveau d’exigence éthique et scientifique.

Raffinement

Avant toute experience, les animaux disposent d’une periode d’adaptation d’au moins cinq jours pour s’habituer à leur nouvel environnement. Ils sont hebergés dans des cages ventilées, enrichies avec du materiel favorisant leur confort (comme des abris en carton et baton à ronger), avec de la nourriture et de l’eau disponibles en permanence. Le nombre d’animaux par cage est limite à cinq, afin de garantir leur bien-etre. Les conditions d’élevage respectent la réglementation en vigueur : la temperature et le taux d’humidité sont controlés et conforme à la législation en vigueur. Les animaux sont observés chaque jour par du personnel qualifie. En cas d’anomalie ou de signe de souffrance, des mesures adaptées sont prises selon un protocole validé par le comité du bien-être animal : cela peut aller d’un simple traitement à l’arrêt de l’expérimentation, voire à l’euthanasie si necessaire pour éviter toute douleur. Les expérimentations sont effectuées sous anesthesie genérale chaque fois que nécéssaire, avec des traitements antidouleur administres avant, pendant et après l’intervention le cas échéant. Un système de suivi individuel par des étiquettes accollées aux cages permet de garantir un suivi adapte constant de l’animal afin de s’assurer du bien-etre animal tout au long du projet.

Choix des espèces

L’utilisation de la souris se justifie parce qu’elle permet de créer et d’étudier des lignées d’animaux modifies genetiquement. Dans ce projet, nous utiliserons des souris entre 8 et 12 semaines d’âge, afin d’eviter les effets liés au vieillissement, qui pourrait fausser les analyses sur les cellules nerveuses et immunitaires. Les souris utilisées seront soit des souris commerciales, soit des souris porteuses de modifications specifiques du système immunitaire permettant de reproduire la pathologie humaine étudiées dans ce projet. Ces modeles permettront d’observer très precisement et au fil du temps comment differentes cellules inflammatoires apparaissent et se deplacent dans l’oeil.