Procédures modérées
Evaluation de la sécurité et de la performance d’un système d’ablation photodynamique endovasculaire
- Recherche appliquée
- Cancers
Des cochons de quatre à cinq mois, pesant 35 à 50 kg, sont choisis pour leur taille, qui permet de les opérer avec les instruments et les voies d'abord employés chez les patients. 40 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Sous anesthésie générale d'environ deux heures, après injection d'un produit photosensibilisant qui peut brûler la peau exposée à la lumière, ils reçoivent un traitement lumineux qui ferme en partie et pour un temps les vaisseaux autour du pancréas, puis selon les groupes une à quatre séances de contrôle sous anesthésie. Les effets indésirables déclarés se limitent à ceux de l'anesthésie et du réveil. Une chirurgie terminale, à 3, 5 ou 7 jours ou à deux mois, sert à prélever le pancréas et ses vaisseaux, le porteur jugeant que leur retrait en bloc sur des cochons gardés vivants leur "induirait des souffrances inutiles".
Objectifs
Le projet vise à évaluer la sécurité et la performance d’un dispositif d’ablation utilisant la lumière, des vaisseaux qui entourent le pancréas chez le modèle porcin. Certaines formes de cancer peuvent envahir les gros vaisseaux sanguins. Cela rend le retrait de la tumeur techniquement difficile et constitue un problème clinique, en particulier pour les cancers du pancréas. Les cancers hépato-pancréato-biliaires (HPB) sont agressifs et ont tendance à envahir précocement les gros vaisseaux sanguins de la région, ce qui rend la résection avec des marges chirurgicales sans tumeur techniquement difficile, voire impossible. Actuellement, la chirurgie est le seul traitement potentiellement curatif pour les cancers du pancréas (un des plus agressifs). Chaque année, environ 500 000 patients sont diagnostiqués avec un cancer du pancréas dans le monde et 40% des patients ont un cancer du pancréas localement avancé, les rendant inéligibles à la chirurgie curative en raison de l’atteinte vasculaire. Des combinaisons de chimiothérapie systémique et de radiothérapie sont classiquement utilisées pour réduire le stade de la maladie. Les résultats sont encourageants, mais la réduction du stade ne concerne qu’une minorité de patients, au prix de toxicités locales et systémiques. De nouvelles méthodes sont donc mise en place, comme celle de ce projet qui consiste à libérer les vaisseaux de la tumeur à l’aide d’une ablation lumineuse dans la lumière des vaisseaux sanguins préalablement photosensibilisés. Cette technique est possible dans les gros vaisseaux sans qu’elle ne provoque leur rupture, de thrombose ou de sténose.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont d’ordre technologique et médical. Il s’agit de tester une nouvelle approche médicale destinée à une utilisation chez l’homme. De nombreux système d’ablations des vaisseaux sanguins existent à ce jour. Les plus communs sont basés sur l’utilisation de la chaleur. Ces effets peuvent provoquer l’occlusion permanente des gros vaisseaux pouvant conduire à des thromboses, une mauvaise circulation sanguine, voir la formation d’un caillot sanguin pouvant induire la mort du patient. Cette technique ne rend pas les ablations par la chaleur favorables pour les patients atteints de ce type de cancers. L’ablation par la lumière serait moins agressive et n’occlurait pas les vaisseaux de manière permanente. Cette méthode permettrait de libérer les vaisseaux sanguins de la tumeur pour réduire le stade clinique des patients, les rendant éligibles à la chirurgie, et améliorer leur survie sans compromettre la fonctionnalité des vaisseaux sanguins après la chirurgie.
Procédures
A J0, Tous les animaux reçoivent un traitement lumineux sous anesthésie générale, permettant de fermer partiellement et temporairement les vaisseaux sanguins autour du pancréas. Cette étape dure environ 2h Ensuite, selon les groupes, des contrôles et suivis cliniques sont réalisés entre 1 et 4 fois par animal (à J3 puis toutes les deux semaines), sous anesthésie générale Cette étape dure environ 45 min. Finalement, à la fin du suivi à J3, J5, J7 ou à 2 mois une chirurgie terminale est réalisée sous anesthégie générale profonde (durée total 1h30)
Impact sur les animaux
Les effets indésirables sur les animaux de l’étude peuvent être causé par plusieurs gestes : - l’induction de l’anesthésie : stress à la contention, injection intramusculaire (douleur transitoire au niveau du site d’injection). – Le réveil de l’anesthésie : nausées, désorientation, hypothermie, irritation trachéale.
Devenir
Mise à mort de l’ensemble des animaux. Celle-ci est nécessaire car une analyse histologique du pancréas et ses vaisseaux est nécessaire pour valider les objectifs du projet. Le retrait en bloc du pancréas induirait des souffrances inutiles aux animaux si nous les gardions vivants. De plus, ils pourraient difficilement être inclus dans un nouveau protocole.
Remplacement
Préalablement, des tests basés sur une stimulation mathématique ont permis d’identifier une plage de doses d'irradiation appropriées, qu’il faut maintenant tester in-vivo. Le recours à l’animal vivant devient alors indispensable, les modèles in vitro sont insuffisants du point de vue scientifique pour envisager des essais cliniques chez l’Homme.
Réduction
Le nombre d’animaux inclus dans ce protocole est un bon compromis entre la puissance statistique et le principe de réduction. Au fur et à mesure de l’avancée du projet, les résultats obtenus sur un vaisseau pourront potentiellement permettre de réduire le nombre d’animaux pour le second vaisseau.
Raffinement
Les porcs sont maintenus en groupe social dans un environnement contrôlé en température et hygrométrie. Ils reçoivent une alimentation adaptée à leurs besoins, de l’eau à volonté, des jouets et dispositifs favorisant leurs comportements naturels, comme le fouissage et mâchouillement. Un temps d’acclimatation avec douches tièdes, promenades et distributions de récompenses permet l’habituation des animaux à l’Homme et aux manipulations. Une équipe compétente, composée de zootechniciens, vétérinaire et médecins, assure au quotidien l’entretien, la surveillance et les soins des animaux. La Structure en charge du bien-être animal accompagne la mise en œuvre des procédures. Avec le vétérinaire désigné, elle conseille les responsables du projet dans l’amélioration de leurs pratiques en faveur du bien-être des animaux et de l’application des 3R. Toutes les interventions (embolisations, contrôles angiographiques, résection) se font sous anesthésie générale avec couverture antalgique. On cherche à prévenir les douleurs par des traitements analgésiques systématiques pré et post-opératoires. Une injection d'antihistaminique précède l’injection de verteporfine afin d’éviter une réaction allergique de l’individu, comme c’est le cas dans certains cas rapportés dans le dossier AMM de cette molécule. Les animaux sont surveillés quotidiennement, une grille d’évaluation de la douleur est établie avec la conduite à tenir en cas de complications. Une vidéosurveillance 24h/24 permet un suivi des comportements en animalerie et une intervention rapide du vétérinaire en cas d’anomalie. Des points limites sont définis pour arrêter la procédure en cas de souffrance. L’injection de la vertéporfine peut induire des brûlures cutanées en cas d’exposition à la lumière. Pour éliminer ce risque, l’animal sera placé sous des champs tout au long de la procédure, et la lumière utilisée en animalerie sera faible pendant 12 à 24h dès le retour des animaux à l’animalerie.
Choix des espèces
Parmi les différentes espèces animales, le porc est l’espèce de choix pour les approches abdominales et les études impliquant de la chirurgie, en raison de sa grande taille et de ses similitudes anatomiques et physiologiques avec l'homme. . Un cochon de 4 à 5 mois, qui pèse entre 35 à 50 Kg, permet d’avoir un modèle pancréatique pertinent pour réaliser des interventions chirurgicales dans les mêmes conditions que chez le patient (taille des instruments, voies d’abord, ergonomie, orientation…).
Rôle des acides gras polyinsaturés dans le développement cérébral
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Carencées en oméga-3 depuis le développement embryonnaire et jusqu'à leur mise à mort, soit jusqu'à 200 jours de régime, 840 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Quarante femelles gestantes subissent une chirurgie abdominale de trente minutes pour une injection dans le cerveau de leurs embryons, quarante nouveau-nés reçoivent une injection cérébrale sous anesthésie locale. Le porteur signale des avortements spontanés possibles après la chirurgie, une prise alimentaire augmentée toute la vie chez les animaux carencés, des défauts de mémorisation et une altération des tâches liées à l'effort, qu'il qualifie de légers alors que la procédure est classée modérée. Il annonce quatre interventions et n'en décrit que trois.
Objectifs
Dans ce projet nous cherchons donc à comprendre l’impact d’un régime carencé en oméga-3 sur le développement des astrocytes et des vaisseaux sanguins cérébraux.
Bénéfices attendus
Notre projet devrait permettre d'apporter un éclairage nouveau sur le rôle des acides gras omega-3 dans le développement et la maturation d'un type de cellules du cerveau, les astrocytes, et des vaisseaux sanguins cérébraux. Cela pourrait permettre d’apporter de nouvelles pistes de compréhension de l’impact des changements alimentaires sur l’apparition de troubles comme les troubles du spectre autistique, la schizophrénie ou encore les troubles d’attention et d’hyperactivité chez les jeunes enfants.
Procédures
4 interventions sont utilisées dans ce projet. 1)Régime alimentaire : les animaux sont soumis depuis leur premier jours de développement jusqu’à leur mise à mort à un régime soit suffisant soit dépleté en omega-3. Nombre d’animaux concernés : l’ensemble des animaux de l’étude. Les animaux auront au maximum ce régime pendant 200 jours. 2)Injection dans le cerveau d’embryon (in utero) suite à une chirurgie abdominale des femelles gestantes. Nombre de femelles concernées : 40. Cette chirurgie n’est réalisée qu’une seule fois (durée: 30 min maximum pour la totalité de la chirurgie par femelle). 3)Injection cérébrale chez des nouveau-nés. Cette injection se fait une seule fois, sous anesthésie locale. Nombre d’animaux : 40 (durée 15min).
Impact sur les animaux
Certains animaux recevront une injection qui peut entrainer une gêne au site d’injection (nuisance légère et de courte durée, 2jours maximum). Un lot de femelles subira une chirurgie in utero abdominale qui peut entrainer des avortements spontanés avec un stress modéré et de courte durée (dans le 3 jours qui suivent la chirurgie) . Des animaux seront carencés en lipides oméga-3 depuis le développement embryonnaire. Il a été montré que cela pouvait induire une légère augmentation de la prise alimentaire tout au long de leur vie. Au niveau du comportement, une légère altération dans les taches liées à l’effort a été observée ainsi que des défauts de mémorisation donc de légères nuisances sur la durée de l’expérience.
Devenir
La mise à mort des animaux est nécessaire pour récupérer les cerveaux afin d’étudier les propriétés des astrocytes et des vaisseaux sanguins
Remplacement
L’expérimentation animale sur un système murin est essentielle, car nous ne pouvons le remplacer par un système in vitro où il est impossible de recréer les multiples interactions cellulaires d’un système complexe en développement. Il n’existe pas non plus d’autres modèles à l’heure actuelle permettant de répondre à nos questions biologiques.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés sera réduit autant que possible et correspond au minimum nécessaire pour obtenir des résultats scientifiques significatifs. D’après nos précédentes études sur le cerveau en développement et mature, il faut obtenir les observations sur au minimum 5 réplicas biologiques pour chaque condition afin de pouvoir obtenir des résultats statistiquement interprétables.
Raffinement
Les élevages sont effectués en groupe avec enrichissement de l’environnement et toutes les précautions sont assurées afin de respecter au mieux le bien-être animal. Par ailleurs, pour les interventions pouvant induire une nuisance éventuelle, des mesures seront adoptées, selon une procédure avec des points limites gradés. En particulier, des points limites intermédiaires permettant la mise en place de soin aux animaux sera mise en place évitant la mise à mort des animaux. 1) Pour les nouveau-nés subissant une injection, ils feront l'objet d'une surveillance accrue pendant la procédure et les jours suivants. 2) Pour le lot de femelles subissant une chirurgie in utero : de l’analgésique est injectée avant et après la chirurgie. Un suivi très régulier dans les 48h qui suivent l’opération est mis en place, permettant d’initier des interventions éventuelles, allant de l’ajout d’analgésique à la mise à mort. 3) Pour l’ensemble des animaux soumis aux régimes, un suivi pondéral est assuré au cours du développement pour vérifier leur bon développement.
