Procédures modérées

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  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 144
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144 souris vont être utilisées, toutes tuées, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, soumises six semaines durant à un stress chronique léger imprévisible destiné à induire un état dépressif. Chaque animal subit quatorze prélèvements de glycémie par incision de la veine caudale, des isolements et des injections quotidiennes. Le protocole cible les femelles, seules à développer une insulinorésistance dans ce modèle. Le porteur écrit que le raffinement restera limité, l'objectif même du projet étant l'induction d'une symptomatologie dépressive.

Objectifs

La dépression est un problème majeur de santé publique, associé à un risque accru de maladies cardiovasculaires, métaboliques et à une mortalité élevée. La résistance à l’insuline semble jouer un rôle clé dans ces comorbidités, et elle pourrait aussi moduler la réponse aux traitements antidépresseurs. Les mécanismes liant dépression, insulinorésistance et neuroinflammation restent mal compris. Nous avons développé un modèle murin combinant symptômes dépressifs et insulinorésistance sans obésité, basé sur le stress chronique léger imprévisible ppliqué pendant six semaines. Ce modèle induit un état dépressif chez les deux sexes, mais seules les femelles présentent une insulinorésistance et une hyperinsulinémie. Le projet proposé vise donc à (1) évaluer l’effet de traitements antidiabétiques et insulino-sensibilisateurs sur les paramètres métaboliques et le comportement dépressif, et (2) étudier les mécanismes reliant insulinorésistance, neuroinflammation et dépression chez les souris femelles.

Bénéfices attendus

La dépression majeure est associée à une morbidité élevée, un handicap psychique et une mortalité accrue, incluant les événements cardiovasculaires liés à des altérations cardiométaboliques, notamment la résistance à l’insuline. Les mécanismes physiopathologiques liant dépression et insulinorésistance restent mal connus, limitant le développement de biomarqueurs et de stratégies thérapeutiques ciblées. L’étude des interactions entre dépression, insulinorésistance et régulation métabolique dans un modèle murin permettra de mieux comprendre ces mécanismes. L’approche pharmacologique combinera plusieurs stratégies actuellement utilisées en clinique ou en phase de développement. Ces interventions visent à améliorer la sensibilité à l’insuline, à moduler le risque cardiométabolique et à influencer des processus biologiques liés à la dépression, comme l’inflammation et la signalisation neuro-métabolique. Leur évaluation intégrée dans un même modèle permettra de caractériser les liens mécanistiques entre dysfonction métabolique et comportements dépressifs, et d’identifier des pistes thérapeutiques agissant sur les dimensions psychiatriques et cardiométaboliques de la maladie.

Procédures

Pour chaque test de glycémie, une petite incision à la veine caudale sera réalisée après avoir appliqué un anesthésique local et la quantité de sang total prélevée à un moment donné sera d’environ de 2 à 2,5 μL afin de pouvoir réaliser une mesure à l’aide du glucomètre. Ce type de prélèvement durera 3-4 secondes et aura lieu 14 fois par animal (2 x 7 prélèvements à 5 jours d’intervalle). Pour ces tests faisant intervenir une mesure de glycémie, un isolement de 6h préalable sera nécessaire pour effectuer un jeun. Le test en lui-même dure 2h, l’isolement total sera de 8h. Pour les tests comportementaux, ceux-ci sont indispensablesindispensable afin de pouvoir évaluer l’induction du syndrome dépressif. Aucun prélèvement ne sera effectué, la nuisance principale de ces tests étant l’isolement (30 minutes à 2h en fonction du test). Lors des traitements pharmacologiques quotidiens, une injection de 200 µl pour une durée maximum de 5 secondes sera effectuée.

Impact sur les animaux

Le présent travail a pour base l’induction d’une symptomatologie dépressive, à travers des stress répétés, d’intensité légère, de survenue aléatoire pour les animaux. Maintenant que nous maîtrisons le modèle nous sommes susceptibles d’observer : une perte d’envie une diminution de l’appétit une baisse d’énergie une apathie Dans le même sens, il subsiste un risque rare de déshydratation et de perte pondérale (moins de 10% de la masse initiale).

Devenir

Les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure afin de procéder aux analyses post-mortem et déterminer les mécanismes d’actions mis en jeux.

Remplacement

La dépression et les maladies cardiométaboliques potentiellement associées, peuvent être vues dans une approche systémique, avec des conséquences négatives sur de nombreux tissus et organes. Afin d’explorer au mieux cette dimension multi-systémique, il est indispensable de travailler sur l’organisme vivant en entier ce qui justifie ainsi la nécessité de réaliser des expérimentations in vivo. Ainsi, aucun modèle cellulaire ne peut être utilisé pour substituer totalement l’utilisation de modèles animaux.

Réduction

Pour réaliser ce travail, nous nous nous sommes basés sur des études antérieurement publiées et notre expérience acquise lors de la mise au point du modèle. Sur les 17 articles pertinents retrouvés, 11 ont portés sur des souris C57BL/6. Les tailles d’échantillon (pour les souris soumises au UCMS) variaient de 07 à 64, avec une médiane de 22,5 par condition/sexe. Au vu de ces éléments et de notre expérience préalable, en considérant l’éventualité de souris ne répondant pas au protocole UCMS, c’est-à-dire ne présentant pas de signes de dépression lors des tests comportementaux, nous avons défini à 24, le nombre de souris UCMS par groupe nécessaire à notre projet. La significativité statistique entre plusieurs groupes sera déterminée par une analyse de variance suivie d’un test de Tukey-Kramer. Dans le cas où un test non paramétrique serait nécessaire, nous utiliserons le test non paramétrique de Mann-Withney.

Raffinement

Avant la mise en application des épreuves constitutives UCMS, et ce pendant deux semaines (entre la 10ème et la 12ème semaine d’âge de la souris), les animaux seront placés par groupes de quatre dans des cages avec contrôle de la température et de l’humidité (22 ± 2°C, et 65 ± 5%), avec un accès ad libitum à la nourriture et à l’eau de boisson, et des alternances lumières/obscurité de 12h (lumière à 7h du matin, obscurité à 7h du soir).Cependant, le raffinement sera limité du fait de l’objectif du projet, en l’occurrence l’induction d’une symptomatologie dépressive. Pendant la période d’administration UCMS, les souris seront hébergées en cages individuelles en journée afin de subir les différents stresseurs puis retourneront dans leurs cages d’origine pour la période obscurité.

Choix des espèces

L’étude d’une pathologie a pour but d’en comprendre les mécanismes afin d’établir des stratégies thérapeutiques applicables à l’espèce humaine. Dans ce sens, dans le cadre de la recherche fondamentale, il paraît déterminant de choisir un modèle animal dont la physiologie et la physiopathologie sont le plus proche possible de celles de l’Homme. C’est le cas pour la souris, qui sur le plan neurobiologique et métabolique, présente de multiples similarités avec de l’Homme. De plus, cette espèce animale fait partie des espèces les plus étudiées dans la littérature scientifique, notamment en ce qui concerne les maladies mentales (dont la dépression et la schizophrénie), ce qui diminue le risque de duplication inutile de travaux et veille à réduire au mieux le nombre d’animaux utilisés. L’induction de la symptomatologie dépressive par stress chronique léger imprédictible sera réalisée chez des souris de douze semaines. Ce stade correspond à des souris jeunes adultes et est idéal pour induire tout type de conditionnement chez la souris puisque d’après la littérature, ce type d’expérimentation montre son efficacité maximale chez des animaux âgés de 12 à 24 semaines. Considérant une durée de stress de six semaines, suivie de trois semaines de traitement pharmacologique, les souris seront âgées de 20 semaines à la fin de la procédure. Les tests comportementaux inhérents à la vérification de la validité du modèle seront réalisés dans les trois semaines après chez toutes les souris, et les prélèvements finaux à 23 semaines de vie.

  • Recherche fondamentale
    • Oncologie
Souris : 200
Souffrances
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Pour étudier le rôle du système immunitaire dans le mélanome, 200 souris sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées. Chaque animal porte une tumeur implantée qui peut gêner ses déplacements, reçoit des applications cutanées après tonte et, pour une partie, des injections d'immunothérapie. Le porteur indique que les métastases se forment dans les ganglions et parfois les poumons, avec de possibles gênes respiratoires. Il mentionne des études parallèles sur des prélèvements de patients mais juge l'approche in vivo nécessaire pour cibler le système immunitaire.

Objectifs

Le mélanome est la forme la plus agressive des cancers de la peau. Malgré les progrès majeurs apportés par l'essor des immunothérapies, près d’un patient sur deux résiste encore aux traitements. Il demeure donc crucial de comprendre les mécanismes de résistance mis en place par les cellules cancéreuses et de proposer de nouvelles combinaisons thérapeutiques. L’objectif de ce projet est d’étudier le rôle du système immunitaire dans le développement du mélanome et la réponse au traitement par immunothérapie.

Bénéfices attendus

Le mélanome métastatique est le cancer de la peau le plus agressif. Malgré l’essor récent des immunothérapies dans le traitement du mélanome, des problèmes de résistance sont observés. Trouver de nouvelles cibles thérapeutiques permettrait d’ouvrir d’autres pistes de traitements qui pourraient également être testées plus tôt afin de prévenir le développement de métastases voire l’initiation tumorale.

Procédures

Dans la procédure 1, les animaux subiront une tonte sur le dos et auront une application locale (sur le dos) d'un traitement, sans contention. Le geste durera moins d'une minute. Dans la procédure 2, les animaux subiront également une tonte sur le dos et auront une application locale (sur le dos) de traitement, sans contention, qui durera moins d'une minute. Ils subiront aussi des injections intra-veineuses (3 injections espacées de 2 jours) d'immunothérapie. Le geste durera quelques minutes.

Impact sur les animaux

Dans la procédure 1, la tonte, bien que réalisée sans contention, leur génèrera du stress et l'application d'un traitement leur provoquera une légère sensation de froid. Les animaux auront aussi une tumeur localisée aléatoirement (souvent sur le dos), qui pourra les gêner leur déplacement et leur induire de la douleur. Dans la procédure 2, les animaux les injections intraveineuses d'immunothérapie pourront leur générer de la douleur. Dans le temps du protocole, les métastases se feront au niveau des ganglions inguinaux et parfois au niveau pulmonaire, ce qui pourra occasionner des gênes respiratoires.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort car ils ne rentreront pas dans une nouvelle procédure.

