Procédures modérées

Pour déterminer le rôle de l'inflammation dans l'installation de l'obésité, 1 277 souris vont être utilisées, toutes dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La moitié reçoit un régime riche en graisse pendant vingt semaines, puis subit des jeûnes de quinze heures avant les tests de tolérance au glucose, sept micro-prélèvements de sang à la queue par test, un faisceau infrarouge appliqué sur la patte et des séjours en cage individuelle de quatre jours renouvelés une fois. Certaines sont opérées sous anesthésie pour l'implantation d'une pompe sous la peau, d'autres au niveau du crâne, geste pour lequel le porteur attend une douleur modérée. Toutes sont mises à mort à la fin de la procédure pour prélever leurs tissus, que le porteur prévoit de constituer en "bibliothèque d'échantillons" pour de futures analyses.

Objectifs

Ce projet s'intègre dans le cadre général de l'étude des mécanismes cérébraux du contrôle de la prise alimentaire. Plus précisément, le but de ce projet est de déterminer l'importance des réponses inflammatoires dans la mise en place de l'obésité. Les mécanismes neurologiques et immunitaires impliqués dans les troubles de la prise alimentaire sont encore mal connus. Les études les plus récentes indiquent l'existence d'une inflammation dans le tissu gras, mais aussi dans le cerveau chez des animaux obèses. Cette inflammation, dite "de bas grade" serait essentielle à la mise en place et au maintien du surpoids. Les troubles de la prise alimentaire seraient associés à une modification de l’expression de molécules favorisant l’inflammation pouvant agir au niveau cérébral en perturbant le fonctionnement des neurones impliqués dans le contrôle de la prise alimentaire. Nous émettons l’hypothèse que ces neurones seraient directement ou indirectement la cible de ces molécules.

Bénéfices attendus

Les résultats de ces études devraient permettre des avancées dans la recherche fondamentale et biomédicale : i) participation à l’identification de voies cérébrales clés et caractérisation des mécanismes cellulaires et moléculaires régulant le métabolisme et la prise alimentaire; ii) sur la base de modèles animaux et d'études humaines passées et en cours, nous devrions pouvoir proposer de nouvelles cibles moléculaires pour le développement d'approches pharmacologiques innovantes pour le traitement de l'obésité et du diabète.

Procédures

La moitié des animaux est soumise à un régime riche en graisse pendant une durée maximum de 20 semaines. L’analyse du métabolisme nécessite que les animaux soient placés pour un maximum de 4 jours (x2) dans des cages individuelles afin de mesurer leurs paramètres physiologiques. Pour la détermination de la composition corporelle des animaux, les animaux sont placés pour une très courte durée (

Impact sur les animaux

Les animaux soumis à un régime riche en graisse développent une prise de poids et des symptômes pouvant ressembler au diabète. L’analyse du métabolisme énergétique recquiert que les animaux soient hébergés individuellement pour une durée maximum de 4 jours (renouvelé 1X), pouvant générer un stress. Le placement de l’animal dans le tube de l’appareil d’analyse corporelle peut créer un stress. Une douleur légère de courte durée associée aux micro-prélèvements de sang au cours des tests de tolérance au glucose est attendue. Une douleur légère et une gêne de courte durée est attendue chez les animaux implantés avec une pompe délivrant un traitement en continu. Une douleur modérée est attendue chez les animaux ayant subi une chirurgie au niveau du crane.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin de collecter des tissus pour analyses biologiques.

Remplacement

L’étude de l’obésité nécessite un système affectant simultanément plusieurs tissus (foie, tissus adipeux, pancréas et cerveau). Le développement de l’obésité, et plus généralement la régulation du poids corporel, faisant appel à plusieurs organes, il est par conséquent pour le moment impossible de pouvoir réaliser notre étude sur la réponse inflammatoire autrement que chez l’animal.

Réduction

Le nombre de souris a été réduit autant que possible, tout en étant suffisant pour l’obtention de résultats statistiquement exploitables. Pour estimer le nombre d'animaux utilisés, nous avons utilisé un logiciel de calcul de taille d'échantillon. Chaque fois que cela est possible nous utiliserons un groupe de souris contrôles commun à plusieurs séries d'études. Nous optimiserons également la collecte de tissus post-mortem à l’issue de chaque procédure afin de créer une « bibliothèque d’échantillons » pouvant être utilisés pour de futures analyses.