Choix des espèces
La souris est un mammifère où les règles et les processus qui régissent le développement du système nerveux central et sa plasticité sont similaires à l'homme. Nous prévoyons 4 stades à étudier : 5, 15, 60 et 200 jours après la naissance. Ces stades ont été choisis sur la base d'études préalables qui montrent que l’Unité Gliovasculaire se met largement en place entre le 5ème et le 15ème jour après la naissance. Il est par ailleurs important de déterminer si ce sont des phénomènes uniquement développementaux (5 et 15 jours après la naissance) ou maintenus chez l’adulte (2 mois et environs 6 mois après la naissance).
Etude de l’impact de l’absence d’un récepteur à lipoprotéines sur le développement de l’athérosclérose – Modifications
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Les souris de ce projet sont privées d'un récepteur aux lipoprotéines par cinq injections dans l'abdomen, puis nourries vingt semaines avec un régime riche en graisses et en cholestérol pour développer des plaques d'athérome. 112 souris vont être utilisées, la moitié dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, l'autre d'un niveau modéré. Elles subissent onze prises de sang à la queue, un jeûne de seize heures, un gavage à l'huile d'olive dont le porteur reconnaît le risque de fausse route, cinq prises de sang supplémentaires et deux échographies cardiaques sous anesthésie. Toutes sont tuées à la fin, pour le prélèvement des artères et du sang.
Objectifs
L’accumulation de plaques riches en gras au niveau des artères (plaques d’athérome) et l’inflammation chronique accélèrent le vieillissement cardiovasculaire et contribuent à la mortalité et à la morbidité en France. Nous avons récemment observé que l’inflammation modifie la quantité d'un récepteur au gras dans les cellules immunitaires des vaisseaux. Notre objectif est d’induire la formation des plaques d’athérome chez la souris dépourvue de ce récepteur afin de mieux comprendre le rôle de ce dernier dans les mécanismes de la maladie qui sera induite par un régime riche en graisse de 20 semaines.
Bénéfices attendus
La réussite de cette étude permettra de déterminer l’implication du récepteur des lipides dans le processus d'inflammation et le développement de maladies cardiovasculaires.
Procédures
Les 5 injections au niveau ventral de 5 secondes de la molécule permettant de supprimer le récepteur ou du contrôle. Les 11 prises de sang à la veine de la queue de 10 secondes pour le contrôle de l’évolution de la santé de l’animal (1 toutes les 2 semaines). Le gavage (avec de l'huile d'olive) de 15 secondes, suivi de 5 prises de sang au niveau de la veine de la queue de 10 secondes. Les 2 imageries cardiaques (imagerie non invasive) sous anesthésie en début et en fin de régime d’environ 30 minutes.
Impact sur les animaux
Douleur comme une piqure d’aiguille, répétées lors des administrations intrapéritonéales sur l'animal vigile, qui peuvent induire une petite inflammation sur le site d'injection. Stress liés aux prises de sang à la veine caudale. Faim liée à la mise à jeun pendant 16h. Gavage à l’huile d’olive peut provoquer une gêne et un stress, malgré l’expérience des utilisateurs il existe toujours un risque de fausse route sur le geste qui sera réalisé avec précaution sur chaque animal. Diminution de la fréquence cardiaque lors des échographies sous anesthésie. MODIFICATION – Stress liés à la mise en contention.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à la fin de l’étude puisque différents organes seront récupérés, notamment les artères afin d'étudier le développement de plaques d'athérome et le sang pour des études de la santé de l’animal. L'animal est inconscient lors de sa mise à mort.
Remplacement
De précédentes études sur le rôle du récepteur ont déjà été réalisées in vitro au laboratoire sur des modèles cellulaires de cellules immunitaires notamment une observation des caractéristiques et du fonctionnement des cellules de ces derniers. Cependant, pour étudier l'effet de la formation de dépôts lipidiques, de plaques d’athérome au niveau de l’aorte et l’inflammation associée sur le système cardiovasculaire lorsque le récepteur des lipides est diminué, nous sommes obligés de passer par un modèle in vivo. Le remplacement dans ce cas n'est pas possible.
Réduction
Toutes les mesures seront réalisées sur chaque animal, ce qui en réduit le nombre. De plus le nombre de souris nécessaires a été calculé pour permettre les analyses statistiques à postériori. Par expérience, le développement des plaques d'athérome dépend du type animalerie et du sexe (plus rapide chez les femelles). Ces analyses statistiques seront donc faites sur les groupes mâles et sur les groupes femelles séparément. Au total 112 animaux seront utilisés sur ce projet.
Raffinement
Les souris seront hébergées en groupe avec de l’enrichissement. Les souris sont surveillées très régulièrement (prise de poids, zone d'injection). Une anesthésie gazeuse sera pratiquée pendant l’échographie des vaisseaux et du cœur et du gel ophtalmique est déposé sur les yeux pour éviter le dessèchement. Un anesthésique local est appliqué avant chaque prise de sang à la queue. La mise en place de points limites est adaptée à chaque étape de la procédure.
Choix des espèces
Les souris qui seront utilisées et mises sur régime riche en graisse développeront une obésité proche de celle de l’homme. Des souris adultes mâles et femelles de 8 semaines seront utilisées pour la réalisation de ce projet, âge où elles seront injectées avec une molécule permettant la suppression du récepteur solubilisée dans de l’huile ou d’huile seule (contrôle), puis ces mêmes souris seront soumises à l'âge de 12 semaines, âge où l'appareil vasculaire à atteint sa pleine maturité, à un régime riche en lipides et en cholestérol pendant 20 semaines.
Etude moléculaire des troubles du neurodéveloppement chez la souris-Modification1
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Des sons à 110 décibels et des chocs électriques sur les pattes, des souriceaux isolés deux fois cinq minutes pour enregistrer leurs cris, des femelles gestantes soumises à un stress par contention trois fois 45 minutes pendant six jours : 3872 souris vont être utilisées, 2064 dans des procédures d'un niveau de souffrance léger et 1808 d'un niveau modéré. D'autres gestantes subissent une ouverture de l'abdomen sous anesthésie profonde de 45 minutes pour une électroporation in utero, suivie de trois jours d'injections analgésiques. Le porteur écrit qu'aucun phénotype dommageable n'a été observé ni décrit pour les génotypes concernés, et qualifie de modérées les réactions de freezing que ces tests provoquent. Sur les 3872 souris, 1680 sont tuées après avoir achevé leur "rôle de reproduction", les autres pour des analyses histologiques, épigénétiques, électrophysiologiques ou comportementales.
Objectifs
Notre étudions une molécule sécrétée dans le milieu extracellulaire qui contrôle des étapes cruciales du développement du cerveau. En effet, des altérations de niveaux de cette protéine d’intérêt sont observés dans de nombreuses pathologies psychiatriques dont l’autisme, la schizophrénie et la dépression mais aussi la lissencéphalie et l'épilepsie. Or plusieurs populations cellulaires sécrètent cette protéine lors d'étapes successives du développement du cerveau. L'objectif du projet est d’identifier les rôles respectifs de ces populations sources de notre potéine d'intérêt dans le développement du cerveau et l’étiologie des troubles du neuro-développement en combinant des approches moléculaires, histologiques, électrophysiologiques et comportementales.
Bénéfices attendus
A terme, les résultats de ces travaux nous permettront de mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans l’étiologie des troubles du neurodéveloppement, pour envisager de nouvelles approches diagnostiques ou thérapeutiques.
Procédures
Tous les souriceaux de plus de 7 jours subiront un stress léger lié à la contention et au tatouage (1 min) ainsi qu’une douleur légère liée au prélèvement à la queue (10 sec) entre P7 et P10. Cette intervention n’aura lieu qu’une fois, sauf cas exceptionnel de prélèvement dégradé. Lot1: Tatouage (1 min) et prélèvement (10 sec); Lot 2: Tatouage (1 min) et prélèvement (10 sec) en juvénile puis perfusion intracardiaque à P25 (2 injections de 10 sec); Lot 3 : Tatouage (1min), isolation pour vocalisations (2x5min) et prélèvement (10sec) en juvénile, puis OF (20 min), EPM (7 min), 3-chambers (30 min), NOR (30 min), tests d'inhibition du réflexe de sursaut (32 min) et de conditionnement par la peur (8min/jour x 4 jours). Lot 4a: perfusion intracardiaque à P4 ou P7 (2injX10 sec); Lot 4b: Eléctroporation in utero (1injX10sec, chirurgie sous anesthésie générale profonde 35min, suture 10min, 2 injX10secX3 jours), tatouage (1 min) et prélèvement (10 sec) puis perfusion intracardiaque (2injX10sec); Lot 5: stress prénatal (3X45minX6jrs). Modification : Les animaux du lot 3 subiront en plus un test d’hyperlocomotion induite par la d-amphétamine (1h30 dont 2 inj x 10 sec). Les animaux du lot Lot 5 subiront soit un stress prénatal par inflammation maternelle (1 x 10sec, ip), soit un stress prénatal dû aux injections d’antidépresseur fluoxetine ou de saline de la mère (1x 10 sec injection ip x 6jrs) soit un stress postnatal dû aux injections d’antidépresseur des nouveaux nés ( 1X 10 sec d’injection sous cutanéex 3jrs puis 1x 10sec d’injection ip x 3jrs) .
Impact sur les animaux
Les souriceaux subiront après la naissance une contention pour permettre un tatouage des coussinets des phalanges et un prélèvement à la queue qui peuvent entrainer un stress et une douleur légers. Les actes chirurgicaux peuvent entrainer une souffrance si elle est mal prise en charge par le traitement analgésique. A noter que l'étape d’anesthésie en elle-même peut également provoquer un stress chez l’animal. Pour réaliser l’enregistrement des vocalisations, certains souriceaux devront être isolés pendant 2 fois 5min , ce qui est une source de stress. De même, les tests comportementaux successifs adultes sont une source de stress, notemment les tests d’inhibition du réflexe de sursaut ou de conditionnement par la peurqui imposent aux animaux de subir des sons à très hauts décibels (110db) et des chocs électriques sur les pattes, qui même si modérés, induisent une réaction de stress notable (posture de freezing). Pour l'étude des conséquences du stress prénatal sur l'épigénétique, certaines femelles gestantes subiront un stress répété par contention. Afin de marquer les astrocytes, certaines autres gestantes subiront une analgésie (voie sous-cutanée) et une anesthésie générale profonde (par voie respiratoire) de 45 minutes, suivies d’un acte chirurgical comprenant une ouverture de l'abdomen et des points de sutures, puis des injections sous cutanées d’analgésique d'une durée de deux minutes 2 fois par jours pendant 3 jours. Aucun phénotype dommageable n’a été observé ou décrit dans la littérature pour les génotypes décrits.Modification : Les animaux réalisant les tests comportementaux subiront un stress additionnel à la fin pour étudier leur hyperlocomotion induite par l’exposition à la d-amphétamine. Pour l'étude des conséquences du stress prénatal sur l'épigénétique certaines femelles subiront soit un stress prénatal de contention maternelle (3x45min x6jrs) ou un stress dû aux injections répétées d’antidépresseurs. De même, pour l’étude des conséquences du stress postnatal, les souriceaux subiront un stress lié aux injections répétées d’antidépresseurs.
Devenir
Tous les animaux utilisés dans le cadre de l'étude seront mis à mort, soit à des fins d'études histologiques (lot 2, 384 animaux; lot 4, 368 animaux), épigénétiques (lot 5, 224 animaux), électrophysiologiques (Lot 1b, 384 animaux) ou comportementales (lot 3, 384 animaux), soit après avoir achevé leur rôle de reproduction (lot 1a, 1680 animaux). Modification : le lot 5 comprend maintenant 675 animaux qui seront mis à mort à des fins d'études épigénétiques.