Remplacement

Des études parallèles sont menées sur des prélèvements tumoraux issus de patients. Cependant, les approches in vivo sont nécessaires pour étudier et cibler le système immunitaire, cela ne pouvant se faire sur des cellules en culture.

Réduction

Nous avons calculé statistiquement le nombre minimum de souris à inclure, en prenant en compte notre expérience, les études déjà publiées utilisant ce modèle pour rendre nos résultats interprétables et reproductibles. Ce test a été validé pour le satisticien du comité d'éthique qui a évalué notre projet.

Raffinement

Nous avons évalué de manière précise et exhaustive les points de vigilance pour chaque procédure afin d'anticiper la souffrance de l'animal et proposer des actions spécifiques en fonction du degré de souffrance observé. Nous avons pris en considération plusieurs paramètres tels que l'état général, le développement tumoral, le suivi du poids. En fonction du niveau de souffrance observé, le suivi sera renforcé, allant jusqu'au suivi quotdien de l'animal avant la mise à mort. Des actions spécifiques seront prises en fonction du paramètre observé (application locale de solution cicatrisante pour des plaies, gel alimentaire appétant en cas de perte de poids, utilisation d'antalgique en cas d'immobilité). Nous avons essayé de raffiner au maximum les gestes expérimentaux de notre projet en évitant le plus possible les contentions et l'utilisation d'anesthésie.

Choix des espèces

La souris est l’espèce animale la plus pertinente pour les études de mélanomagenèse car c'est un modèle proche de la pathologie humaine qui reproduit les caractéristiques histologiques. Nous disposons également d'outils, d'expérience et de compétences solides pour réaliser cette étude dans les meilleures conditions chez la souris. Des souris mâles et femelles âgées de 8 semaines (âge standard l'étude du système immunitaire) seront utilisés.

  • Recherche appliquée
    • Troubles immunitaires
  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
Souris : 5148
Souffrances
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5 148 souris vont être utilisées, toutes tuées, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, chacune recevant quatre à huit injections, huit recueils d'urine et quatre prélèvements sanguins. Le modèle induit une vascularite qui peut atteindre les reins, les poumons et la peau. Le porteur consacre un long développement à justifier la mise à mort par les analyses histologiques et l'impossibilité de garantir une récupération durable. La souris est présentée comme la seule espèce scientifiquement valide, notamment pour les lignées génétiquement modifiées requises.

Objectifs

Les vascularites des petits vaisseaux sont des maladies rares mais graves, dans lesquelles le système immunitaire, qui sert normalement à nous protéger des infections, s’emballe et attaque de manière inappropriée aux vaisseaux sanguins de petit calibre et crée une inflammation. Cela peut entraîner des atteintes importantes de plusieurs organes, en particulier des reins et des poumons, avec un impact majeur sur la santé et la qualité de vie des patients. Les traitements actuellement utilisés permettent souvent de contrôler la maladie en freinant fortement le système immunitaire. Mais ces traitements peuvent entraîner des effets indésirables importants (infections, fatigue…), ce qui justifie la recherche de stratégies thérapeutiques plus ciblées et mieux tolérées. Des travaux récents suggèrent que certains mécanismes de l’inflammation, regroupés sous le terme d’« inflammasome », pourraient jouer un rôle central dans le développement et l’aggravation des vascularites des petits vaisseaux. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre comment l’inflammasome participe au développement des vascularites des petits vaisseaux. Pour cela, des modèles expérimentaux reconnus seront utilisés afin de reproduire certaines caractéristiques essentielles de la maladie humaine chez la souris. Différents types de souris seront étudiés, notamment des animaux présentant des modifications ciblées de certains processus inflammatoires, ainsi que des modèles permettant de visualiser l’activation de ces mécanismes dans les tissus. Certaines approches thérapeutiques ciblant spécifiquement ces voies inflammatoires seront également évaluées afin d’explorer leur capacité à limiter les lésions induites par l’inflammation.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à mieux comprendre ce qui déclenche et entretient l’inflammation dans les vascularites des petits vaisseaux, en particulier le rôle d’un mécanisme appelé inflammasome. En identifiant si ce mécanisme est trop activé et comment il peut contribuer aux lésions des organes comme les reins et les poumons, nous espérons mettre en évidence les étapes clés de la maladie sur lesquelles nous pourrions développer de nouveaux traitements. À court terme, le bénéfice principal est scientifique et permettra de mieux expliquer pourquoi la maladie devient sévère chez certains patients et quels signaux inflammatoires sont les plus impliqués. Ces connaissances permettront de repérer de nouvelles cibles thérapeutiques et d’orienter des recherches futures vers des traitements ciblées. À plus long terme, si ces voies sont confirmées comme importantes, cela nous permettrait de soutenir le développement de traitements plus ciblés que les immunosuppresseurs utilisés aujourd’hui. En contrôlant mieux l’inflammation, les effets secondaires pourraient diminuer voir totalement disparaître. Ces stratégies pourraient également contribuer à réduire la dépendance aux corticoïdes et à améliorer la prise en charge des patients.

Procédures

2376 souris (animaux sans traitement inhibiteur) recevront : 4 injections (≈ 2 minutes chacune) + 8 recueils d’urines (≈ 1–2 minutes) + 4 prélèvements sanguins (≈ 30 secondes à 1 minute). 2772 souris (animaux recevant un traitement inhibiteur) recevront : 8 injections (≈ 2 minutes chacune) + 8 recueils d’urines (≈ 1–2 minutes) + 4 prélèvements sanguins (≈ 30 secondes à 1 minute).

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues comprennent des douleurs brèves et de faible intensité liées aux différentes injections et aux différents prélèvements, ainsi qu’un stress transitoire induit par les manipulations répétées. Le modèle utilisé peut entraîner un affaiblissement général de l’animal, une fatigue et une perte de poids, ainsi qu’une atteinte cutanée, rénale et/ou pulmonaire secondaire à la vascularite. Les atteintes rénales peuvent se traduire par une altération de la fonction rénale (hématurie, protéinurie, augmentation de la créatinine), les atteintes pulmonaires par une gêne respiratoire modérée, et les atteintes cutanées par des lésions inflammatoires localisées.

Devenir

À l’issue des procédures expérimentales, les animaux seront mis à mort et ne seront ni réutilisés ni replacés. Cette décision est justifiée par des considérations scientifiques, réglementaires et liées au bien-être animal. D’un point de vue scientifique, les objectifs du projet nécessitent l’analyse détaillée de plusieurs tissus, en particulier les reins et d’autres organes cibles de l’inflammation des petits vaisseaux. Ces analyses comprennent des examens histologiques, immunologiques et moléculaires, qui requièrent des prélèvements d’organes en fin de protocole et ne sont pas compatibles avec le maintien en vie ou la réutilisation des animaux. Par ailleurs, les procédures mises en œuvre visent à induire une maladie inflammatoire expérimentale susceptible d’entraîner des atteintes organiques durables. Même lorsque les signes cliniques restent modérés, une récupération complète et durable des animaux ne peut être garantie. La réutilisation ou le replacement des animaux pourrait donc exposer ceux-ci à un risque accru de souffrance ultérieure et n’est pas conforme au principe de protection du bien-être animal. Enfin, le recours à une mise à mort en fin de procédure permet de limiter la durée d’exposition des animaux à la maladie expérimentale, et de réaliser les analyses nécessaires (histologie, prelvement sanguins). Des critères d’arrêt précoces sont appliqués tout au long de l’étude afin de garantir que tout animal présentant des signes de souffrance importante ou persistante est euthanasié sans délai. Ainsi, la mise à mort des animaux en fin de protocole constitue l’option la plus appropriée pour répondre aux objectifs scientifiques du projet tout en respectant les principes éthiques et réglementaires encadrant l’expérimentation animale.

Remplacement

Aucune méthode de remplacement ne permet de reproduire la complexité des vascularites, qui reposent sur des interactions dynamiques entre les différents tissus impliqués dans la maladie. L’expérimentation animale reste donc indispensable pour étudier, dans un organisme complet, l’activation du système immunitaire et l’évaluation du potentiel thérapeutique des traitements testés.

Réduction

Les paramètres expérimentaux (doses, voies d’administration, calendrier des injections) ont été définis à partir d’études déjà publiées, afin d’éviter toute expérimentation exploratoire inutile. Le nombre d’animaux nécessaires a été déterminé au préalable par un calcul statistique prédictif. Pour réduire au maximum le nombre total de souris, chaque animal sera utilisé pour un ensemble élargi d’analyses, ce qui permet de multiplier les paramètres mesurés à partir d’un même individu. De plus, certaines données déjà disponibles, obtenues à partir de prélèvements réalisés chez les patients, orientent précisément les hypothèses à tester, réduisant ainsi le besoin d’expérimentations supplémentaires. Les groupes contrôles ne seront pas répétés dans les procédures ultérieures.

Raffinement

Toutes les interventions seront réalisées avec un souci maximal de confort et dans le respect du principe de raffinement. Les injections seront effectuées sur animaux vigiles par du personnel formé, afin de limiter la douleur et le stress. Pour les procédures nécessitant des injections répétées, les côtés d’injection seront alternés afin de préserver l’intégrité des tissus et réduire l’inconfort. L’évaluation du bien-être reposera sur un grand nombre de paramètres incluant l’apparence générale, la posture et la perte de poids. L’ensemble des paramètres surveillés vise à réduire au minimum la douleur, le stress et la souffrance, tout en maintenant la qualité scientifique des données obtenues.