Remplacement
A l’heure actuelle, il n'existe pas de méthode de remplacement permettant de reproduire in vitro la complexité du cortex en développement et la richesse des interactions des nombreux types cellulaires qui y prennent part, ce qui rend l’utilisation d’un modèle murin indispensable à la réalisation de ce projet. Notamment, les effets du stress périnatal impliquent des interactions précises, transitoires et adaptatives entre les hormones, les neurotransmetteurs et les neuro-modulateurs, mais aussi avec les systèmes inflammatoires, digestifs et sanguins qui sont encore mal connues et ne peuvent être reproduites in vitro.
Réduction
Afin de limiter le nombre d’animaux utilisés, nous optimisons les croisements des lignées transgéniquespour obtenir un pourcentage maximal d’animaux d’intérêt et nous optimisons au maximum les échantillons obtenus en réalisant plusieurs séries de coupes par cerveau pour réaliser plusieurs marquages différents sur un même cerveau. Pour les études histologiques, un test de puissance G réalisé à partir de résultats antérieurs sur un autre modèle de souris nous préconise une taille de groupe de 6 individus par genre. Pour les études comportementales, nos résultats antérieurs préconisent une taille de groupe de 12 individus. Les analyses statistiques seront réalisés par un test adapté.
Raffinement
Des points limites strictes et spécifiques à chaque procédure sont appliqués. Les animaux sont maintenus dans un environnement enrichi (coton de nidification et bâtonnet de bois) et sont regroupés en groupes sociaux de 2 à 6 individus par cage. La mise à mort par perfusion de paraformaldéhyde est réalisée sous anesthésie générale profonde et après une injection sous-cutanée de l’analgésique buprénorphine. La chirurgie d’électroporation in utero est réalisée sous anesthésie profonde préalable par l’isoflurane (4% pour l’induction et 2% pour le maintien de l’anesthésie) et sur une plaque chauffante (37°C), et ce après une injection sous-cutanée de l’analgésique buprénorphine, la désinfection du site d’incision et l’ajout d’une gel ophtalmique pour la protection des yeux. Après l’opération, l’animal reçoit à 24 et 48h l’analgésique Meloxicame en sous-cutané.
Choix des espèces
La souris représente un organisme modèle de choix pour mener ces études sur le fonctionnement des circuits neuronaux, principalement en raison de la similarité des mécanismes fondamentaux du développement du cortex cérébral entre les rongeurs et l’Homme. En effet, seuls les Mammifères présentent un néocortex organisé en couches inversées, grâce à la présence précoce des cellules sécrétant notre protéine d’intérêt à la surface du cortex. De plus, de nombreux modèles génétiquement modifiés sont disponibles chez la souris. Le génotypage et les prélèvements seront réalisés sur les souriceaux entre 4 et 10 jours, âge auquel on peut tatouer les coussinets des phalanges sans douleur. Les femelles gestantes sont des adultes de 2 à 6 mois. Pour étudier les rôles des sous-populations cellulaires sources de Reln dans la formation des couches corticales nous allons étudier les stades embryonnaires E12.5, E14.5 et E16.5, puis les stades postnataux P0 et P25. En effet, les neurones corticaux sont générés entre E12.5 et E16.5, atteignent majoritairement leur position à P0 mais continuent à migrer et à se différencier dans les couches corticales jusqu’à P25. Les effets des quantités de Reln sur la prolifération et la maturation des astrocytes seront analysés aux stades post-nataux P4 et P7 (avant et après la phase de prolifération) et P25 (pour pouvoir visualiser une arborescence mature). Les effets du stress prénatal sur l’expression de Reln seront évalués à P0, quand les deux sources principales de Reln corticale sont simultanément présentes. Enfin les rôles spécifiques des sous-populations sur le comportement seront analysés à P6 pour les vocalisations néonatales (âge du pic de vocalisation induite par l’isolation) et à l’âge adulte (P60-P120) pour les autres tests comportementaux qui nécessitent une maturation achevée des circuits. Modification : Afin de différencier les effets du stress postnatal de ceux du stress prénatal, nous analyserons aussi des animaux à P8, quand les deux sources sont encore simultanément présentes.
Etude des altérations du réseau de neurones hypothalamiques à 26RFa/orexines et de son fonctionnement dans la régulation centrale du métabolisme énergétique et de l’homéostasie glucidique, chez des souris obèses/diabétiques. MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
Six sessions de deux heures, une prise de sang à l'extrémité de la queue toutes les quinze minutes, précédées d'un jeûne de 6 à 16 heures : 733 souris rendues obèses et diabétiques par leur alimentation vont être utilisées, 66 dans des procédures d'un niveau de souffrance léger et 667 d'un niveau modéré. L'objectif déclaré est de savoir si un réseau de neurones hypothalamiques peut devenir une cible thérapeutique contre ce que le porteur nomme la "diabésité". Les souris passent aussi par un gavage et par un hébergement individuel en cage d'enregistrement métabolique, avant d'être tuées pour le prélèvement de leurs organes. Le porteur admet que cet isolement constitue une nuisance, qu'il dit minorer en raccourcissant le test et en tuant l'animal immédiatement après.
Objectifs
Depuis plus de vingt ans, il est clairement établi que des systèmes de régulation situés dans l’hypothalamus jouent un rôle central dans le contrôle de l’équilibre énergétique et glycémique de l’organisme. Un dysfonctionnement de l’un de ces systèmes pourrait ainsi contribuer au développement de maladies métaboliques telles que l’obésité et le diabète de type 2. Ces pathologies sont étroitement liées, donnant naissance au terme « diabésité ». Aujourd’hui elles touchent des centaines de millions de personnes dans le monde et constituent un enjeu majeur de santé publique. Ainsi, mieux comprendre les mécanismes à l’origine de ces maladies permettra de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques et de nouveaux traitements pour leur prévention et leur prise en charge. Néanmoins, notre connaissance des réseaux de neurones et systèmes moléculaires impliqués dans ces processus de régulation reste encore très limitée. Ce projet s’intéresse plus particulièrement à une population de neurones hypothalamiques impliqués dans la régulation de la balance énergétique et glucidique. Ces observations nous ont conduits à proposer le présent projet. Celui-ci vise à étudier chez des souris rendues obèses et diabétiques les altérations de ce réseau de neurones, ainsi que son fonctionnement. L’objectif est donc de déterminer si ce circuit neuronal peut représenter une cible thérapeutique pertinente pour améliorer le contrôle de la balance énergétique et glycémique dans un contexte d’obésité et de diabète de type 2.
Bénéfices attendus
De récentes études ont permis d’élucider le rôle et le fonctionnement d’une population neuronale dans la régulation de la balance énergétique et glucidique en condition physiologique. L’objectif de cette présente étude est donc d’étudier les potentielles altérations fonctionnelles et anatomiques de cette population de neurones en condition pathologique d’obésité/diabète. Ces recherches apparaissent cruciales non seulement pour la recherche fondamentale mais aussi dans la lutte contre la pandémie de « diabésité », afin de proposer des solutions innovantes dans la prévention, la prise en charge et le traitement de ces maladies.
Procédures
- Pour établir le profil glycémique des souris, leur glycémie sera suivie par un prélèvement sanguin à l’extrémité de la queue, pendant moins de 10 secondes toutes les 15 minutes, au cours de sessions expérimentales de deux heures. Chaque animal sera soumis à 6 expérimentations au maximum, chacune espacée d’une semaine de repos. Durant l'un de ces tests, les souris recevront une administration orale d'un composé avec l'aide d'une sonde de gavage : ce test s'ajoute aux autres tests de suivi de glycémie que les souris subiront. - Pour le suivi métabolique, les animaux seront hébergés individuellement dans des cages d’enregistrement, permettant d'évaluer les paramètres métaboliques, avant d’être réunis avec leurs congénères préalablement connus.
Impact sur les animaux
Le protocole de nutrition qui sera utilisé entraine un surpoids et une hyperglycémie chronique chez la souris constituant un modèle d'obésité et de diabète de type 2 chez l'animal. Ce modèle est très largement utilisé dans la littérature scientifique. - Afin de suivre la glycémie, les animaux subiront une mise à jeun de 6 à 16 heures avant chaque test physiologique. Nuisances prévues : perte de poids consécutive à la mise à jeun dont le retour à la normale sera surveillé après chaque test. Une semaine de repos minimum leur sera donnée entre chaque expérimentation. - Toujours pour suivre la glycémie, les animaux subiront une incision à l’extrémité de la queue. Nuisance prévue : douleur à l’incision couverte par l’application locale d’analgésique et potentielle infection prévenue par la désinfection systématique des plaies. Un test de suivi de glycémie supplémentaire sera ajouté, les nuisances prévues sont similaires aux autres tests. De plus, durant ce test, les souris recevront une administration orale d'un composé avec l'aide d'une sonde de gavage. Nuisance prévue : potentiel stress, diminué par habituation - Pour le suivi métabolique, les animaux seront hébergés dans des cages d’enregistrement permettant d'évaluer les paramètres métaboliques. Nuisance prévue : hébergement individuel inhérent à ce suivi, minoré par un temps de test le plus court possible et une mise à mort qui suit immédiatement le test.
Devenir
A l'issue de chaque procédure, les animaux sont mis à mort pour prélèver les organes.
Remplacement
Afin de mieux comprendre la physiopathologie de l’obésité/diabète, de caractériser les altérations neuroanatomiques ainsi que du fonctionnement des réseaux de neurones hypothalamiques à 26RFa/orexines dans leur rôle de régulateur de la glycémie et du métabolisme, l’utilisation d’un modèle in vivo intégré est obligatoire. Il est nécessaire de pouvoir étudier la communication qu’il existe entre le système nerveux et les systèmes périphériques de l’organisme afin de comprendre l’influence du premier sur le second ; dans notre cas l’influence du réseau de neurones à 26RFa/orexines sur la régulation de la glycémie et du métabolisme énergétique (tel le comportement alimentaire ou l’activité physique). La physiologie de la souris étant proche de celle de l’Homme, utiliser cet animal nous permet de pouvoir imaginer une recherche translationnelle, les innovations thérapeutiques proposées seront donc potentiellement applicables à l’Homme dans le futur. Il n’existe alors à ce jour pas d’alternative non-animale.
Réduction
Dans un objectif de réduction du nombre d’animaux utilisés dans ce projet, une planification expérimentale a été réalisée en amont. De plus, pour chaque expérience, le nombre d’animaux nécessaire par groupe a été estimé afin d’obtenir des résultats fiables tout en réduisant au mieux le nombre d’animaux utilisés. Anticiper ainsi les effectifs adaptés permet de réduire le nombre d’animaux utilisés, de diminuer le risque de devoir répliquer une expérience avec de plus gros effectifs ainsi que le double emploi. Ces estimations ont été réalisées avec un site en ligne qui calcule le nombre d’animaux requis en fonctions de plusieurs paramètres : la force de l’effet attendu, la variabilité entre individus, et les paramètres statistiques souhaités.
Raffinement
Les conditions d’élevage et de manipulation des animaux seront raffinées pour réduire au maximum la douleur, la souffrance et l’angoisse des animaux. Ils seront maintenus à un minimum de trois par cage pour éviter l’isolement social et leur hébergement sera pourvu de matériel pour la nidification et d'un tube de plastique rouge leur fournissant un abri. La taille des cages est réglementaire. L’état général des animaux sera quotidiennement évalué et les signes de mal-être seront surveillés attentivement. L’établissement de points limites nous permettra de veiller au bon suivi des animaux et de leur apporter au besoin les soins adéquats. Si les points limites sont dépassés, il sera considéré qu’un niveau de souffrance intolérable est atteint et l’animal sera en fonction des cas, écarté des expérimentations ou mis à mort.
Choix des espèces
Seul un modèle mammifère intégré, donc in vivo chez l’animal entier, peut nous permettre d’étudier la physiopathologie de l’obésité/diabète. Nous pourrons ainsi explorer dans un contexte d’obésité/diabète, les altérations des réseaux de neurones hypothalamiques, des systèmes moléculaires d’intérêts, et de leurs répercussions sur leur rôle de régulateur de la glycémie et du métabolisme. La physiologie de la souris étant proche de celle de l’Homme, utiliser cet animal nous permet de pouvoir imaginer une recherche translationnelle, les innovations thérapeutiques proposées seront donc potentiellement applicables à l’Homme dans le futur. La souris est un modèle animal largement utilisé pour les études physiopathologiques permettant une comparaison de nos données avec celles d’autres équipes. De plus, la souris permet des approches génétiques complexes n’existant pas chez d’autres modèles mammifères. Au cours de cette étude la physiologie chez l’adulte sera étudiée. Les souris seront donc âgées d’au moins 8 semaines lors des expérimentations.
Comparaison des effets des drogues d’abus et des récompenses naturelles sur le circuit VTA-NAc-Amygdale
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Toutes tuées à l'issue, soit au terme d'une procédure terminale soit pour le prélèvement de leur cerveau, 4026 souris vont être utilisées dans l'étude des effets de la nicotine et de l'alcool sur le circuit de la récompense. 420 relèvent d'un niveau de souffrance léger, 3606 d'un niveau modéré. Une partie subit deux chirurgies sans réveil, dont une de cinq heures, d'autres une opération avec réveil, avant des tests comportementaux de dix minutes à deux heures, jusqu'à vingt sessions par animal. Nicotine ou éthanol arrivent dans l'eau de boisson pendant trois semaines, sucrée pour masquer l'amertume, ou par injections, le porteur signalant une anxiété au sevrage et écrivant que les mises à mort garantiront "une fin de vie sans douleur ni stress".
Objectifs
L’addiction au tabac et à l’alcool constitue un problème majeur de santé publique. Cependant, les mécanismes qui sous-tendent la consommation excessive de ces substances, malgré leurs conséquences négatives, restent encore mal compris. De même, nous ne sommes pas tous égaux face à l’addiction, et les raisons pour lesquelles un individu progresse vers une consommation excessive d’alcool ou de tabac demeurent peu étudiées d’un point de vue neurobiologique.Dans ce projet, nous étudierons comment les interconnexions réciproques entre les différents éléments du circuit de la récompense du cerveau sont à l’origine des effets à la fois gratifiants et aversifs induits par les drogues d’abus les plus communément consommées : la nicotine et l’alcool. Nous analyserons comment l’action de ces drogues modifie l’activité des circuits dopaminergiques pour produire des effets de récompense à l’origine de la consommation, et comment, en retour, la libération de dopamine dans le nucleus accumbens et l’amygdale modifie l’activité des neurones dopaminergiques eux-mêmes pour induire des effets anxiogènes et aversifs. Ce projet aborde donc le problème de comprendre comment notre cerveau réagit et s’adapte lorsqu’il est soumis à un stimulus engendrant à la fois des effets gratifiants mais également anxiogènes et aversifs. Les effets positifs et négatifs des drogues étant intimement liés l'un a l'autre, ce projet représente un effort unique pour comprendre leurs rôles réciproques dans l'addiction.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre comment les drogues détournent les mécanismes d'apprentissage par renforcement naturel de notre cerveau en altérant les circuits neuronaux activés par les récompenses naturelles. Il permettra notamment de clarifier le rôle des effets négatifs des drogues dans l’établissement de l’addiction ou la résistance à celle-ci.
Procédures
Certains animaux subiront deux interventions chirurgicales sans réveil : l’une d’une durée de 5 heures, l’autre de moins de 5 minutes. D'autres animaux subiront une seule intervention chirurgicale avec réveil, dont la durée n’excédera pas une heure. Les animaux seront répartis en quatre groupes, chacun associé à un seul type de test comportemental. Chaque animal ne participera qu’à un seul type de test. Selon le protocole, les tests auront une durée variable allant de 10 minutes à 2 heures et comporteront entre 1 et 20 sessions, à raison d’une session par jour. Pour certains protocoles ne comportant qu’une seule session, celle-ci sera répétée une seconde fois à une semaine d’intervalle sur le même animal. (nb de test par animal: 1 à 2, fréquence des test: 1 semaine, nombre de session 1 à 20, durée des sessions: 10 min à 2 h, fréquence des sessions: 1 par jour). Par ailleurs, certains animaux seront exposés à de la nicotine ou à de l’éthanol via leur eau de boisson pendant une période de trois semaines. D'autres seront exposés de manière aiguë, en recevant des injections instantanées de nicotine ou d’alcool. Des prélevements de tissus seront réalisés chez certains animaux une fois par animal.
Impact sur les animaux
Les interventions chirurgicales avec réveil entraînent des douleurs modérées. Les procédures comportementales ne provoquent pas de douleurs physiques, mais certaines peuvent induire une nuisance légère sur l’état émotionnel des souris (anxiété) durant la durée du test (10 min à 2 heures). Les traitements par voie orale (eau de boisson) ne causent pas d’effets indésirables pendant les trois semaines d’exposition. Toutefois, l’arrêt du traitement peut entraîner une nuisance émotionnelle légère (anxiété) dans les deux jours suivant le sevrage. Les injections de drogues peuvent occasionner une douleur légère au moment de la piqûre d'une courte durée (quelques minutes). Les prélevements de tissus peuvent entrainer une douleure légère de quelques heures.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l’issue de toutes les procédures, soit immédiatement après une procédure terminale, soit pour permettre le prélèvement des cerveaux à des fins d’études histologiques. Toutes les euthanasies seront réalisées dans le respect des normes éthiques et réglementaires les plus strictes, afin de garantir une fin de vie sans douleur ni stress pour les animaux.
Remplacement
Le but de ce projet est de comprendre l'impacte fonctionnel des drogues d'abbus sur un cicruit neuronale et le comportmentaux. La corrélation et le lien de causalité entre comportement et neurophysiologie est donc une composante majeure de ce projet. Cette étude n’est donc réalisable que sur des animaux.
Réduction
Les procédures ont été conçues pour qu'une même souris puisse participer à un maximum d'expériences, limitant ainsi le recours à de nouveaux animaux pour chaque expérimentation. Les effectifs sont déterminés de manière à fournir des résultats analysables par des méthodes statistiques scientifiquement adaptées.
Raffinement
Ces protocoles sont conçus pour minimiser l’inconfort et garantir le bien-être des animaux tout en assurant des conditions optimales pour l’étude scientifique. Les tests comportementaux sont d’une durée limitée, et les traitements par drogues sont administrés via l’eau de boisson, avec une augmentation progressive des doses. La solution est enrichie en sucre pour masquer l’amertume et encourager la consommation. Les animaux sont maintenus en groupes sociaux et régulièrement manipulés pour réduire leur anxiété lors des tests de comportements. Enfin, afin de définir des points limites précoces permettant la mise en œuvre rapide de mesures adaptées en cas de douleur ou de mal-être, une grille de suivi graduée sera utilisée. Celle-ci prendra en compte plusieurs critères, tels que les signes de douleur, la perte de poids et l’altération de l’état général.
Choix des espèces
Le système dopaminergique mesocorticolimbique des rongeurs est relativement bien conservé par rapport à l’Homme, anatomiquement et fonctionnellement. Les récepteurs nicotiniques et les afférences cholinergiques sont organisées de manières similaires. Ce n’est pas le cas chez les invertébrés, poissons et oiseaux. Par ailleurs, les comportements d'addiction sont clairement établis chez les rongeurs. De plus, la génétique de la souris offre des outils de modulations des réseaux neuronaux, difficilement accessibles chez d’autres modèles. Si les modèles d’invertébrés et poisson peuvent être utilisés pour étudier les mécanismes de renforcement aux drogues, l’organisation anatomique est trop différent pour qu'ils puissent être utilisés pour comprendre la modulation nicotinique du système dopaminergique. Des modèles de mammifères (rat, singe) ne se justifient pas non plus car les outils génétiques nécessaires pour disséquer les mécanismes sous-jacents n’existent pas chez ces espèces. Les animaux utilisés seront à l'âge jeune adulte - adulte. En effet, les procédures qui nécessitent des injections virales se feront sur l'animal entre 4 et 6 semaines afin d'observer un temps d'infection nécessaire par le virus concerné (entre 3 et 6 semaines d'expression). Les souris qui se verront implanter des fibres optiques ou des électrodes d'enregistrement subiront une chirugie à partir de 8 semaines (âge adulte pour une souris). Les expériences comportementales se feront aussi à partir de 8 semaines d'âge.
Formation et habilitation du personnel à des techniques d’administration et de prélèvements chez les rongeurs
- Formation professionnelle
Rats : 1500
Pour habiliter du personnel à injecter et à prélever du sang, 1500 souris et 1500 rats vont être utilisés, 750 sous anesthésie sans reprise de conscience et 2250 dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chaque animal est mobilisé pour deux techniques au maximum et trois prélèvements, puis tué immédiatement après. Le porteur indique que les gestes durent de dix secondes à deux minutes chez une personne non expérimentée, et reconnaît que leur réalisation par du personnel en formation peut augmenter le stress, l'angoisse et la douleur. Il présente le recours à des animaux surnuméraires, déjà destinés à être tués, comme une mesure éthique.
Objectifs
Ce projet vise à former les professionnels de la recherche à des gestes techniques indispensables lors de l’utilisation de rats et de souris dans des protocoles scientifiques. Il s’agit notamment d’apprendre à administrer des substances ou à réaliser des prélèvements sanguins de manière maîtrisée, précise et respectueuse du bien-être animal. Dans un souci éthique, la formation d'une journée repose sur la réutilisation d’animaux surnuméraires (non sélectionnés ou reformés), initialement destinés à l’euthanasie. Cela permet de limiter le nombre total d’animaux utilisés tout en garantissant que chaque procédure est réalisée avec compétence et attention. Un fichier recensant toutes les techniques pratiquées sur les espèces modèles permet de définir les besoins individuels en formation, et ainsi d’adapter le programme à chaque apprenant. La formation est encadrée par des pairs expérimentés et comprend une validation théorique et pratique systématique, consignée dans le livret de compétences du personnel formé. Il n’existe pas de méthodes alternatives pour l’apprentissage de ces gestes techniques (administration, les prélèvements, l’anesthésie ou l’euthanasie). Lorsque certains gestes peuvent entraîner une douleur ou une gêne, des anesthésiques ou des analgésiques sont utilisés pour préserver le bien-être de l’animal. En garantissant que chaque intervenant est compétent et formé, ce projet contribue à améliorer la qualité des recherches tout en respectant les principes de protection animale.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra aux professionnels d’améliorer leurs compétences techniques grâce à une formation encadrée, incluant un système de tutorat et de validation des acquis. Chaque geste technique appris auprès d’un pair expérimenté sera évalué avant d’être pratiqué en autonomie. Un personnel bien formé limite les risques d’erreur technique, évite les biais pouvant fausser les résultats d’une étude, et diminue le risque de devoir recommencer une procédure. La traçabilité des compétences assure la conformité du projet aux exigences réglementaires. La maîtrise des gestes réduit significativement le temps de manipulation, le stress et la douleur pour les animaux. Les protocoles prévus dans ces formations sont conçus pour s’adapter à chaque technique. La formation continue des expérimentateurs permet de maintenir un haut niveau de compétence, de suivre les évolutions techniques, et de mettre en place de nouvelles méthodes toujours plus respectueuses du bien-être animal
Procédures
Les animaux, vigiles ou sous anesthésie seront soumis à des injections ou prélèvements par plusieurs voies. Le nombre d’actions est limité à : • 2 techniques maximum par animal • 3 prélèvements au maximum (quels que soient les volumes prélevés). Les animaux engagés dans le projet de formation seront euthanasiés après les limites d’utilisation ci-dessus ou en cas d’atteinte des points limites. Les gestes pourront durer entre 10 secondes et 1 minute pour l’administration ou jusqu’à 2 minutes pour les prélèvements, induction de l’anesthésie exclue, chez une personne non expérimentée en début de tutorat. L’objectif est de pouvoir réaliser ces gestes le plus rapidement possible pour arriver à terme à une durée de 10 à 30 secondes. Si la technique le permet des animaux anesthésiés seront d’abord utilisés avant de passer sur animaux vigiles.