Choix des espèces

LLa souris est le modèle de référence pour l’étude des vascularites auto-immunes et des mécanismes d’inflammation systémique. Elle présente une homologie remarquable avec l’homme en ce qui concerne les voies de signalisation de l’immunité innée, et les réponses du système immunitaire sont hautement conservées entre la souris et l’homme, ce qui améliore la transposabilité des données. Aucun autre modèle animal ou système en culture ne permet de reproduire de manière intégrée les interactions entre les différents tissus impliqués. Par ailleurs, la souris est la seule espèce pour laquelle sont disponibles les lignées génétiquement modifiées nécessaires à ce projet. Ces modèles permettent d’explorer de façon spécifique et mécanistique le rôle des inflammasomes dans la physiopathologie des vascularites, ce qu’aucune autre espèce ne permet à ce jour. Ainsi, l’utilisation de la souris constitue l’approche la plus pertinente, la plus fiable et la seule scientifiquement valide pour répondre aux objectifs du projet. Les animaux utilisés seront des souris adultes âgées de 8 à 12 semaines, correspondant à un stade où le système immunitaire est pleinement mature et où la réponse inflammatoire est stable et reproductible. L’utilisation d’animaux trop jeunes augmenterait la sensibilité aux injections et la mortalité, tandis que des animaux plus âgés présentent une variabilité accrue et un risque de maladies spontanées liés à l’âge. L’intervalle 8–12 semaines représente donc le meilleur compromis scientifique et éthique.

  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
Souris : 1877
Souffrances
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Soumises à des gavages, des injections, une chirurgie et des séjours en cage métabolique, 1 877 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélèvement d'organes, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Les injections peuvent provoquer une réaction inflammatoire et une atteinte rénale. Le projet vise à cerner le rôle d'une molécule dans l'hypertension et les vascularites auto-immunes qui touchent les reins. Le nombre d'animaux est justifié par un logiciel de calcul, le porteur indiquant avoir maximisé les analyses réalisées sur chaque individu.

Objectifs

L’inflammation des vaisseaux joue un rôle central dans le développement et la progression du risque cardiovasculaire. Elle est impliquée dans des pathologies fréquentes comme l’hypertension artérielle, mais également dans des maladies rares telles que les vascularites auto-immunes, où elle contribue à la destruction et au remodelage des parois vasculaires. Parmi les acteurs de cette réponse inflammatoire, une molécule occupe une place particulière. Son expression est souvent augmentée dans des contextes inflammatoires, ce qui suggère un rôle régulateur visant à atténuer l’inflammation vasculaire excessive. Le projet visera a évaluer le rôle de cette molécule dans deux maladies vasculaires qui touchent les reins: l'hypertension artérielle et la vascularites auto-immunes.

Bénéfices attendus

En utilisant des modèles murins qui permettent d'éteindre l'expression de la molécule que nous ciblons, nous pourrons déterminer comment cette molécule influence la réponse inflammatoire, le remodelage vasculaire et la progression des lésions rénales. Ce projet permettra des avancées des connaissances fondamentales sur les mécanismes immuno-inflammatoires impliqués dans les maladies cardiovasculaires et auto-immunes. Ce projet pourrait permettre l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques pour limiter l’inflammation vasculaire et ses conséquences.

Procédures

Gavage (5 x 1 minute), Injections (de 1 à 3 x 1 minute), Injection (2 x 20 secondes), Injection (jusqu'à 5 x 20 secondes), prélèvement urinaire en cage métabolique ( jusqu'à 5), Chirurgie (1 x 10 minutes)

Impact sur les animaux

Gavage: un stress lié à la contention et à la manipulation, ainsi qu’un risque faible d’irritation œsophagienne. Chirurgie: douleur légère à modérée au site d’implantation. Injection de produits : risque de réaction inflammatoire, atteinte rénale. Prélèvements urinaires en cage à métabolisme : inconfort lié à l’isolement temporaire.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort pour prélèvements des organes

Remplacement

Les vascularites et les maladies systémiques impliquent des réponses immunitaires complexes au sein de divers organes. Actuellement, les modèles in vitro ne permettent pas de reproduire finement l’environnement physiopathologique dans lequel la réponse immunitaire est mise en jeu au cours du développement de ces pathologies. L’expérimentation animale est indispensable afin de se rapprocher de la physiopathologie des maladies observées chez l’Homme.

Réduction

Les paramètres expérimentaux ont été définis selon des études déjà publiées (temps de traitement, doses et voies d’administration). Grâce à un logiciel de calcul nous avons déterminé un nombre d’animaux restreint au maximum, de sorte à obtenir des résultats robustes. Pour chacune des expériences nous avons maximisé les prélèvements et analyses biologiques. Des analyses statistiques seront effectuées sur chacune des expériences.

Raffinement

Les animaux seront élévés en cages enrichies et surveillés au cours des procédures pour repérer l’éventuelle apparition de signes cliniques pouvant indiquer une souffrance ou un mal-être. Une grille de score de souffrance et des points limites spécifiques au projet ont été établis, permettant d'intervenir pour soulager les animaux en cas de souffrance. Les procédures chirurgicales sont réalisées sous anesthésie générale avec une analgésie péri-opératoire.

Choix des espèces

La physiologie des fonctions rénales chez la souris étant similaire à celle de l’homme, les expériences menées chez la souris offrent des modèles valides d’étude des pathologies humaines. De plus, le modèle d'hypertension artérielle et les modèles de vascularites utilisés au cours de ce projet sont établis et validés par la communauté scientifique. Nous utilisons des souris adultes agées de 10 à 20 semaines car il faut de jeunes adultes. En effet, l'age est un facteur de risque de fibrose rénale et de dsyfonction vasculaire, et utiliser des souris trop agées induirait une plus grande variabilité de nos résultats expérimentaux

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Biologie du développement
    • Oncologie
    • Système cardiaque
Rats : 156
Souffrances
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 156

Jusqu'à sept séances d'imagerie TEP sous anesthésie et une chirurgie cérébrale pour le modèle de Parkinson: 156 rats sont utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, tous tués à l'issue. Une partie sont des rats SHR qui développent une hypertension avec l'âge, atteignant cœur, reins et cerveau. L'objectif est de valider de nouveaux radiotraceurs cholinergiques en vue d'un transfert vers la clinique humaine. Le porteur affirme qu'aucun modèle in vitro ne peut remplacer l'animal entier et conclut au caractère indispensable du recours au rat.

Objectifs

Ce projet a pour objectif de développer et d’évaluer de nouveaux traceurs utilisés en imagerie médicale afin de mieux observer le fonctionnement du cerveau et du système cardiovasculaire. Ces traceurs, appelés ont été conçus par notre équipe et seront utilisés en imagerie TEP (tomographie par émission de positons), une technique permettant de visualiser l’activité de certains systèmes biologiques dans l’organisme. L’étude se concentre sur le système cholinergique, un système de communication entre les cellules nerveuses qui repose sur une molécule appelée acétylcholine. Ce système joue un rôle essentiel dans la mémoire, l’apprentissage, les mouvements et la régulation de la pression artérielle. Son dysfonctionnement est impliqué dans plusieurs maladies, comme la maladie de Parkinson, le trouble du déficit de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH) et certaines maladies cardiovasculaires. Dans la maladie de Parkinson, un déséquilibre entre différents systèmes de communication du cerveau contribue aux troubles moteurs. Dans le TDAH, des anomalies du système cholinergique ont également été mises en évidence. Par ailleurs, ce système intervient dans la dilatation des vaisseaux sanguins et le contrôle de la tension artérielle ; lorsqu’il fonctionne mal, il peut favoriser l’hypertension. Un traceur existe déjà pour étudier ce système chez l’homme, mais il est aujourd’hui utilisé uniquement en recherche. Un des traceurs développés par notre équipe, présente de meilleures performances et a déjà fait l’objet de tests de sécurité montrant qu’il est non toxique, même à des doses très supérieures à celles utilisées en imagerie. L’un des objectifs du projet est donc de finaliser sa validation afin de permettre son utilisation chez les patients. En parallèle, un second traceur, a été mis au point pour étudier un autre élément clé du système cholinergique, situé cette fois au niveau des cellules nerveuses qui reçoivent le message. Ce traceur est plus performant que ceux actuellement disponibles. Grâce à ces deux outils complémentaires, le projet vise à mieux comprendre les dysfonctionnements du système cholinergique dans des modèles de la maladie de Parkinson et du TDAH, ainsi que leurs liens avec l’hypertension et les maladies cardiaques, afin d’améliorer à terme le diagnostic et la prise en charge des patients.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à valider des radiotraceurs, afin d’améliorer la compréhension des pathologies cérébrales et cardiaques liées au système cholinergique. Le but du financement est de pouvoir finaliser le transfert vers la clinique. Dans un objectif de réduction et raffinement, nous utiliserons les mêmes animaux pour poursuivre la validation de notre nouveau radiotraceur, pour pouvoir le transférer également en clinique humaine. Ces traceurs permettront un diagnostic clinique plus précis ainsi que le suivi thérapeutique des pathologies associées aux altérations cholinergiques.

Procédures

Pour la chirurgie du modèle de maladie de Parkinson (MP), les animaux seront soumis à une anesthésie gazeuse d’environ 1 heure et recevront 2 injections (1 i.p. et 1 s.c.) de moins d’une minute chacune. Une partie des animaux auront deux séances d’imagerie TEP (environ 70-130 min/séance), réalisées avant et après la chirurgie, sous anesthésie gazeuse, avec une injection du traceur par voie i.v. (< 1min). Dans le modèle spontané de TDAH, les animaux auront au maximum 7 séances d’imagerie entre 6 et 14 semaines d’âge. Lors de la première séance, une injection i.p. (< 1 min) du traceur sera effectuée sous anesthésie gazeuse avant l’imagerie qui durera 30 min. Les imageries suivantes (traceur 1 et 2) se dérouleront également sous anesthésie, gazeuse avec une injection des traceur i.v. (< 1 min) en début d’acquisition. Chaque imagerie durera entre 60 à 120 minutes.

Impact sur les animaux

Pour tous les groupes, la manipulation/contention des animaux peut provoquer un léger stress, qui reste temporaire. Groupes 1, 2 et 3 : Après chirurgie, les animaux seront observés afin de vérifier l’absence de signes douloureux tels que : un changement de comportement, une agressivité inhabituelle, une diminution du toilettage, des difficultés à se déplacer, une perte de poids ou un état général affaibli. Groupes 2, 3, 4 et 5 : Après les examens d’imagerie, un petit hématome peut apparaître au niveau de la queue, à l’endroit où une veine a été utilisée pour l’injection. Cet effet est généralement léger et transitoire. Groupes 4 et 5 : Après certains examens d’imagerie, une gêne ou une légère douleur peut être ressentie au point d’injection pendant quelques minutes seulement. Groupe 4 (rats SHR) : Avec l’âge, ces rats développent naturellement une hypertension artérielle, qui peut affecter plusieurs organes comme le cœur, les reins et le cerveau, et s’accompagner de troubles métaboliques et cognitifs.