Impact sur les animaux
Les animaux subiront un léger stress durant quelques minutes (pendant et suivant l’acte) lors de la manipulation : contention, anesthésie... Les animaux subiront une douleur de légère à modérée durant plusieurs secondes pendant l’acte lors des injections et des prélèvements sanguins. La réalisation de procédures expérimentales par des personnels en formation peut induire une augmentation du stress, une angoisse et/ou une douleur.
Devenir
A l’issue de chaque procédure tous les animaux seront euthanasiés, qu’ils soient issus de l’élevage ou réutilisés d’un projet précédent.
Remplacement
Dans un souci d’éthique et de respect du principe de remplacement, la formation débutera par une phase théorique présentant en détail la technique concernée avec des modes opératoires et des vidéos. Cette introduction sera suivie d’une mise en pratique sur mannequins, notamment pour l’apprentissage des techniques de contention. Comme notre animalerie possède une activité d’élevage et doit donc pratiquer du tri génétique, des animaux euthanasiés dans ce cadre seront utilisés pour poursuivre le développement des compétences sans recourir immédiatement à l’animal vivant. Néanmoins, dans le cadre de cette formation axée sur les gestes techniques spécifiques, le recours à l’animal vivant sera indispensable pour acquérir les réflexes et la précision nécessaires à une manipulation correcte. Ce recours est limité à la phase finale du processus, après une préparation rigoureuse, afin d’assurer un apprentissage progressif et respectueux du bien-être animal
Réduction
• Le recours à des animaux surnuméraires d’élevage ou la réutilisation d’animaux provenant d’un autre projet, dans le respect de la réglementation permet de limiter significativement le nombre de nouveaux animaux mobilisés pour cette formation. • L’identification précise des besoins en formation permet une planification efficace, évitant toute manipulation non nécessaire. Le formateur est une personne compétente maîtrisant le geste technique et ayant les capacités de transmettre ses connaissances. Afin de réduire le nombre d’animaux et la souffrance, dans un premier temps, la personne en formation observera son formateur puis elle s’entraînera sur des animaux anesthésiés ou morts.
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupes sociaux dans un hébergement conventionnel avec un accès libre à l’eau et à la nourriture. Leur environnement sera enrichi par des matériaux pour la nidification et par exemple, des bâtons de bois à ronger pour favoriser leur bien-être . Lorsqu’il s’agit d’animaux dédiés à la formation, une période d’acclimatation de 5 jours dans leur nouvelle salle d’hébergement sera respectée pour réduire le stress. Deux semaines avant le début des séances, les animaux seront également habitués à des manipulations douces et à l’immobilisation, dans le but de minimiser leur anxiété. Les stagiaires seront formés à des techniques conformément aux réglementations et aux recommandations internes par des formateurs expérimentés et habilités. Un formateur pour 3 stagiaires assurera la supervision constante des manipulations. Cela garantit des gestes rapides et précis, réduisant le temps d’immobilisation et les effets indésirables. L’usage systématique d’anesthésiques locaux et d’anesthésie générale permettra une gestion optimale de la douleur et du stress. Chaque animal sera mobilisé pour l’apprentissage de deux techniques maximum, afin d’éviter toute sur-sollicitation, puis sera euthanasié immédiatement après le prélèvement. Des points limites ont été établis afin de réduire le stress et la douleur des animaux, ils seront appliqués pour chacune des procédures.
Choix des espèces
Les rats et les souris adultes sont les modèles d’étude couramment utilisés dans notre unité de recherche. Ainsi, l’apprentissage des bonnes pratiques se fera sur des animaux d’espèce et âge identiques.
Modèles précliniques d’insuffisance rénale chez le rongeur
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
Rats : 2736
Ligature de l'uretère, chirurgie de 30 à 60 minutes, administrations jusqu'à trois fois par jour pendant six mois, prises de sang hebdomadaires et 24 heures en cage métabolique : 5886 souris et 2736 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués pour la collecte des tissus. Le porteur décrit perte de poids et d'appétit, déshydratation, démangeaisons, prostration et tremblements dans les jours qui suivent l'induction de l'insuffisance rénale. Il prévoit environ 1710 animaux par an pour tester une trentaine de candidats médicaments, avec 15 animaux par groupe parce qu'il anticipe 30 % de pertes ou de non-réponses. Le projet est justifié par l'échec fréquent des essais cliniques, attribué à des modèles animaux peu représentatifs des pathologies humaines, auxquels le porteur répond par d'autres modèles animaux.
Objectifs
Environ 10 % de la population mondiale est atteinte de maladie rénale chronique, pathologie progressive marquée par des lésions du tissu rénal entraînant une perte de sa fonction. Divers facteurs, notamment les maladies cardiovasculaires et métaboliques (comme l'hypertension et le diabète), ainsi que certains traitements médicamenteux, aggravent l'évolution vers l'insuffisance rénale chronique après des lésions aiguës. Toutefois, les mécanismes biologiques précis responsables de cette progression restent mal compris. A ce jour, il n’existe encore aucune thérapie permettant de soigner ou de limiter l’avancement des maladies rénales. Les recherches pour développer de nouveaux médicaments se heurtent à un taux d’échec élevé en essais cliniques, en grande partie à cause de modèles expérimentaux peu représentatifs des pathologies humaines. En effet, les modèles utilisés couramment ne permettent pas de reproduire les conditions observées chez l’Homme et manque de pertinence physiologique notament par l'absence de pathologies associées comme l'obésité, le diabètes ou le vieillissement. Ainsi, ce projet vise à mettre en place de nouveaux modèles animaux (chez le rat et la souris) d’insuffisance rénale aiguë à chronique afin de mieux évaluer l’efficacité de candidats médicaments dans des contextes pathologiques spécifiques. Les modèles développés mimeront des maladies rénales humaines comme la néphropathie diabétique, la fibrose rénale, lésion rénale induite par l'hypertension artérielle ou médicamenteuse.
Bénéfices attendus
La mise en œuvre et la réussite de ce projet permettront de développer de nouveaux modèles expérimentaux chez l'animal, reproduisant plusieurs troubles physiologiques similaires à ceux observés chez l’être humain. Ce modèle servira à évaluer l’efficacité de nouveaux médicaments contre les maladies rénales, dans des conditions plus proches de la réalité humaine. L’objectif est d’améliorer la pertinence des tests précliniques et de réduire le taux d’échec des candidats médicaments lors des essais cliniques.
Procédures
Le projet se déroulera en deux phases expérimentales : - Phase 1 : Validations des conditions expérimentales. Cette étape vise à optimiser les paramètres du modèle sur un nombre limité d’animaux (n=18 par procédure, 4 procédures, soit 72 animaux au total), en s’appuyant sur des protocoles établis dans la littérature. La durée dépendra de la procédure (3 jours à 6 mois). - Phase 2 : Evaluation pharmacologique. Elle consistera à tester environ 38 candidats médicaments par an, répartis en 3 groupes de 15 animaux par molécule, soit un total d’environ 1 710 animaux/an. Tous les animaux bénéficieront d’une période d’acclimatation d’au moins 7 jours avant le début des expérimentations. Les interventions prévues incluent : 1) Administrations de traitements (0.5 - 1 min par administration) réalisées sur animaux vigiles, jusqu’à trois fois par jour selon le protocole, pendant une période variant de 3 jours à 6 mois ; 2) Prélèvements sanguins (3 - 5 min par prélèvement, effectués au moins deux fois (avant et après l’induction du modèle d’insuffisance rénale). Pour les études prolongées (>7 jours), des prélèvements hebdomadaires pouurront être réalisés ; 3) Collectes d’urine, réalisée au moins une fois (jusqu'à 3 fois sur un protocole supérieure à 1 mois) par cage métabolique sur 24 heures (2 - 5 min pour la mise en cage) ou directement depuis la vessie au moment du sacrifice (1 - 2 min par animal) ; 4) Procédures chirurgicales (30 - 60 min, réalisées une fois) : effectuées sous anesthésie générale et analgésie, suivies d’un monitoring biquotidien jusqu’à la fin du protocole (5 - 10 minutes par visite/animal) ; 5) Mesures fonctionnelles rénales : incluant la diurèse sur 24h et/ou la filtration glomérulaire sur 1h30 par capteur transdermique ; 6) Euthanasies (5 - 20 min par animal) : réalisées sous anesthésie profonde, suivies du prélèvement de tissus et fluides biologiques pour analyses histologiques, biochimiques et moléculaires. Ces procédures permettront une évaluation complète et rigoureuse des effets des traitements sur la fonction rénale dans un modèle expérimental validé.
Impact sur les animaux
Les animaux impliqués dans ce projet pourront présenter différents effets indésirables liés aux procédures expérimentales : 1) Stress lié à la contention lors des manipulations répétées ; 2) Altération de la fonction rénale, se traduisant par une modification du volume urinaire (augmentation ou diminution), une perte de poids, voire une altération de l’état général (diminution de la vigilance visuelle) ; 3) Douleurs transitoires associées aux interventions chirurgicales ou aux injections médicamenteuses répectées. Au cours des premiers jours suivant l’induction du modèle d’insuffisance rénale, les signes cliniques suivants pourront être observés : perte de poids et d’appétit, déshydratation, démangeaisons, réduction de l’activité locomotrice, prostration ou tremblements. Enfin, certains effets indésirables additionnels (modification du comportement, aspect anormal des fèces, prostration) pourront apparaître lors de l’administration et de l’évaluation toxicologique des candidats médicaments.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à l’issue de chaque procédure afin de permettre la collecte des fluides biologiques et des tissus nécessaires aux analyses complémentaires.
Remplacement
En parallèle des modèles expérimentaux utilisant des animaux (rats, souris), des modèles in vitro basés sur la culture de cellules rénales humaines sont en cours de développement. Cependant, ces approches in vitro ne permettent pas de reproduire la complexité physiologique et les réponses systémiques observées chez l’animal. Elles constituent donc un outil complémentaire, mais ne peuvent remplacer totalement les expérimentations in vivo, indispensables pour évaluer les effets globaux et la tolérance des candidats médicaments.
Réduction
Les procédures expérimentales seront établies sur la base de protocoles déjà décrits dans la littérature. Le nombre d’animaux par groupe sera limité au strict nécessaire, tout en permettant de prendre en compte la variabilité interindividuelle et de réaliser des analyses descriptives et quantitatives robustes. La première phase de ce projet, dédiée à la validation des modèles et la mise en place des conditions expérimentales, sera menée sur un nombre restreint d'animaux (n=18). Chaque modèle inclura trois groupes de 3 animaux (groupe contrôle, groupe groupe "induit" et groupe traité avec une molécule de référence), soit 18 animaux par espèce, pour un total de 72 animaux (2 espèces, rat et souris). Cette première phase permet également de s’assurer de la robustesse et la reproductibilité de la procédure, d'habituer les expérimentateurs aux gestes techniques (notamment chirurgicaux) et ainsi de réduire le nombre d’animaux nécessaires aux phases ultérieures. Lors de la seconde phase, dédiée aux tests des candidats médicaments, 15 animaux par groupe seront utilisés pour chaque composé testé. Ce nombre a été déterminé en tenant compte d’un taux de perte ou de non-réponse estimé à 30 %. Ainsi, il est prévu qu’en fin d’expérimentation, environ 9 animaux par groupe puissent être exploités pour les analyses, ce qui reste suffisant pour obtenir des résultats scientifiquement et statistiquement pertinents. Les effets des candidats médicaments seront évalués par comparaison avec les groupes témoins traités par le solvant seul. Les animaux seront randomisés afin d’éviter les biais expérimentaux et les données obtenues feront l'objet de tests statistiques appropriés.
Raffinement
Dans le cadre de ce projet, des mesures strictes seront mises en œuvre pour garantir le bien-être des animaux. Le personnel en charge assurera un contact régulier durant la période d’acclimatation afin de familiariser les animaux avec la présence humaine et les manipulations, réduisant ainsi leur stress. Les animaux seront hébergés en groupes sociaux stables de 2 à 5 individus, selon l’espèce, dans le respect de la réglementation en vigueur. Certaines procédures pourront être réalisées sous anesthésie et analgésie appropriées afin de limiter toute douleur ou inconfort. Pendant les interventions chirurgicales, les paramètres physiologiques (température, fréquence cardiaque et respiratoire, coloration des muqueuses) seront surveillés en continu. Les animaux seront installés sur un tapis chauffant pendant et après la chirurgie afin de prévenir l’hypothermie. Un suivi clinique rapproché (2 à 3 fois par jour) sera effectué après l’induction du modèle. Un traitement analgésique pourra être administré par voie sous-cutanée ou via l’eau de boisson durant les jours suivant l’intervention pour atténuer la douleur. Afin de favoriser l’alimentation post-opératoire, des aliments facilement accessibles (croquettes humidifiées, gels nutritifs) seront disposés au fond des cages pour limiter les déplacements. Une réhydratation sous-cutanée sera également réalisée si nécessaire. Un système de scoring clinique et des points limites spécifiques à chaque procédure seront appliqués afin d’évaluer l’état des animaux et de déterminer les seuils de retrait. Les conditions d’hébergement respecteront les standards de bien-être animal : propreté des cages, accès permanent à l’eau, à la nourriture et à des éléments d’enrichissement (tubes, matériaux de nidification, papier absorbant, friandises). Pendant le traitement avec les candidats médicaments, une surveillance quotidienne de la masse corporelle et de l’état général (sutures, pelage, respiration, locomotion) sera assurée. Toutes les observations seront consignées et analysées. En cas de dégradation persistante de l’état général pendant trois jours consécutifs (isolement, apathie, altération du pelage, troubles respiratoires), l’animal sera retiré de l’étude et euthanasié conformément aux règles éthiques et aux procédures validées.
Choix des espèces
Les souris et les rats sont couramment utilisés pour l’étude de la fonction rénale et le développement de modèles d’insuffisance rénale, en raison de leur excellente transposabilité aux pathologies humaines. Les lignées de souris sélectionnées répondent de manière fiable aux procédures d’induction, notamment la ligature de l’uretère, permettant de reproduire la fibrose rénale observée chez l’Homme. Leur statut immunitaire spécifique limite le risque d’infection post-opératoire. Certaines lignées génétiquement modifiées développent spontanément un phénotype d’insuffisance rénale, permettant d’évaluer l’efficacité des traitements sans recourir à des procédures invasives supplémentaires. Les animaux proviendront d’élevages agréés et seront utilisés à l’âge adulte (≥ 7 semaines pour les souris, ≥ 6 semaines pour les rats). Les souris diabétiques seront un peu plus âgées (environ 12 semaines) afin de présenter des atteintes rénales établies, nécessaires à l’évaluation des effets thérapeutiques.
Évaluation pharmacologique de la fonction cardiovasculaire chez le macaque, par télémétrie implantée (pharmacologie de sécurité).
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
50 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, un émetteur implanté dans l'abdomen et des électrodes placées sous la peau enregistrant leur fonction cardiovasculaire. Ils reçoivent, une fois ou de façon répétée, des molécules en cours de test, et les prises de sang peuvent atteindre 19,5 ml toutes les deux semaines, soit 10 % de leur volume sanguin total. Le porteur écrit que l'implant, dont la durée de vie est d'environ deux ans, rend ces animaux inaptes à toute réhabilitation, et qu'ils seront réutilisés dans d'autres projets ou tués. La finalité est réglementaire : produire le rapport de pharmacologie de sécurité qui accompagne une demande d'essai clinique, étape que le porteur qualifie d'"indispensable" faute de "modèle de substitution".
Objectifs
L’établissement utilisateur est spécialisé dans la conduite d’études de toxicologie/pharmacologie réglementaires, lesquelles sont indispensables pour initier l’évaluation clinique d’un composé thérapeutique (potentiellement futur médicament). La pharmacologie de sécurité est un élément réglementaire indispensable dans le développement préclinique des ces composés. Préalablement aux études cliniques, leurs effets sur les fonctions vitales (respiratoires, neurologiques et cardiovasculaires) doivent être caractérisés chez l’animal en respectant les Bonnes Pratiques de Laboratoire. Du fait de la complexité des organismes vivants, il n’existe actuellement aucun modèle de remplacement pour prédire ces effets pharmacologiques. Seule l’expérimentation animale permet de définir l’innocuité des composés thérapeutiques afin de sécuriser les premiers essais chez l’homme. Pour atteindre cet objectif, et en accord avec les recommandations vétérinaires et pharmaceutiques internationales, la présente autorisation de projet permettra de caractériser les effets adverses de ces composés sur le système cardiovasculaire du macaque. L’évaluation de la fonction cardiovasculaire se fera par l’utilisation d’électrodes sous-cutanée et d’un émetteur placer dans l’abdomen, avant et après administration du composé thérapeutique test. La conduite de ces études de pharmacologie de sécurité conduira à la production d’un rapport décrivant les effets adverses du composé test sur la fonction cardiovasculaire. Ce rapport, requis par la réglementation, fera partie intégrante de la demande d’essai clinique.
Bénéfices attendus
À l’échelle mondiale, les maladies cardiovasculaires demeurent la première cause de décès avec environ 17,9 millions de morts par an, suivies des cancers (10 millions/an), des maladies neurologiques (9 millions/an), des maladies infectieuses (7,7 millions/an), des maladies respiratoires chroniques (3,9 millions/an) et du diabète (1,5 million/an). Pour ces pathologies, il n’existe à ce jour aucune solution thérapeutique satisfaisante. Ce projet vise à couvrir une étape indispensable dans le développement de solutions thérapeutiques. La pharmacologie de sécurité est une phase règlementaire indispensable au développement préclinique, préalable aux études cliniques. Elle permet de caractériser les effets d’un composé thérapeutique sur les fonctions vitales (respiratoires, neurologiques et cardiovasculaires) chez l’animal en respectant les Bonnes Pratiques de Laboratoire. 10 à 12 % des xénobiotiques échouent en essais cliniques en raison de problèmes de sécurité cardiovasculaire. Ces risques cardiovasculaires sont mieux identifiés et anticipés aujourd’hui grâce à l'intégration des études de pharmacologie de sécurité chez le macaque en raison de sa valeur prédictive, notamment dans le cadre des recommandations médicales internationnales. A court terme, le bénéfice premier de ce projet sera l’établissement du profil toxicologique/pharmacologique, spécifique à la fonction cardiovasculaire, d’un composé. A long terme, les données obtenues de ces études de pharmacologie de sécurité feront partie intégrante des dossiers de demandes d’autoristion d’essais cliniques. Ces études réduiront les risques cardiovasculaires lors de ces essais et contribueront à : 1. améliorer la qualité de vie des patients, en permettant à de nouvelles molécules d’entrer en clinique 2. améliorer la sécurité des patients, en identifiant/caractérisant les effets cardiovasculaires indésirables 3. optimiser les doses thérapeutiques en identifiant précocement les doses efficaces optimales et les effets secondaires 4. contribuer à la recherche scientifique. Les résultats de ces projets enrichiront les connaissances scientifiques sur les mécanismes d'action et profils de sécurité de nouvelles familles de molécules 5. réduire les coûts de santé (améliorer la sécurité/efficacité des traitements) 6. répondre aux exigences réglementaires en matière de sécurité.
Procédures
Les animaux seront soumis à l'administration, unique ou répété, d'une molécule thérapeutique en phase de test ou d'un composé de référence (témoin). Chaque administration dure quelques minutes ou quelques dizaines de minutes. Des prélèvements sanguins peuvent être effectués (5 minutes environ). La quantité et la fréquence acceptables dépendent du volume sanguin total (VST). Chez le macaque, il est estimé à 195 ml pour un macaque de 3 kg. Environ 10 % du VST peut être prélevé en toute sécurité toutes les 2 semaines (soit 19.5mL) , 7,5 % tous les 7 jours (15 ml) selon les recommandations internationnales vétérinaires. En cas de cinétique (plusieurs prélèvements rapprochés pour déterminer l'évolution de la concentration de la molécule dans le sang), les temps de prélèvement sont déterminés sont les caractéristiques de la molécule testée tout en respectant le volume maximal possible de 7,5% sur 7 jours glissant. Par exemple : prélèvement avant administration, puis 3h, 6h, 12h et 24h après, 0.5 à 1 ml à chaque temps. Dans une étude standard, 5 administrations sont nécessaires : 1 avec un placebo, 3 avec une doses différentes de la molécule thérapeutique, et une dernière avec le dose la plus importante utilisé afin d'effectuer des dosages de la molécule et s'assurer de la bonne exposition de l'animal.
Impact sur les animaux
Trois catégories de nuisances peuvent être provoqués chez les animaux utilisés dans ce projet. Elles sont toutes prises de manière préventives pour réduire leur impact. - Liées aux manipulations vigiles : en cours d’étude, les observations cliniques, ainsi que certaines voies d’administration, peuvent nécessiter d’une manipulation et une contention manuelle des animaux. Elles sont faites selon les bonnes pratiques vétérinaires mais cela peut néanmoins engendrer un stress. - Liées aux prélèvements/administration : la réalisation de prélèvements de sang et l’administration répétée d'une molécule peut provoquer des lésions locales et un stress des animaux en cas de réalisation incorrectes, d’individus plus fragiles ou bien de l’immobilisation nécessaire pour certaines voies d’administration. De plus, même si ces effets délétères sont rares lorsque le geste est réalisé par un opérateur expérimenté, il existe un risque de lésions ou d’infection lors d’administration intrathécale, intracraniale (lésions neurologiques, paralysie partielle) ou intra-articulaire (boiterie, arthrite). - Liées à une toxicité du xénobiotique testé : il n’est pas attendu d’effets toxiques majeurs dans les études de pharmacologie en raison de la faible dose administrée de xénobiotique ou d'une administration unique.
Devenir
Les animaux utilisés dans le cadre de ce projet ne sont pas aptes à une réhabilitation en raison du système d'enregistrement cardiovasculaire implanté. Le système a une durée de vie d'environ 2 ans. Dans la mesure du possible, les animaux seront ré-utilisés (après validation vétérinaire prenant en compte l'ensemble de la vie de l'animal) dans d'autres projets afin de limiter le nombre total d'animaux utilisés. S'ils ne sont pas aptes à une réutilisation, ils seront euthanasiés.
Remplacement
La pharmacologie de sécurité étudie les interactions entre une molécule étrangère à l’organisme (le composé thérapeutique) et une ou plusieurs cibles liées au système cardiovasculaire (objet de cette DAP). Ces interactions englobent les effets du composé ou de ses produits de dégradation, sur des cibles, mais aussi l’influence éventuelle de ces cibles sur le composé. Une compréhension fine des mécanismes toxique et pharmacologique est donc indissociable d’une connaissance approfondie des mécanismes physiologiques, développementaux, cellulaires et moléculaires. À ce jour, l’ensemble des cibles potentielles et les mécanismes impliqués dans la toxicité cardiovasculaire ne sont pas complètement élucidés et ne peuvent donc pas être modélisés. Il n’existe pas, en conséquence, de modèle de substitution. C’est pourquoi la réglementation impose l’évaluation de la sécurité pharmacologique d’un composé thérapeutique avant toute administration chez l’humain. Les études de pharmacologie réglementaire in vivo sont encadrées par des directives internationnales. Elles peuvent être réalisées chez des espèces rongeurs ou non rongeurs. Le macaque, en raison de sa proximité avec l’humain, est l’une des espèces non rongeurs retenue pour ce type d’étude, lorsque le composé thérapeutique testé est suceptible de déclencher une réaction immunitaire, que sa cible dans l’organisme est présente que chez les primates (dont l’humain) ou que son métabolisme est plus proche de celui de l’humain chez le macaque par rapport aux autres espèces non primates.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux dans les études de pharmacologie cardiovasculaire de sécurité : • nous nous assurerons de la validité et de la prédictivité des données acquises avant de démarrer toute expérimentation, pour ne pas évaluer des composés non pertinents • des études pilotes seront réalisées, si nécessaire, sur un nombre limité d’animaux. L’objectif sera d’identifier les doses les plus favorables et les moins toxiques • un même animal pourra participer à plusieurs études si et seulement si : o les composés testés précédemment n’ont présenté ni effets cardiovasculaires irréversibles, ni effets toxiques oUne période de repos de 15 jours minimum entre la fin de dernière étude et la prochaine. Cette période peut être allongé selon les profils pharmacocinétiques des produits, un avis vétérinaire. o les paramètres biochimiques et hématologiques évalués avant l’étude se situent dans les valeurs de référence attendues pour cette espèce Le nombre d’animaux par étude est de 4 (4 males) et peut aller jusqu’à 8 (4 males et 4 femelles). Ce nombre est considéré comme le minimum acceptable permettant une interprétation statistique pertinente des données, et la caractérisation correcte des effets cardiovasculaires potentiels.