Devenir

A l'issue de chaque procédure les animaux seront mis à mort et les organes seront prélevés pour des études in-vitro.

Remplacement

L'objectif du projet étant de développer des traceurs d'imagerie utilisables chez l'humain, aucun modèle in vitro ne peut remplacer l'animal entier, étant donnée la complexité des processus mis en jeu telles que l'altération de la transmission cholinergique, les données pharmacocinétiques et de biodistribution et métabolisme multi-organes. Le recours à l'animal entier, vivant, est indispensable pour l'étude du développement de nouveaux radiotraceurs d'imagerie.

Réduction

L’utilisation de techniques d’imagerie réalisées directement chez l’animal vivant permet de limiter le nombre d’animaux nécessaires à l’étude en utilisant le même animal pour mesurer plusieurs paramètres à différents âges. Malgré cette réduction, le nombre d’animaux par groupe reste déterminé par la nécessité d’obtenir des résultats fiables et suffisamment précis pour répondre correctement à la question scientifique étudiée. Le nombre d’animaux a été calculé à partir de résultats déjà publiés et de données précédemment obtenues au laboratoire. Ces calculs prennent en compte les différences naturelles entre les animaux ainsi que les effets attendus entre les groupes étudiés. Il a ainsi été estimé que 10 animaux par groupe pour le modèle de MP et 20 animaux par groupe pour le modèle de TDAH permet de détecter des différences d’environ 15 % entre les groupes, avec un haut niveau de fiabilité des résultats. Ce nombre offre également une marge de sécurité pour identifier des différences plus faibles ou faire face à une variabilité plus importante que prévue. Au total, cette étude utilisera 156 rats, répartis de manière équilibrée entre femelles et mâles. Parmi eux, certains seront utilisés pour l’apprentissage et la mise au point des techniques, tandis que d’autres feront partie des groupes expérimentaux, incluant des animaux présentant des atteintes ciblées dans différentes régions du cerveau, afin de comparer leurs effets.

Raffinement

Les animaux seront élevés dans des conditions, conformes aux normes en vigueur, avec un environnement enrichi (tunnels, bâton à ronger, papier absorbant, etc…) pour favoriser leur bien-être. Ils seront hébergés au moins une semaine avant le début des expériences et surveillés quotidiennement. Toutes les mesures nécessaires seront mises en place pour limiter la douleur et l’inconfort (antalgiques). Les examens d’imagerie seront réalisés sous anesthésie gazeuse, avec une surveillance continue de la température corporelle et de la respiration. Les examens d’imagerie réalisés à différents moments chez un même animal permettent de mieux comprendre les mécanismes étudiés tout en réduisant le nombre total d’animaux utilisés. Après chirurgie, un traitement antidouleur et un complément alimentaire seront systématiquement proposés. L’état des animaux sera évalué chaque jour. Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués.

Choix des espèces

Le rat est l’espèce la plus adaptée pour cette étude en raison des similitudes entre son cerveau et le cerveau humain (circuits cholinergiques comparables entre les 2 espèces), ainsi qu’en raison de la taille de son cerveau qui est compatible avec la résolution spatiale de notre imageur. Les rats Wistar seront étudiés à l’âge adulte. Concernant les souches SHR et WKY, les animaux seront étudiés avant leur 8ème semaine de vie (avant apparition de l’hypertension) jusqu’à leur 14ème semaine de vie qui correspond aux premiers stades d’apparition de l’hypertension.

  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 624
Souffrances
▲ -
▲ 264
▲ 192
▲ 168
Devenir
 -
 -
 -
 624

Porteuses d'une mutation SOD1 reproduisant la sclérose latérale amyotrophique, 624 souris vont être utilisées, toutes tuées, dont 168 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. La maladie leur impose une dégradation motrice progressive des membres, et 48 d'entre elles subissent en plus l'implantation chirurgicale d'une sonde cardiovasculaire. Le porteur décrit une nage génératrice de stress et applique des points limites pour la phase sévère. Les animaux sont tués en fin de procédure pour retirer le capteur télémétrique et prélever leurs organes.

Objectifs

La sclérose latérale amyotrophique (SLA), également connue sous le nom de maladie de Charcot, est une maladie qui entraîne une dégradation progressive des neurones moteurs, les cellules chargées de transmettre la commande motrice produite par le cerveau vers les muscles. Chez l’homme, cette maladie est fatale dans les 3 à 5 ans suivant le diagnostic. Cette demande d’autorisation de protocole concerne un projet qui vise à caractériser les atteintes du système nerveux qui contrôle nos grandes fonctions telles que la digestion, la respiration, la fréquence cardiaque et la pression artérielle, grâce à un modèle de souris génétiquement modifiées qui sont atteintes de la SLA.

Bénéfices attendus

Les recherches que nous effectuons sur ce modèle animal pourrait déboucher sur l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques pour traiter ou ralentir la progression de la SLA.

Procédures

Certains animaux subiront une chirurgie peu invasive d’une demi-heure environ pour implanter une sonde permettant de suivre leurs paramètres cardiovasculaires (n=48). Les autres animaux seront maintenus en vieillissement pour des prélèvements d’organes et de sang.

Impact sur les animaux

La mutation portée par les animaux est similaire à celle de l'homme. Ces animaux vont présenter des altérations motrices des membres antérieurs mais surtout postérieurs. Les animaux ayant été opérés pourront présenter des signes de douleur qui seront pris en charge de manière médicamenteuse. La nage peut générer du stress.

Devenir

Les animaux porteurs de la mutation SOD1 sont en procédure modérée jusqu’à P90 puis en procédure sévère de P90 à P120. Sur la base des lots décrits plus haut, 21 x12= 264 animaux seront utilisés en procédure légère (les WT) ; 10 x 12 = 120 animaux de P60 à P80 seront utilisés en phase modérée puis 14 x 12 = 168 de P90 à P120 en phase sévère. 6 groupes de 12 souris WT seront implantés avec une sonde télémétrique et seront donc en procédure modérée donc 72 souris. Totaux : 264 (procédure légère) + (120+72) = 192 en procédure modérée + 168 en procédure sévère = 624 animaux. L’ensemble des animaux seront mis à mort en fin de procédure afin de retirer le capteur télémétrique ou pour prélèvements sur animal euthanasié.

Remplacement

Il n’existe actuellement pas de méthode alternative suffisamment prédictive qui permettrait de se passer de l’utilisation d’animaux pour étudier la maladie de Charcot. Lorsqu’on s’intéresse aux altérations physiologiques induites par la dégénérescence neuronale il est impossible de se passer d’un modèle d’étude animal mammifère et de travailler sur des invertébrés ou des cellules différenciées

Réduction

Le nombre d’animaux a été déterminé par des méthodes statistiques ainsi que sur l’expérience que nous avons acquise au laboratoire depuis de nombreuses années sur ce modèle animal dans lequel il y a une variabilité interindividuelle importante quant à l’évolution des processus neurodégénératifs.

Raffinement

Les animaux seront hébergés au sein d'un établissement utilisateur agréé dans des conditions favorisant leur bien-être (enrichissement, suivi quotidien par du personnel qualifié). Les animaux présentant un phénotype dommageable seront suivis quotidiennement. Les mâles étant agressifs entre eux (lié au fond génétique B6SJLF1), leur nombre est limité à 4 dans une cage de taille moyenne et à 6 dans une grande cage. Nous ne regroupons jamais des animaux de portées différentes. Nous maintenons les animaux par portée d’origine et ne les séparons pas en fonction du génotype afin de limiter le stress du regroupement et les bagarres. De l’enrichissement sera aussi ajouté pour permettre un maximum de cachettes (maison en carton, tunnel, sizzlenest). Des points limites ont été mis en place et seront appliqués. Les animaliers sont formés à leur détection et préviennent les chercheurs dès les premiers signes.

Choix des espèces

L’identification de mutations génétiques à l’origine des formes héréditaires de SLA chez l’humain a permis l’élaboration de modèles murins de cette pathologie qui se développe à l’âge adulte avec l’apparition des premiers symptômes moteurs autour de 90 jours après la naissance.

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
Souris : 5360
Souffrances
▲ -
▲ 240
▲ 5120
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 5360

Société de services en études précliniques, l'établissement propose une offre de tests comportementaux qu'il veut étendre aux maladies du système nerveux central. 5 360 souris vont être utilisées, toutes tuées, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, pour évaluer une vingtaine de candidats médicaments. Chaque animal peut subir jusqu'à cinq tests dont la nage forcée, une privation de nourriture, un isolement de 72 heures et l'implantation répétée de pompes osmotiques sous la peau. Le porteur mesure la résignation à l'immobilité dans la nage pour évaluer un état dépressif, et présente ces tests comme le cœur de son offre commerciale.

Objectifs

Notre établissement utilisateur est une société de services spécialisée dans les études précliniques qui fournit une offre variée de tests de comportement chez la souris. Nous souhaitons par ce projet pouvoir offrir notre expertise du comportement murin dans le domaine des maladies liées au système nerveux central (maladies neurodégénératives, maladies neurologiques ou psychiatriques ou troubles neuro-développementaux) à des acteurs scientifiques académiques ou privés. Les modèles développés dans notre société nous permettent d’évaluer l’effet de nouveaux candidats médicaments sur les fonctions cognitives, la mémoire, le comportement anxio-dépressif, l’activité motrice ainsi que la force motrice des animaux. Dans les pathologies telles que la maladie d’Alzheimer par exemple, on retrouve différents symptômes comme les troubles cognitifs et perte de mémoire mais également des symptômes anxieux et dépressifs. Notre objectif est donc ici de pouvoir proposer une gamme de tests comportementaux chez le rongeur permettant d’étudier l’effet d’un potentiel candidat médicament dans des maladies liées au système nerveux central. Selon la cible thérapeutique d’intérêt du candidat médicament et donc de ses propriétés pharmacologiques, il pourra être testé dans un ou plusieurs tests de comportement réalisés en routine dans notre EU afin de définir son efficacité thérapeutique dans un des domaines cités précédemment ainsi que ses potentiels effets secondaires. Le nombre estimé de candidats médicaments testés lors de ce projet est de 20.