Raffinement
Le raffinement de nos procédures inclue : La gestion du stress et de l’angoisse : à leur arrivé sur site, les animaux seront acclimatés (3 semaines) aux conditions d’hébergement, et suivent un programme d’habituation et d’entrainement aux procédures expérimentales ainsi qu'aux manipulations vigiles, basés sur le renforcement positif. Ils seront également hébergés en collectivité, pour augmenter les interactions sociales, dans un environnement enrichi, validé par la structure en charge du bien-être animal et le service vétérinaire La prise en charge précoce de la souffrance : un opérateur observera a minima matin et soir chaque animal. La douleur sera objectivée en fonction de modifications de l'apparence, de la posture et du comportement selon une procédure interne rédigé par le service vétérinaire. Dès les premiers signes de douleur, une intervention vétérinaire sera effectuée. L’utilisation de grilles de signes cliniques ou de score de douleurs permettra aux opérateurs et aux vétérinaires de mettre en place les mesures les mieux adaptés à l’état de l’animal. Un vétérinaire est toujours présent aux heures ouvrées et une astreinte vétérinaire est disponible 24h/24 et 7j/7 Certaines administrations seront effectuées systématiquement sous anesthésie Des soins vétérinaires adaptés si nécessaires : compléments alimentaires, sérum physiologique, antibiotiques, analgésiques. En fonction des effets attendus ou observés du composé testé sur la fonction cardiaque, des molécules permettant de traiter ces éventuels effets peuvent être utilisées. L’intégration de points limites stricts afin de limiter toutes souffrances prolongées Spécifiquement pour les études de cardiologie, la méthode validée nécessite l'implantation chirurgicale d'un module de télémétrie. Afin de rendre cette technique moins invasive, l'utilisation d'un module externe avec des électrodes de surface et un gilet porté le temps des enregistrements est à l’étude.
Choix des espèces
Les études de pharmacologie réglementaire in vivo sont encadrées par des directives internationnales. Elles peuvent être réalisées chez des espèces rongeurs ou non rongeurs. Le macaque, en raison de sa proximité avec l’humain, est l’une des espèces non rongeurs retenue pour ce type d’étude, lorsque le composé thérapeutique testé est suceptible de déclencher une réaction immunitaire, que sa cible dans l’organisme est présente que chez les primates (dont l’humain) ou que son métabolisme est plus proche de celui de l’humain chez le macaque par rapport aux autres espèces non primates. Les macaques sont inclus dans les études de pharmacologie à partir de 2 ans.
Effet de la perte de myéline dans le dysfonctionnement des circuits neuronaux chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
320 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, chacune soumise à sept semaines de régime alimentaire spécifique puis à quatre semaines de traitement dans l'eau de boisson pour détruire la myéline de son cerveau. S'y ajoutent une biopsie de la queue, une anesthésie générale de 45 minutes à 1 h 30, des injections intracérébrales et une chirurgie d'une heure et demie ouvrant une fenêtre d'imagerie. Le porteur affirme que la souris est "le seul modèle" permettant de suivre en temps réel l'effet de la perte de myéline sur des types précis de neurones. Une partie des animaux est tuée sans avoir servi, faute de porter le génotype recherché, les autres le sont pour que leur cerveau soit prélevé.
Objectifs
La myéline est une gaine protectrice qui entoure certaines cellules du cerveau et permet une bonne transmission des messages nerveux. Lorsqu’elle est abîmée, comme dans la sclérose en plaques, cela perturbe non seulement la transmission de l'information, mais aussi la communication entre les cellules du cerveau. Notre projet cherche à mieux comprendre ce lien encore peu exploré entre la myéline et le bon fonctionnement du cerveau. Nous nous intéressons particulièrement à un type de cellule clé dans le traitement de l'information, souvent touché dans ce type de maladie. Ces cellules sont aussi entourées d’une matrice de soutien qui se dégrade quand la myéline est atteinte. Nous pensons que cette double atteinte, à la fois la perte de la gaine protectrice et la dégradation de cette matrice, pourrait fortement perturber le fonctionnement du cerveau. Nous allons donc observer comment les cellules réagissent à la perte, puis à la réparation de la myéline, et comment leur environnement évolue. Ces recherches pourraient ouvrir la voie à de nouveaux traitements, visant à protéger à la fois la myéline et les connexions essentielles entre les cellules du cerveau.
Bénéfices attendus
Ce projet démontrera comment la perte de la myéline altère la communication des neurones et comment la matrice qui les entourent peut les protéger. Ces découvertes éclaireront le fonctionnement des connexions entre neurones dans des individus sains et malades. Elles pourraient mener à de nouvelles thérapies combinant protection de la myéline et de la communication entre neurones, particulièrement pertinentes pour la sclérose en plaques. En révélant ces mécanismes clés, cette recherche ouvre la voie à des traitements innovants préservant les fonctions cérébrales.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : 1) Réalisation de biopsies à la queue (une fois, durant quelques secondes); 2) un traitement alimentaire spécifique de 7 semaines; 3) un traitement spécifique dans l’eau de boisson de 4 semaines; 4) injections sous-cutanées pour les analgésiques; 5) anesthésie générale (durée : 45 minutes à 1h30); 6) injections intracérébrales (durée : 45 minutes); 7) chirurgie pour l’imagerie cérébrale (durée : 1h30); 8) séance d'habituation et d'imagerie (durée : 45 min à 1h); 8) prélèvement des cerveaux pour des analyses.
Impact sur les animaux
La biopsie peut provoquer un stress léger et l’anesthésie générale peut provoquer également un stress léger. Concernant la chirurgie, les nuisances comprennent douleur modérée post opératoire. Concernant les injections sous-cutanées, une douleur légère peut survenir. En ce qui concerne l’imagerie du cerveau, les nuisances peuvent inclure un stress léger de la manipulation.
Devenir
Certains animaux sont mis à mort car ils sont sans génotype d’intérêt pour le projet. Tous les autres animaux seront utilisés pour des expériences et seront mis à mort afin de pouvoir collecter leur cerveau.
Remplacement
Notre compréhension des mécanismes impliqués dans les maladies telles que la sclérose en plaques sera toujours insuffisante si ces mécanismes ne sont pas induits et analysés dans leur milieu naturel complexe. En étudiant les différentes composantes de façon isolée, de nombreux effets émergents de l'activité neuronale et des interactions cellulaires seront obligatoirement négligées. L’utilisation de l’animal est donc primordiale pour obtenir des résultats qui puissent avoir un véritable impact dans le développement de nouvelles thérapies chez l’homme. Les souris sont le seul modèle permettant d'étudier l'effet des altérations de la myéline sur des types spécifiques de neurones par imagerie cellulaire en temps réel.
Réduction
La stratégie que nous avons utilisée pour maintenir la lignée de souris est calculée de manière à minimiser au maximum le nombre de souris. Le nombre de cages pour les élevages a été réduit afin d'obtenir la production minimale nécessaire pour nos expériences. Afin de réduire au strict minimum nécessaire le nombre d’animaux, nous utiliserons une analyse de puissance statistique pour déterminer le nombre d’animaux nécessaires afin d’obtenir un résultat scientifiquement fiable. De plus, les données seront analysées avec des tests statistiques adaptés et si la significativité est atteinte avec un nombre d’animaux plus faible que prévu, les expériences seront arrêtées.
Raffinement
Lors des actes chirurgicaux, les animaux sont anesthésiés et reçoivent des analgésiques en pré- et post-opératoires par voie locale et sous-cutanée. Après l’opération, un apport de fluide est effectué pour réhydrater l’animal, puis celui-ci est placé dans une enceinte chauffée jusqu’à son réveil complet. De la nourriture est placée dans la cage d’hébergement afin de faciliter la récupération; la surveillance des animaux est renforcée afin d’éviter toute souffrance; les animaux sont observés régulièrement et une grille précise d’évaluation des points limites est utilisée. Tout signe de douleur est soulagé avec des analgésiques.
Choix des espèces
Les expériences seront réalisées chez des souris génétiquement modifiées. La souris a été choisie car c’est un excellent modèle pour étudier la physiologie des mammifères dans une population homogène d’animaux. Les souris présentent un système nerveux suffisamment développé pour permettre une extrapolation des résultats à l’espèce humaine. Une autre raison pour utiliser la souris est la possibilité de manipuler de types précis de cellules chez des animaux transgéniques. Pour le génotypage et les biopsies, les souriceaux ont entre 5 et 10 jours. L'expérimentation est menée sur des animaux adultes entre 2 à 5 mois ce qui nous permet de faire nos protocoles et traitements.
Etudes précliniques non-réglementaires d’une immunothérapie à IgA pour le traitement de maladies inflammatoires
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Pour remplacer une injection sous-cutanée par un anticorps anti-TNF avalé, 821 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue. 422 subissent des procédures d'un niveau de souffrance léger, 399 d'un niveau modéré. 160 d'entre elles ingèrent pendant cinq jours du DSS, un produit qui enflamme l'intestin, et 146 le reçoivent trois fois à dix jours d'intervalle, dont 82 avec six semaines de gavage quotidien. Le porteur indique que cette inflammation provoque douleur modérée, stress et diarrhée, suivis par une grille de score qui déclenche la mise à mort quand un point limite est atteint.
Objectifs
Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), regroupant principalement la maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique, touchent plus de 10millions de personnes dans le monde, 3 millions de personnes en Europe et environ 300000 personnes en France. Les MICIs sont un groupe de troubles inflammatoires affectant le tube digestif. Les 2 principales MICIs sont : - la maladie de Crohn qui affectant toutes les partie du tractus gastro-intestinal, de la bouche à l'anus, le plus souvent la partie terminale de l'intestin grêle et le côlon. - la rectocolite hémorragique (RCH) qui se limite principalement au côlon et au rectum. Les symptômes communs aux MICIs incluent des douleurs abdominales, diarrhées (souvent sanglantes), fatigue, pertes de poids, et parfois des complications extragastro-intestinales, comme des atteintes articulaires, de la peau, des yeux… Les causes exactes des MICIs sont mal comprises, on pense qu'elles résultent d'une interaction complexe entre des facteurs génétiques, environnementaux et immunologiques. Le traitement vise généralement à contrôler l'inflammation, à soulager les symptômes. Les MICIs n’ont pas encore de traitement curatif, mais il existe des biothérapies et la chirurgie. Parmi les biothérapies, il y a les anti-TNF comme l’Adalimumab qui bloque une protéine responsable de l’inflammation, le facteur de nécrose tumorale (TNF). En inhibant cette protéine, l'Adalimumab réduit l'inflammation et les douleurs. Il est administré par injection sous-cutanée. L’adalimumab est un anticorps monoclonal humain de type IgG. Nous avons créé un anticorps de type sIgA avec les mêmes régions variables, c’est-à-dire celles permettant de reconnaitre les mêmes épitopes (cibles) que l’Adalimumab. La sIgA (immunoglobuline A sécrétoire) joue un rôle clé dans l'immunité des muqueuses. Elle est présente dans les sécrétions comme la salive, les larmes, le mucus respiratoire, le lait maternel et les sécrétions intestinales. Le but du projet est d’obtenir un nouvel anticorps de type sIgA ciblant le TNFα et ayant un effet supérieur ou au minimum équivalent à l’Adalimumab. Cet anticorps pourra être administré par voie oral ce qui facilite la vie quotidienne des patients, diminue la toxicité du produit et donc les effets secondaires. Cette molécule pourra aussi servir de traitement pour certaines maladies inflammatoires ou lors d’arthrite rhumatoïde.