Bénéfices attendus

Ce projet a pour but de permettre l’avancée de potentiels candidats médicaments dans leur développement préclinique afin de développer et de rendre accessibles des nouveaux médicaments dans des pathologies touchant le système nerveux central et qui aujourd’hui ne possèdent pas de réel traitement ou des traitements ayant des effets limités avec beaucoup d’effets secondaires.

Procédures

Des administrations seront réalisées sur animaux vigiles (moins d’une minute, au maximum 90). Les fréquences d'administration dépendront des caractéristiques pharmacologiques des candidats médicaments. Un prélèvement sanguin sur animal anesthésié sera réalisé en fin d’étude d’une durée inférieure à 2 min avec un volume maximal de 0.5 ml. Les animaux seront soumis à un ou plusieurs tests de comportement (maximum 5 d’une durée de 5 min à 15 jours selon le test). Les animaux pourront être soumis à une implantation de pompe osmotique par voie sous-cutanée d’une durée de 5 minutes environ qui aura lieu au maximum 3 fois avec 2 semaines entre chaque renouvellement minimum. Selon le test comportemental, les animaux pourront être soumis à une privation de nourriture (inférieure à 24h une seule fois) ou à un isolement de 72h maximum une seule fois sur la durée de l'étude.

Impact sur les animaux

Les administrations d’un produit peuvent induire une légère douleur au site d’administration et un stress lié à la contention de l’animal. Les administrations répétées peuvent également induire des hématomes. L’implantation d’un dispositif de diffusion de candidat médicament en sous-cutané (à 3 reprises maximum au court d’une étude) implique la réalisation d’un acte chirurgical sous anesthésie générale précédée d’une analgésie de moins de 10 minutes. Les risques liés à ce type de procédure sont les suivants : douleur post-opératoire, œdème, inflammation ou hématome au point d’implantation, risque faible d’infection locale. Les tests de comportement utilisés dans ce projet peuvent induire un stress léger (ex : Test d’activité locomotrice) à modéré (ex : test de la nage forcée) de courte durée. Les animaux doivent être isolés durant une période de 72h avant le test d’hyperthermie induite par un stress. Durant les 24h qui précèdent le test d’alimentation supprimée par la nouveauté, les animaux sont soumis à une restriction alimentaire complète. L’administration de candidats médicaments peut entraîner des effets tels que l’hyperactivité, la sédation ou une myorelaxation. Les molécules administrées pour l’induction des modèles de pathologie peuvent induire des déficits de mémoire et/ou une hyperactivité.

Devenir

En fin d’étude, pour des analyses sérologiques, histologiques, moléculaires et immunohistochimiques, les animaux pourront soumis à différents types de prélèvements (organes) post mortem. L’ensemble des animaux arrivant au point limite avant la fin de l’étude comportementale sera mis à mort.

Remplacement

Le développement de candidats médicaments, en amont de l’utilisation de l’animal, est réalisé en plusieurs étapes : L’identification de la cible thérapeutique (pathologie), la compréhension des voies neurobiologiques de cette pathologie, la découverte de composés modulant la cible thérapeutique, l’optimisation de ces composés pour améliorer leur spécificité, leur profil pharmacocinétique et leur sécurité, leur validation fonctionnelle in vitro (cultures de neurones, organoïdes) et leur évaluation pharmacocinétique et toxicologique in vitro. Suite à ces étapes et en amont du présent projet, des études in vivo pourront également être réalisées ou sous-traitées par le donneur d’ordre afin de déterminer plus précisément leur pharmacocinétique et leur toxicité. L’ensemble de ces études permettent de choisir les doses dénuées de toxicité, ainsi que la voie et le temps d’administration qui seront optimaux pour notre projet. Ce projet consiste à évaluer différents comportements chez l’animal représentatifs de pathologies. Pour être valide, un modèle alternatif devrait prendre en compte l’ensemble des phénomènes pharmacologiques, biochimiques et physiologiques qui ont lieu chez l’animal. A ce jour, aucun test in vitro ou in silico ne permet de rendre compte de l’ensemble de ces phénomènes et en particulier ceux qui conditionnent le comportement. Les tests utilisés pour les études comportementales ne peuvent donc pas être remplacés par des méthodes alternatives. Le recours à l’animal de laboratoire s’avère donc nécessaire pour étudier l’efficacité de nouveaux candidats médicaments.

Réduction

Selon notre expérience, les tests statistiques utilisés dans ce projet montre la nécessité d’un nombre d’animaux par groupe égal à 12 pour observer des effets significatifs des candidats médicament (p

Raffinement

Une période d’acclimatation de 6 jours minimum sera respectée avant d’inclure les animaux dans une étude. Autant que possible, les animaux sont hébergés en groupe sociaux. Une stratégie d’enrichissement particulière sera mise en place pour les animaux isolés et les animaux stabulés durant plus d’un mois. Leur état général sera évalué selon notre grille de surveillance pour détecter des signes éventuels de douleurs. Si un animal atteint un des critères prédéfinis dans notre grille de scoring à un moment donné de l'expérience, il sera immédiatement mis à mort. Lors de la chirurgie pour l’implantation de système de diffusion sous-cutanée, l’administration d’antidouleur sera réalisée afin de garantir l’analgésie. Une période de récupération minimale de 5 jours sera respectée avant le passage en test de comportement et, pour les tests de piscine de Morris ou de stress de nage forcée, la période nécessaire à la cicatrisation complète sera respectée (environ une semaine confirmée par avis vétérinaire). Les injections intrapéritonéales seront préférentiellement réalisées dans le quart inférieur gauche afin d’éviter le colon descendant situé dans le quart inférieur droit. Les administrations sous-cutanées seront réalisées sur 3 sites d’injection alternativement (entre les omoplates ou sur chacun des flancs latéraux). L’implantation d’un système de diffusion sous-cutané sera réalisée sous anesthésie générale précédée d‘une analgésie. Les animaux seront soumis à une habituation progressive à la contention et à l’instillation intranasale (suivie d’une récompense alimentaire) sur une durée de 3-4 semaines avant l’administration du candidat médicament. Après chaque séance dans la piscine de Morris et après le test de la nage forcée, les animaux sont placés dans une cage contenant un tissu sec sur tapis chauffant jusqu’à ce que l’animal soit sec. La résignation des animaux, mesurée par le temps d’immobilité, sert à évaluer un potentiel « état dépressif » ou un effet antidépresseur par exemple. Dans les deux cas, une vigilance particulière est apportée aux animaux pendant (avec des critères d’arrêt strict) et après le test. Des études in vitro et in vivo seront réalisées préalablement à ce projet pour définir les doses non toxiques, n’induisant pas de nuisances potentiellement invalidantes pour les animaux (nuisances supérieures à une hyper ou hypoactivité ou myorelaxation chez les animaux), qui seront utilisés dans notre projet.

Choix des espèces

Le choix des rongeurs se justifie par la richesse et la complexité de leur répertoire comportemental, qui permettent d’explorer de manière pertinente les fonctions motrices, cognitives et émotionnelles ciblées dans ce projet. Des espèces présentant un système nerveux central moins développé ne disposent pas d’une organisation neurobiologique ni d’expressions comportementales suffisamment élaborées pour répondre de façon fiable aux objectifs scientifiques poursuivis. De plus, la souris est le modèle le plus courant en première intention pour évaluer les effets de candidats médicaments et les données obtenues permettent de transposer (par des modèles A partir de 5 semaines d’âge. Les pathologies étudiées peuvent toucher l’adolescent, l’adulte comme le sujet âgé.

  • Recherche appliquée
    • Troubles cardiaques
Moutons : 11
Souffrances
▲ 5
▲ -
▲ 6
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 11

Onze brebis vont être utilisées, toutes tuées, pour tester la pose d'un dispositif d'abord vasculaire destiné à l'hémodialyse humaine, mis au point par un commanditaire. Cinq sont opérées une à deux heures puis tuées sans réveil, les six autres réveillées et suivies un mois avant d'être tuées pour explanter le dispositif et disséquer les vaisseaux. La modification du projet ajoute jusqu'à trois animaux, le commanditaire ayant constaté que le dispositif nécessite encore des ajustements. Le porteur retient l'espèce ovine parce que les vaisseaux des membres postérieurs ont un diamètre proche des vaisseaux humains du bras.

Objectifs

Dans le monde, l’hémodialyse reste la modalité de dialyse prédominante pour plus de 2 millions de patients souffrant d’insuffisance rénale terminale. Cependant, il est nécessaire d’améliorer les dispositifs et les méthodes permettant d’atteindre les vaisseaux (artères et veines) utilisés pour réaliser l’hémodialyse afin de réduire les risques associés à la mise en place et au maintien de la dérivation vasculaire, de minimiser les complications et de simplifier la procédure d’hémodialyse. Ceci permettra d’améliorer la qualité de vie des patients et de minimiser les coûts. Le dispositif développé par le commanditaire du projet devrait permettre d’éliminer la plupart des problèmes associés aux dispositifs classiques. De plus, la procédure est moins lourde puisqu’elle est réalisée à travers la peau, sans nécessiter de grande incision. Avant d’évaluer l’efficacité du dispositif chez le patient humain, le commanditaire du projet souhaite évaluer son fonctionnement sur modèle animal. Ainsi les objectifs de ce projet sont d’évaluer la faisabilité de poser le dispositif et de faire fonctionner le dispositif sur brebis, en situation aiguë et au cours d’un mois après implantation.

Bénéfices attendus

Cette étude permettra d'évaluer le fonctionnement d'un nouveau dispositif d'hémodyalise sur modèle animal avant d'évaluer son efficacité chez le patient humain. Les bénéfices attendus du projet sont, à plus long terme, de proposer un dispositif d'hémodyalise permettant de réduire les risques associés à la mise en place et au maintien de l'abord vasculaire, de minimiser les complications et de simplifier la procédure d'hémodialyse.

Procédures

L'animal impliqué dans la première procédure sera soumis à une procédure chirurgicale sous anesthésie et analgésie, d'une durée d'une à deux heures, à l'issue de laquelle il ne sera pas réveillé. Les animaux inclus dans la seconde procédure seront soumis à une procédure chirurgicale sous anesthésie et analgésie, d'une durée d'une à deux heures, à l'issue de laquelle ils seront réveillés afin d'effectuer un suivi d'un mois. Pendant le suivi, une échographie et un test de fonctionnement du dispositif seront réalisés une à deux fois par semaine sur animal vigile. Cela représente entre quatre et huit suivi de moins d'une demi-heure chacun.

Impact sur les animaux

Les animaux pourront éprouver du stress lors de l'isolement nécessaire à l'induction de l'anesthésie, aux manipulations pour les échographies, et au nettoyage des cathéters. Ce stress sera de courte durée puisqu'il cessera lorsque les animaux seront remis en groupe. Les animaux subiront une chirurgie qui pourra entrainer une douleur légère lors du réveil pour les animaux de la seconde procédure.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort afin d'explanter le dispositif, d'évaluer macroscopiquement l'intégrité des vaisseaux au niveau des sites d'implantation et de disséquer les zones implantées pour analyses histologiques.

Remplacement

La réalisation de ce projet nécessite un environnement tissulaire et fonctionnel complexe en conditions réelles de flux qu’il n’est actuellement pas possible de reproduire sur simulateur ou in vitro. Le choix d’un modèle animal possédant une anatomie et une physiologie proche de l’homme est essentiel car il permet de tester le dispositif dans sa version finale, identique à celle qui pourra être utilisée chez l’Homme. Le modèle ovin a été retenu car les vaisseaux dans les membres postérieurs sont rectilignes et ont un diamètre proche des vaisseaux humains utilisés pour les fistules au niveau du bras. Ces conditions sont essentielles pour évaluer le fonctionnement du dispositif dans une situation de pose proche de celle qui sera réalisée chez l’Homme.

Réduction

Cette étude a été construite de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés. L’implantation du dispositif n’a jamais été réalisée sur ovin. Ainsi un test d’implantation sera réalisé sur un animal pour valider la faisabilité avant de passer au suivi sur 30 jours. Si le test est positif, un seul animal sera utilisé, sinon un second animal pourra être utilisé pour améliorer cette première procédure. MODIFICATION // A l'heure actuelle, ce test a été réalisé sur deux animaux à 4 mois d’intervalle permettant des mises au point du dispositif médical entre les deux sessions. Néanmoins, lors de la dernière session, le commanditaire s’est aperçu que le dispositif nécessite encore quelques ajustements avant d’envisager un suivi de son fonctionnement. Il semble donc indispensable d'ajouter jusqu'à 3 animaux supplémentaires à cette phase du projet afin de valider les modifications apportées au dispositif en amont d’une nouvelle implantation pour un suivi à moyen terme. Cela sécuriserait le fonctionnement du dispositif sur les animaux réveillés et maintenus en vie pendant 1 mois après le déploiement du dispositif.\\ Deux animaux seront ensuite utilisés pour le suivi à 30 jours. Si les résultats sont satisfaisants, il n’y aura pas d’autres animaux impliqués dans cette procédure. Si nécessaire, deux autres paires d’animaux pourront être utilisées successivement.

Raffinement

Les animaux arriveront sur place une semaine minimum avant les procédures pour leur permettre de s’habituer aux lieux et aux manipulations et ainsi diminuer leur stress. Ils seront hébergés par groupe sociaux (au minimum 2) dans un box sur litière de paille et disposeront d’une alimentation adaptée à leurs besoins. La chirurgie sera réalisée sous anesthésie générale et sous analgésie. Les contrôles hebdomadaires se feront par imagerie (échographie) ce qui représente une approche non invasive et qui n’est pas source de douleur. Le bien-être des animaux sera contrôlé en veillant aux conditions d’hébergement et au comportement des animaux. Des observations biquotidiennes, basées sur l’apparence physique externe, le comportement (sociabilité, appétit) et les réponses comportementales aux stimuli externes (bruits, etc.), seront réalisées par une personne formée. Ces contrôles permettent de repérer tout animal malade ou blessé pour prendre des mesures appropriées. Tout constat d’un mal-être est remonté au responsable du bien-être des animaux et au responsable du projet pour examen approfondi, traitements adaptées et/ou consultation du vétérinaire référent.

Choix des espèces

Le modèle ovin a été retenu car les vaisseaux dans les membres postérieurs sont rectilignes et ont un diamètre proche des vaisseaux humains utilisés pour les fistules au niveau du bras. Ces conditions sont essentielles pour évaluer le fonctionnement du dispositif dans une situation de pose proche de celle qui sera réalisée chez l’Homme. Les animaux utilisés seront adultes (physiologiquement stables) et pèseront environ 60 kg afin de présenter une taille similiaire à l'homme.

  • Recherche appliquée
    • Cancers
    • Troubles endocriniens
    • Troubles immunitaires
Souris : 168
Souffrances
▲ -
▲ 120
▲ 48
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 168

Sept prélèvements de sang en trois semaines après une injection unique : 168 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées à l'issue. Le projet mesure la durée de vie dans le sang et la répartition dans les tissus d'anticorps thérapeutiques modifiés par ajout d'un sucre. Les souris sont tuées pour prélever sang et organes et y doser ces anticorps. Le porteur s'attend à ce que la modification ne change ni les propriétés ni la distribution, une hypothèse que l'expérience sur les souris doit confirmer avant toute étude d'efficacité.

Objectifs

Les anticorps thérapeutiques (mAb) représentent aujourd’hui des outils reconnus pour des multiples pathologies telles que le cancer, les maladies auto-immunes ou inflammatoires. Cependant ces traitements nécessitent encore des améliorations importantes pour augmenter leur efficacité et éviter ou limiter les effets secondaires indésirables. Le projet concerne une nouvelle technologie visant à améliorer le potentiel thérapeutique de l’ensemble des anticorps. Cette innovation est basée sur une modification spécifique des anticorps en ajoutant un composé, un sucre appelé AMFA . Des études préliminaires in vitro ont montré que l’addition des AMFA aux anticorps ne modifie pas la capacité de lier leur cible. Grâce à leur mécanisme d’action, les anticorps-AMFA ont une meilleure efficacité thérapeutique que les anticorps natifs. En revanche, bien que les anticorps-AMFA aient été conçus pour apporter un bénéfice sans causer une modification importante à la structure de l’anticorps, les expériences in vitro ne permettent pas de savoir si la modification par les AMFA aura un impact sur la durée de vie de l’anticorps dans le sang (pharmacocinétique) et si l’anticorps-AMFA sera accumulé dans les tissus (biodistribution) de la même façon que l’anticorps non modifié. Les trois anticorps qui ont montré une meilleure efficacité in vitro ont été sélectionnés pour être testés chez la souris.

Bénéfices attendus

L’objectif de notre technologie est d’améliorer des anticorps actuellement utilisés en traitement clinique. Dans ce projet, on s’attend à une conservation des propriétés et une distribution similaire dans les différents tissus des anticorps que nous avons modifiés. Par la suite, des études d’efficacité dans des modèles pertinents permettront de valider la preuve de concept de notre technologie

Procédures

Les animaux vigiles seront injectés une fois en début de procédure. Pour l’étude de pharmacocinétique, des prélèvements de sang seront réalisés (7 prélèvements de faible volume en 3 semaines).

Impact sur les animaux

Les anticorps étudiés dans ce projet seront administrés à des doses déjà utilisées dans des études publiées où l’absence d’effets secondaires chez la souris est démontrée. L’injection unique d’anticorps thérapeutiques à faible dose ne devrait pas provoquer d’effets secondaires ou de douleur et le niveau de sévérité est considéré comme léger. Pour les animaux de l'étude de pharmacocinétique il y aura des prélèvements répétés d’un faible volume de sang. Ce geste est considéré de sévérité légère, mais la répétition de prélèvements (7 fois en 3 semaines) pourrait causer une nuisance de sévérité modérée.

Devenir

Les animaux seront sacrifiés à la fin de chaque procédure afin de prélever le sang et différents tissus pour réaliser des dosages biochimiques.

Remplacement

Les anticorps thérapeutiques sont des médicaments destinés à être administrés par voie intraveineuse chez l'homme. La durée de vie de l'anticorps et les quantités distribuées dans les tissus sont des paramètres importants pour l’efficacité thérapeutique du médicament et ces informations ne peuvent être collectées qu’en suivant le comportement et le devenir de l’anticorps après son administration dans un organisme vivant complexe tel que la souris, qui est utilisée couramment pour ce type d’étude.

Réduction

Dans le but de réduire le nombre d’animaux tout en obtenant des résultats significatifs, une recherche bibliographique pertinente a été réalisée afin de baser les tests statistiques de manière sérieuse pour chaque mAb. Pour les études de pharmacocinétique, le nombre d’animaux par groupe (n=8) a été choisi en accord avec des études publiées et à l’aide d’un logiciel d’analyse statistique, de façon à pouvoir détecter une éventuelle différence de plus de 10% entre l’anticorps natif et l’anticorps-AMFA correspondant. Pour les études de biodistribution, le nombre d’animaux par groupe (n=8) a été obtenu en accord avec des études publiées et à l’aide d’un logiciel d’analyse statistique. Les résultats seront analysés à l’aide de tests statistiques adaptés qui seront utilisés pour évaluer les différences significatives entre les deux courbes de pharmacocinétique et pour comparer la concentration des anticorps dans les tissus des groupes CTR, mAb et mAb-AMFA.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans des conditions d’hébergements réglementaires, avec un milieu enrichi et seront placés par 4 par cage afin de stimuler les contacts sociaux entre eux. Aussi, les animaux seront manipulés quotidiennement dès leur arrivée pour limiter le stress des animaux lors de l’expérimentation. Aucune douleur n’est attendue à la suite de l’injection des anticorps. Les animaux seront quotidiennement surveillés selon une fiche de suivi clinique standard. Si des signes de douleur de l’animal sont perçus, les animaux seront sortis de l’étude.

Choix des espèces

Pour ce projet nous avons choisi d’employer des souris BALB/c qui sont couramment utilisées dans des études de pharmacocinétique et bio-distribution des anticorps thérapeutiques. Les animaux utilisés dans l’étude seront âgés de 10 à 12 semaines, c’est-à-dire un stade adulte pour que leur système immunitaire soit à maturité et la réponse métabolique optimale.