Bénéfices attendus
Cet anticorps pourra être administré par voie orale ce qui facilite la vie quotidienne des patients, diminue la toxicité du produit et donc les effets secondaires. Cette molécule pourra aussi servir de traitement pour certaines maladies inflammatoires ou lors d’arthrite rhumatoïde.
Procédures
Tous les animaux vont avoir un prélèment de tissus au niveau de la queue sous anesthésie gazeuse ce qui va entrainer un léger stress de quelques minutes. Elles seront bouclées lors de cette anesthésie.15 souris vont avoir une injection par voie intra-veineuse et 2 prélèvements sanguin sous mandibulaire sous anesthésie gazeuse le même jour. 25 souris vont avoir une injection sous-cutanée, 30 auront une administration par voie orale (gavage). Ces 75 souris auront ensuite une injection par voie intra-veineuse et un prélèvement sanguin sous mandibulaire sous anesthésie gazeuse le même jour. 160 souris vont ingérer du DSS pendant 5 jours. Parmi ces animaux, 7 auront une seule injection en sous-cutanée, 25 auront de 2 à 6 injections en sous-cutanée. Ensuite 82 souris auront un gavage pendant 7 jours. Les autres n’auront pas de traitement. Pour finir, 146 souris vont ingérer 3 fois du DSS pendant 5 jours, espacé de 10 jours. Puis 32 auront 1 à 6 injection sous-cutanée et 82 autres auront 6 semaines de gavage. Les injections par voie intra-veineuse, en sous-cutanée, les gavages et le prélèvement de sang vont entrainer un stress de quelques minutes à chaque manipulation.
Impact sur les animaux
Les injections par intra-veineuse ou en sous-cutanée n’entraineront pas de douleur supérieure à celle d’une piqure d’aiguille. Elles entraineront un léger stress de quelques secondes pour les injections en sous-cutanées et de quelques minutes pour les injections intra-veineuse (contention dans un tube spécifique). L’ingestion du DSS va induire une inflammation de l’intestin qui peut entraîner une douleur modérée, du stress, de la diarrhée, durant le traitement et quelques jours après, et qui seront étroitement surveillés grâce à une grille de score des points limites. Dans la littérature, il n'y a pas de perte de poids durant les 4-5 premiers jours de taitement et le DSS dans l'eau de boisson n'impacte pas la quantité ingérée par les animaux.
Devenir
Après le traitement, chaque cohorte sera mise à mort à un temps donné afin de prélever les organes (colon, rate, sang) pour observer la longueur du colo, la taille de la rate... En parallèle, des analyses permettront d’observer les populations immunitaires recrutées au niveau de l'inflammation permettant de valider l’action des anticorps médicaments.
Remplacement
Des tests in vitro ont été au préalable effectués afin d’évaluer le potentiel thérapeutique de notre traitement cependant le recours à des techniques totalement in vitro ou sur organes isolés est impossible car la complexité de l’environnement cellulaire est primordial et la voie d’administration de notre molécule est primordial sur la biodistribution. En effet, les différents traitements testés ont besoin de l’environnement cellulaire afin d’être efficaces car ils engendrent des mécanismes cellulaires (par exemple, le recrutement des cellules du système immunitaire muqueux ou le trafic sanguin et lymphatique). Enfin, ces techniques in vivo nous permettent de vérifier l’accessibilité de notre traitement à la zone de l’inflammation.
Réduction
Afin de tester ces différentes conditions de manière fiable, il faut un nombre suffisant d’animaux afin d’obtenir des résultats robustes nous permettant de passer à des études pré-cliniques réglementaires puis cliniques chez l’Homme. Les doses et conditions testées ont été longuement réfléchies afin de réduire au maximum le nombre d’animaux nécessaire. Une approche statistique a aussi été étudiée afin d'obtenir un nombre suffissant de données permettant de valider l'étude expérimentale avec le nombre minimal d'animaux nécessaire.
Raffinement
Afin de limiter le stress des animaux, une période minimale de 5 jours d'acclimations à la zone d'hébergement expérimentale sera effectuée. Ils seront également progressivement manipulés régulièrement lors du change et des surveillances afin de les habituer aux contentions et autres manipulations. Toutes les manipulations et expérimentations seront effectué par du personnel qualifié. Les animaux seront surveillés strictement tout au long de l'expérimentation grâce à la grille de score permettant de détecter tous signes de souffrance et pouvoir évaluer si un point limite est atteint.
Choix des espèces
L’espèce a été choisie pour son temps de gestation court, de plus, cette espèce est utilisée à des fins scientifiques internationalement et possède un système immunitaire proche de celui de l’Homme. Les animaux utilisés auront entre 2 et 8 mois afin d'avoir un système immunitaire non défaillant.
Etude du rôle de la voie IL-1/IL-1R1 sur la réponse à la chimio-immunothérapie
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Greffées sous la peau du flanc droit avec des cellules cancéreuses de pancréas, les souris reçoivent une chimiothérapie puis, pour 1280 d'entre elles, une immunothérapie injectée trois fois par semaine pendant trois semaines. 1920 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées, soit lorsqu'un point limite est atteint, soit pour le prélèvement de la tumeur. Le porteur indique que la tumeur peut gêner leurs mouvements et provoquer perte de poids, posture douloureuse, léthargie et arrêt du toilettage. Il affirme qu'aucun effet des traitements sur l'état général n'est attendu et annonce que l'apparition d'éventuels points limites sera recherchée, sans dire lesquels.
Objectifs
Le cancer du pancréas est l'un des cancers les plus courants et les plus mortels. Il est souvent traité par chimiothérapie, mais cette approche n’entraîne pas toujours une guérison complète, surtout dans les formes avancées. On sait que le système immunitaire joue un rôle clé dans l'efficacité de la chimiothérapie, c’est pourquoi on essaie parfois de combiner celle-ci avec de l’immunothérapie (anti-PD-1) pour améliorer les résultats. Cependant, cette combinaison ne fonctionne pas pour le cancer du pancréas, ce qui montre qu’il y a des résistances qu’il faut comprendre. Une molécule, l'IL-1β, est impliquée dans les réponses inflammatoires et peut influencer la façon dont les traitements contre le cancer fonctionnent. Son rôle dans la réponse aux traitements est complexe et n’est pas totalement compris. Le projet a pour but d'étudier l'impact de l’IL-1β sur l’efficacité des traitements combinés chimiothérapie et immunothérapie contre le cancer du pancréas chez la souris. En examinant les cellules immunitaires présentes dans les tumeurs, l’objectif est de voir comment la présence ou l'absence d’IL-1β affecte les résultats des traitements et de mieux comprendre les raisons pour lesquelles certains traitements ne fonctionnent pas.
Bénéfices attendus
Le but de ce projet est d’évaluer le rôle de la voie IL-1β/IL-1R1, sur l’efficacité anti-tumorale des chimio-immunothérapies, utilisées en clinique dans différents modèles de cancers murins. Ce projet permettra également de déterminer les cellules cibles et les cellules produisant cette cytokine. En invalidant l’expression de l’IL-1β soit dans les cellules cancéreuses, soit dans les cellules de l’hôte, nous déterminerons son origine. En invalidant l’expression de IL-1R1 soit dans les cellules cancéreuses, soit dans les cellules de l’hôte, nous déterminerons quelle est la cible cellulaire de l’IL-1β. Dans ce projet, nous évaluerons l’efficacité des traitements sur la croissance tumorale. Etant donné que certaines cellules du système immunitaire peuvent contribuer à l’élimination des cancers, nous étudierons leur présence et leur état d’activation au niveau des tumeurs, chez les souris traitées ou non par chimio-immunothérapie. L’intérêt de ce travail est donc de mieux comprendre les mécanismes immunologiques associés aux tumeurs et de rechercher des moyens de potentialiser la chimio-immunothérapie, jusqu’alors peu efficaces dans le traitement du cancer.
Procédures
- Injection des cellules cancéreuses murines : - Geste réalisé sous anesthésie générale gazeuse - Une seule injection par animal - Durée : 5 minutes - Nombre de souris : 1920. - Traitements par chimiothérapie ou PBS : - Geste réalisé sur animal vigil - Une seule injection par animal - Durée : 1 minute - Nombre de souris : 1920 - Traitements par immunothérapie : - Geste réalisé sur animal vigil - Une injection trois fois par semaine pendant 3 semaines par animal - Durée : 1 minute - Nombre de souris : 1280
Impact sur les animaux
L’injection de cellules tumorales en sous-cutané génère une masse tumorale au niveau du flanc droit pouvant gêner la liberté de mouvement de l’animal. Une altération de l’état général est possible, du fait de la pathologie cancéreuse induite (perte de poids, posture douloureuse, léthargie, absence de toilettage ). Aucun effet des traitements utilisés sur l’état général de la souris n’est attendu.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure. Les souris utilisées pour les expériences de croissances tumorales seront mises à mort lorsqu’un point limite sera atteint. Les souris utilisées pour les expériences d’analyse du système immunitaire seront mises à mort afin de prélever la tumeur.
Remplacement
Le cancer est une maladie complexe impliquant des mécanismes de contrôle et des interactions possibles seulement dans un organisme vivant. En effet, la recherche a permis de comprendre l’importance de l’environnement dans lequel le cancer se développe et les multiples interactions avec le système immunitaire, le stroma tumoral, le système vasculaire et le métabolisme. En conséquence, pour être prédictifs, l’évaluation de l’efficacité ou de l’échec de nouvelles combinaisons thérapeutiques en oncologie doit être réalisée sur les organismes vivants. Nous réalisons à ces fins des études translationnelles sur des modèles d‘animaux greffés avec des cellules tumorales.
Réduction
Les groupes seront constitués de 10 animaux (suivis de croissance) ou de 5 animaux (immunomonitoring) afin de considérer les variabilités inter-individuelles. Les expériences ne seront réalisées que deux fois ce qui permet donc de réduire le nombre d’animaux de l’étude tout en en conservant la puissance statistique nécessaire. Le test statistique utilisé sera celui de Kruskal-Wallis en raison de la présence de nombreux groupes. Les 2 modèles utilisés dans ce projet sont nécessaires. En effet, des mutations intrinsèques des cellules cancéreuses utilisées, le microenvironnement tumoral sont différents et peuvent affecter la réponse aux traitements. Les expériences de croissances tumorales seront réalisées en premier. Si aucune différence entre les différents groupes n’est observée pour un ou plusieurs modèles, les expériences d’immunomonitoring ne seront pas réalisées sur ces mêmes modèles. Si certains groupes de traitements (par exemple FOLFIRIONOX ou Gem/N-PTX) n’ont aucun effet démontré dans la partie I, ces groupes ne seront pas utilisés dans la partie II.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des conditions qui répondent à leurs besoins (en groupes, dans un environnement enrichi avec mise à disposition des matériaux pour leur permettre de faire leurs nids). Les animaux seront habitués aux techniques de préhension de contention et de pesées. Une anesthésie générale gazeuse (isoflurane 3% + oxygène 1.5L/min) sera réalisée avant chaque greffe et pour les traitements intra-tumoraux. Durant toute l’expérience, suivi du poids et évaluation de la NEC (Note d’Etat Corporel) au minimum trois fois par semaine. L’apparition d’éventuels points limites sera recherchée. Le volume tumoral sera déterminé trois fois par semaine, afin d’appréhender au plus tôt d’éventuels signes de souffrance.
Choix des espèces
Les souris présentent des caractéristiques physiologiques qui permettent une variété de techniques d’administration et de prélèvement présentant des analogies avec ce qui est réalisé en recherche clinique sur l’homme. Diverses souches de souris immunocompétentes sont disponibles pour l’établissement de modèles tumoraux syngéniques, indispensables à la recherche préclinique en immuno-oncologie. De plus, l’existence des souris C57BL/6 génétiquement modifiées pour ne plus exprimer l’IL-1R1 ou l’IL-1β renforce le choix de cette espèce. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (entre 8 et 12 semaines d’âge) pour la mise en œuvre de modèles expérimentaux stables et reproductibles avec des animaux possédant un système immunitaire mature et un poids corporel > 20g.