  • Protection de l’environnement
  • Recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
Saumons : 5700
Autres poissons : 2300
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 8000
▲ -
Devenir
 -
 8000
 -
 -

Pour suivre sur le long terme des populations de poissons migrateurs, 8 000 saumons, truites de mer, anguilles et aloses sont utilisés chaque année dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis relâchés sur leur lieu de capture. Chaque poisson est anesthésié, mesuré, marqué d'un transpondeur et prélevé d'écailles et d'un bout de nageoire, l'ensemble en une trentaine de minutes. Le projet documente l'état d'espèces sauvages fragilisées par les barrages, la pollution et la pêche. Il répond à un règlement européen encadrant la collecte de données sur les stocks halieutiques, de rares mortalités étant reconnues possibles.

Objectifs

La problématique centrale du projet est d’étudier l'évolution des populations d’amphihalins sous l'effet des changements environnementaux (changements globaux et locaux) qui affectent les cours d’eau. Des suivis biologiques et physicochimiques récurrents et sur du long terme (mission d'observatoire) depuis le début des années 1980 et alimentent des bases de données et des collections d’échantillons (écailles, tissus …). La collecte de ces données et échantillons a pour objectif de produire des connaissances sur l’état de conservation et les mécanismes de renouvellement et d’adaptation des populations aux fluctuations et évolutions de leur environnement incluant l’exploitation par pêche. Les espèces concernées sont le saumon atlantique, la truite de mer, l’anguille et les aloses. Les chroniques de données à long terme observées permettent de documenter les dynamiques passées et en cours. Elles servent de base pour la calibration de modèles à vocation prédictive et prospective.

Bénéfices attendus

Les données collectées et les travaux qui en sont issus ont une vocation opérationnelle pour la préservation de cette biodiversité remarquable et de ses habitats. D'un point de vue réglementaire, les données collectées permettent de répondre au règlement européen (n° 1004/2017) qui impose un cadre général pour la collecte, la gestion et l'utilisation des données dans le secteur de la pêche, visant à soutenir les avis scientifiques sur la Politique commune de la pêche. Les objectifs principaux de cette collecte de données sont de répondre aux appels à données des groupes d’experts internationaux fournissant des avis sur l'état des stocks de poissons et d'évaluer l'état des populations.

Procédures

Les animaux seront soumis à des mesures biométriques (taille et poids), à un marquage individuel à l'aide d'un transpondeur (puce identique à celles utilisées pour l'identification des chiens, chats ...), à un prélèvement d'écailles pour la mesure de l'âge et de la croissance et d'un petit bout de nageoire (0.25 cm²) pour des analyses génétiques, avant d'être relâchés sur leur lieu de capture. Le temps de procédure comprenant l'anesthésie, la manipulation, le réveil et le relâcher est d'environ trente minutes.

Impact sur les animaux

La capture, la manipulation pour les mesures biométriques, les prélèvements et le marquage peuvent générer un stress ponctuel des poissons et peut provoquer dans de très rares cas des mortalités. Il est de l’intérêt même des observateurs scientifiques de minimiser les perturbations induites sur les animaux d’étude dans un contexte de compréhension de processus naturels à l’œuvre.

Devenir

Tous les individus sont remis à l'eau dans leur secteur de vie d'origine

Remplacement

Il n’existe pas de substitut aux données et échantillons collectées in natura sur des populations réelles de poissons migrateurs. Même les approches par simulation via des modèles statistiques ou informatiques nécessitent en amont d’être calibrées sur des données d’observation réelles.

Réduction

Afin de ne pas échantillonner l’ensemble du cours d’eau tout en étant représentatif de la diversité d’habitats, des populations et de l’environnement, des plans d’échantillonnage (nombre de stations, période d’échantillonnage, répartition sur le cours d’eau) et des protocoles d’échantillonnage ont été développés pour permettre de capturer ces diversités tout en limitant le nombre d’individus manipulés. Pour les collections d’échantillon (écailles, tissus), tout est fait depuis la collecte (plan d’échantillonnage, mise en place de quota) jusqu’à la gestion des collections (subdivision des prélèvements, archivage et mutualisation des données...) pour maîtriser le nombre d’échantillons collectés et leur consommation tout en répondant aux objectifs scientifiques. Pour les programmes de marquage, c’est essentiellement le nombre de marques recapturées qui conditionne la fiabilité des analyses statistiques ultérieures. Les effectifs d’individus marqués ne représentent que quelques % à quelques dizaines de % de la population totale (suivant que l’on considère l’effectif total ou celui d’un stade particulier) dans nos protocoles.

Raffinement

Des épuisettes à fines mailles et sans nœud sont utilisées pour transférer les individus d’un bac à l’autre (stabulation ou anesthésiant). Le protocole utilisé limite au maximum le temps de manipulation hors de l’eau du poisson et des bassins bien oxygénés sont utilisés pour le temps de réveil. Il ne s’écoule en général pas plus de 30 minutes maximum entre l'anesthésie et le relâcher dans le milieu naturel et tous les individus capturés sont relâchés à l’endroit de leur capture dès leur réveil post-manipulation terminé. Les bacs de stockage sont adaptés à la taille et au nombre de poissons. La durée d’émersion et de manipulation (principale source de stress) est limitée au maximum (moins d’une minute en général). Les manipulations se font après une anesthésie légère pendant quelques minutes qui vise à tranquilliser les animaux et à éviter tout risque de blessure. Si les points limites (signes extérieurs d’altération de leur état sanitaire) sont observés, les individus sont sortis de la procédure. Pour les échantillonnages réalisés par piégeage, les cages de capture sont spacieuses, leur volume étant de 12 et 4 m3 Elles sont relevées tous les jours, entre 1 et 3 fois par jour, pour éviter l’accumulation de poissons et limiter le temps de séjour, sources potentielles d’augmentation du stress. Une attention particulière est portée à l’amélioration du bien-être animal lors des travaux d’entretien ou de rénovation des installations de piégeage. Des dispositifs ont été mis en place pour que les poissons sortent le moins possible de l’eau au cours de tout le processus de capture-manipulation-relâcher.

Choix des espèces

Les espèces étudiées sont des animaux migrateurs qui partagent leur cycle de vie entre l’eau douce et le milieu marin. Ces espèces sauvages emblématiques sont fragilisées par la pollution de l’eau, les barrages, l’exploitation halieutique et le changement climatique. Leur fragilité est reconnue par l’Union Européenne, entre autres dans sa directive « Habitat », mais aussi par l’Union Internationale pour la Conservation de la Nature. Ces espèces sont des indicateurs de la fonctionnalité des milieux qu’elles fréquentent. Les animaux sont observés aux stades juvéniles et adultes. C’est la possibilité d’observer ces différents stades qui permet d‘appréhender la dynamique de renouvellement des populations et d'évaluer la capacité des espèces à faire face à des environnements changeants.

  • Protection de l’environnement
  • Recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
Autres poissons : 240
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 240
▲ -
Devenir
 -
 240
 -
 -

Capturés dans le fleuve, anesthésiés, puis équipés d'un émetteur acoustique implanté dans l'estomac ou sous la peau après incision, 240 poissons de trois espèces sauvages sont remis à l'eau vivants, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Grandes aloses, lamproies marines et silures subissent aussi un prélèvement d'écailles et de nageoire, l'ensemble tenant en moins de trois minutes par individu. Le projet suit à distance la remontée de ces migrateurs pour évaluer le franchissement d'un secteur de fleuve récemment restauré. Il répond à une étude réglementaire fixée par arrêté inter-préfectoral, un faible taux de mortalité post-opératoire étant admis d'avance.

Objectifs

L’étude vise à acquérir des connaissances sur le comportement de deux espèces de poisson migrateurs menacés, la grande alose et la lamproie marine. Ces espèces vivent en milieu marin et remontent se reproduire dans les fleuves. Il s’agira d’évaluer les remontées des individus dans un grand fleuve et le franchissement d’un secteur récemment restauré, en utilisant une technologie de suivi à distance (télémétrie acoustique). Des émetteurs seront implantés dans les poissons avant leur reproduction, de manière à les localiser ensuite à l’aide de récepteurs répartis dans l’aire d’étude pour mieux comprendre leur comportement, les entraves potentielles à la migration et les taux de prédation par le silure. Il s’agit d’une étude réglementaire, fixé par arrêté inter-préfectoral.

Bénéfices attendus

Le projet permettra d’améliorer les connaissances sur le comportement de la grande alose et de la lamproie marine pendant leur migration de reproduction dans un grand fleuve, et de comparer les résultats à une étude antérieure réalisée avant des travaux de restauration du fleuve, afin d'améliorer ensuite la gestion et la conservation de ces espèces.

Procédures

Les aloses capturées seront anesthésiées puis marquées par implantation gastrique d'émetteur acoustique (100 individus), et feront l’objet de prélèvements d’écailles et de nageoire. Les lamproies marines (130 individus) et les silures (10 individus) seront anesthésiés puis marqués par implantation chirurgicale d'émetteur acoustique. La manipulation n’excédera pas 3 minutes.

Impact sur les animaux

La capture, le transport, la stabulation, le marquage ainsi que les prélèvements d’écailles et de nageoires sont autant d’étapes nécessaires à l’étude et susceptibles d’induire un stress sur les animaux. Le marquage gastrique ou chirurgical génère un stress supplémentaire lors de la préhension, l’anesthésie et l’incision, et un risque de douleur post-implantation.

Devenir

Tous les individus capturés puis marqués seront remis à l’eau vivants pour l'étude de leur comportement dans le milieu naturel.

Remplacement

Le modèle biologique ne peut être remplacé pour cette étude comportementale qui implique de travailler nécessairement sur des individus vivants dans leur milieu naturel. Nous attendons des données sur la propension des individus à se déplacer et poursuivre leur migration jusqu’aux zones de reproduction accessibles. Il est donc nécessaire d'avoir recours à des animaux sauvages pour atteindre les objectifs du projet.

Réduction

Le projet est prévu en principe sur une durée de deux années, mais sera reconductible l’année suivante (3 ans au total) en cas de difficultés de capture. Il prévoit le marquage de 100 aloses, 130 lamproies et 10 silures, ce qui est un minimum (règle des 3 R : réduction) pour pouvoir décrire les comportements. Cet effectif tient compte d’un taux de mortalité post-opératoire assez faible (jusqu’à 3% généralement), de la prédation potentielle, et de la capture par la pêche. Grâce au réseau de récepteurs déployés, les détections des individus marqués seront a priori importantes, d’où une limitation à un maximum de 240 poissons. Cet objectif apparaît comme une cible réaliste au vu des effectifs en migration sur le fleuve étudié. Des analyses descriptives seront réalisées (taux de redétection, distances de déplacement, vitesses de déplacement, …).

Raffinement

Le protocole a été pensé pour tenir compte de la sensibilité des espèces migratrices, en particulier l’alose, aux opérations de capture-biométrie-marquage. Toutes les étapes des procédures jusqu’au réveil seront réalisées précisément sur le même site, soit directement sur le bateau, soit à proximité du fleuve. Pour les aloses et les silures, l’utilisation d’un brancard pour l’anesthésie permet de réduire le stress. Le marquage des aloses est réalisé directement dans le brancard. Le marquage des lamproies et silures sera réalisé dans un bac avec recirculation, pour maintenir l’oxygénation des branchies. Les poissons seront régulièrement observés et la qualité de l’eau surveillée. Les méthodes de marquage tiennent compte des spécificités et de la sensibilité des espèces et ont déjà été expérimentées et validées lors d’études précédentes. Des mesures sont prises pour réduire les effets délétères sur la survie (stress, souffrance, infection) et le comportement des animaux, en utilisant des points limites adaptés. Le ratio entre le poids des émetteurs implantés et celui des poissons sera largement inférieur à la limite préconisée pour les marquages d’animaux. Enfin, la phase de réveil se déroule soit directement dans le fleuve soit dans des bacs de grand volume alimentés par l’eau du fleuve. Dès reprise de la nage, les individus seront relâchés.

Choix des espèces

Les espèces cibles sont la grande alose et la lamproie marine. Ces deux espèces migratrices peuvent être considérées comme des indicateurs de la bonne connectivité des fleuves. Le projet porte plus spécifiquement sur la phase de migration de reproduction des 2 espèces, afin d’évaluer l’effet de travaux de restauration d’un grand fleuve sur cette étape majeure du cycle de vie des deux espèces. Le silure glane est la troisième espèce étudiée, en tant que prédateur des espèces migratrices. Les poissons seront marqués au stade adulte reproducteur, juste avant la reproduction (février-avril pour la lamproie marine, début mai pour la grande alose).

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Rats : 90
Souffrances
▲ 50
▲ -
▲ 40
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 90

Cinquante rats opérés sous anesthésie et tués sans réveil, quarante autres porteurs d'un implant cérébral pendant douze mois : 90 rats vont être utilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour ceux qui sont réveillés. Les seconds subissent une chirurgie d'implantation d'une heure et demie, des enregistrements hebdomadaires et une perfusion intracardiaque terminale. Le projet développe des électrodes destinées à des interfaces cerveau-machine pour redonner la parole à des personnes lourdement handicapées. Cette étape chez le rat précède des essais sur des mini-porcs, eux-mêmes préalables à un usage humain.

Objectifs

Cinq millions de personnes dans le monde ont un déficit sévère de la parole suite à des traumatismes, lésions vasculaires, ou des maladies neurodégénératives. L’objectif des interfaces cerveau-machine pour la parole (BCI parole) est de permettre à ces personnes de communiquer à nouveau grâce au contrôle d’une synthèse vocale à partir de leur activité́ cérébrale enregistrée à l’aide d’implants cérébraux. L’objectif de ce projet est de : i) développer de nouveaux implants à haute densité pour enregistrer de larges zones corticales ou intra-corticales, ii) tester ces nouveaux dispositifs en préclinique pour mieux comprendre les liens entre les signaux de surface et/ou intra-corticaux, ainsi que la dynamique des circuits corticaux pour développer des stratégies de décodage plus efficaces. Cette étude menée chez le rat en amont des études menées chez le mini-porc permettra : 1) d’évaluer la fonctionnalité de ces implants et en particulier la qualité et la stabilité des signaux enregistrés et des stimulations du cerveau sur plusieurs mois (jusqu'à 12 mois) ; 2) comparer la performance de ces nouveaux implants par rapport à celles des implants commerciaux; et 3) évaluer la biocompatibilité de ces nouveaux implants.

Bénéfices attendus

À long terme, ce projet de recherche s’inscrit dans un projet plus vaste destinés à développer des interfaces cerveau-machine pour redonner la capacité de communication à des personnes présentant un déficit sévère de la parole. Pour y parvenir, il est essentiel de disposer de grilles de multi-électrodes biocompatibles, stables et très performantes. À court terme, cette étude servira à vérifier que les nouveaux types d’électrodes implantées dans le cerveau n’occasionnent pas de lésions ou d’effets indésirables, garantissant ainsi la sécurité et la tolérance des dispositifs implantés chez l’homme.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : La chirurgie d’implantation d'une durée d'environ 1h30 sera effectuée sous anesthésie. Afin de tester la qualité des implants,des stimulations pourront être délivrées au niveau de zones du cortex impliquées dans le contrôle des muscles, sous anesthésie et analgésie, sans réveil de l'animal. Pour les animaux implantés de façon chronique, l'activité neuronale sera enregistrée 1 fois par semaine pendant 1 à 2 heures sur une durée maximale de 12 mois. Pour les animaux implantés de façon chronique, une perfusion intracardiaque sera réalisée à la fin de la série d'expérimentation.

Impact sur les animaux

Des nuisances pourront être associées : 1) à la chirurgie d’implantation : hypothermie, douleurs si l’anesthésie et l’analgésie sont mal dosées pendant la chirurgie et les stimulations électriques, des douleurs, un inconfort du fait de la présence d’une protection des connecteurs positionnée sur leur tête, un risque d’infection au niveau de la zone d’implantation pendant quelques jours après la chirurgie, l’isolement physique de l’animal post-opératoire jusqu'à son complet rétablissement et cicatrisation pourra également générer un stress, 2) au rejet ou un mauvais positionnement des implants, 3) à l'isolement temporaire des animaux implantés lors des séances d'enregistrement.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de l'expérimentation. Une partie importante de l’étude concerne la biocompatibilité des implants. Afin d’étudier la structure du cerveau des rats qui ont été implantés de façon chronique ainsi que le comportement des implants, ces animaux devront donc être mis à mort (soit 40 animaux). Les 50 autres animaux serviront à des études d'enregistrement et/ou de stimulation électrique sous anesthésie. Ces animaux ne seront pas réveillés après la chirurgie.

Remplacement

Avant tout test chez l’animal, les performances des implants seront tout d’abord évaluées in vitro dans des solutions tampon. Cela permettra de vérifier les propriétés électriques et électrochimiques des électrodes afin d’en optimiser le mode de fabrication. Une fois leur fabrication optimisée, des dispositifs seront alors testés chez l’animal pour évaluer leur performance in vivo dans le temps. Il n’existe pas à l’heure actuelle d’alternative au modèle animal pour effectuer ce travail. En effet, les mécanismes étudiés mettent en jeu des réseaux complexes de cellules que la culture cellulaire ne saurait reproduire. De plus, avant leur utilisation chez l’homme, les nouveaux types d’implants nécessitent une validation préclinique in- vivo.

Réduction

L'efficacité des implants d'enregistrement de l'activité cérébrale sera évaluée sur des critères incluant la qualité du signal enregistré (amplitude, rapport signal/bruit, stabilité temporelle). Ces paramètres seront comparés entre groupes expérimentaux (différents implants) avec un test t ou de Mann-Whitney et au cours du temps chez un même animal pour mesurer la stabilité de l'implant par un test ANOVA à mesures répétées. Cette approche permettra une évaluation quantitative et reproductible de l'efficacité des implants in vivo. Pour une puissance statistique fixée à 80% et des effets attendus de l'ordre de d = 1.50 (très forts à considérables), le nombre minimal d'individus par groupe optimal à utiliser pour mettre en évidence des résultats significatif est de 10 individus, pour un risque alpha = 5% et en prenant en compte une perte potentielle de 20% d'individus au cours de l'expérience (SHADE). Pour les tests de biocompatibilité, chaque animal sera son propre contrôle (hémisphère implanté versus hémisphère non implanté). Les implants testés dans cette étude seront ensuite validés chez le miniporcs (projets financés au niveau national). Conformément au principe de réduction des 3R, une étude préclinique préalable chez le rat permettra de valider la faisabilité, la sécurité et les performances des implants. Cette étape permettra d'optimiser les protocoles expérimentaux et à terme, de réduire le nombre de miniporcs nécessaires à l'étude.

Raffinement

Durant leur séjour à l’animalerie, tout sera mis en œuvre pour que les animaux préservent au maximum une interaction sociale afin de diminuer leur stress. Au cours de la chirurgie d’implantation, les animaux seront placés sur une couverture chauffante afin d’éviter l’hypothermie. Les fonctions cardio-respiratoires seront monitorées. Pour le bien-être des animaux, des traitements prophylactiques à base d’antibiotique et d’analgésique (adapté au niveau de douleur et à base d’anti-inflammatoire non stéroïdiens et/ou de morphiniques) seront administrés pendant et les jours suivant la chirurgie. Un suivi clinique journalier des animaux sera mis en place durant toute la durée des expérimentations. Il visera à détecter d’éventuels états de souffrances pour mettre en place une gestion médicalisée de la douleur si nécessaire. Une grille de score associée à des points limites adaptés permettra d’intervenir rapidement dès l'apparition de signes cliniques en post-opératoire et/ou dans les mois suivants. Toutefois, pour les animaux implantés en chronique (procédure 1 uniquement), après la chirurgie d’implantation, les animaux devront être isolés pendant 24H (maximum 72H) ; il seront gardés dans des grandes cages près de leurs congénères; cela leur permettra d’interagir notamment visuellement, olfactivement et auditivement quand ils sont séparés. Des jeux et dispositifs seront mis à disposition des animaux afin de leur créer un milieu enrichi.

Choix des espèces

Le rat est le modèle standard pour les études de biocompatibilité d’implants offrant une taille de cerveau suffisante. Ils permettent en particulier de s’affranchir de l’utilisation de gros animaux à ce stade exploratoire de l’étude. Les animaux utilisés seront des adultes : réception et réalisation des implantations entre 12 et 20 semaines (250-350g) et suivi post-implantation sur une période allant jusqu’à 12 mois. En effet, la taille de cerveau doit être suffisante pour les études de biocompatibilité des implants.