Raffinement

Avant l’expérimentation, les souris sont transférées dans une pièce à lumière inversée (jour/nuit inversés) afin que les tests soient réalisés durant leur phase active qui est la nuit. Elles sont aussi habituées progressivement à être manipulées par les expérimentateurs pour limiter leur stress par la suite. La température des pièces est maintenue à 26°C, proche de la zone de confort thermique pour les souris. Les animaux sont mis au calme 1h avant d’être soumis aux tests métaboliques, et en cas d'hypoglycémie sévère pendant un test, du glucose leur est injecté. Les cages utilisées pour analyser le métabolisme et l’activité permettent aux animaux de conserver un contact visuel et olfactif et sont équipées de façon à fournir des occasions accrues d’interaction avec l’environnement afin de compenser le fait que les animaux doivent être hébergés seuls pendant ce laps de temps. Les prélèvements de sang et de tissus réalisés à la fin de l’étude sont effectués sous anesthésie. Des injections d’anti-inflammatoires sont effectuées pour gérer la douleur post-opératoire des chirurgies. Un anesthésique local est administré avant les incisions. Une analgésie supplémentaire est prévue pour la chirurgie sur le crâne. Durant la procédure, les animaux sont placés sur un tapis chauffant afin d’éviter la perte de température. Nous prévoyons d’utiliser le modèle de pompe osmotique (implantée sous la peau) le plus petit disponible afin de limiter au maximum la gêne pour les animaux. Des points limites ont été définis et seront appliqués afin de limiter la douleur et l’angoisse des animaux au minimum.

Choix des espèces

La souris est un modèle de référence dans les études métaboliques, nous pouvons donc bénéficier d’un grand nombre de ressources et de données préliminaires existantes. Par ailleurs, grâce à la proximité entre le patrimoine génétique de la souris et celui de l’Homme nous espérons pouvoir extrapoler les conclusions de notre étude à l’Homme. Nous réaliserons nos expériences sur des animaux adultes. A l’issue du sevrage, nous souhaitons laisser aux animaux le temps de s’acclimater aux conditions des salles d’hébergement et d’expérimentation avant de démarrer l’exposition aux différents régimes.

Sédatés pour une IRM et un scanner, transportés entre deux établissements dans un sac opaque, puis anesthésiés pour l'implantation chirurgicale d'électrodes cérébrales, 6 serpents adultes nés en captivité sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avant d'être réutilisés dans un autre programme de recherche. Une semaine de récupération plus tard, l'équipe contrôle la position des électrodes par un second scanner, puis les enregistrements commencent, quatre jours par température testée. Vient ensuite la privation de sommeil : dès que l'animal adopte la posture enroulée typique du repos, un expérimentateur le stimule, et un micro-vibreur sert à mesurer son seuil de réveil pendant quatre jours. Le porteur écrit qu'"aucune douleur n'est induite" par cette privation, tout en décrivant une hausse du stress, de l'agitation, une baisse de vigilance et une altération temporaire des rythmes biologiques.

Objectifs

L’objectif de ce projet est de caractériser le sommeil des serpents, dernière grande lignée de reptiles encore non étudiée dans l’évolution du sommeil. Le projet sera réalisé dans deux établissements utilisateurs (EU1 et EU2). Leur physiologie atypique (absence de paupières, forte inactivité, faible métabolisme) en fait un modèle pertinent pour redéfinir les critères de sommeil chez les reptiles. Pour ce faire, nous allons enregistrer en télémétrie l’activité cérébrale et les paramètres physiologiques associés (tonus musculaire, fréquence cardiaque, respiration, activité des yeux) chez des serpents, et en les comparant aux états d’éveil calme et actif. Afin de déterminer si les animaux dorment, nous évaluerons leur seuil de réveil et leur réponse à la privation de sommeil. L’effet de la température sera aussi évalué du fait que le comportement de ces animaux est extrêmement lié à la température ambiante.

Bénéfices attendus

Ce projet aidera à mieux définir les critères comportementaux et physiologiques du sommeil chez des espèces qui ne présentent pas les signes typiques observés chez les mammifères. Il complétera aussi notre compréhension parcellaire sur l’évolution des états de sommeil et notamment du sommeil paradoxal. Les résultats de ce projet pourraient aussi avoir un impact sur le bien-être animal en identifiant les conditions favorables à un sommeil réparateur chez les serpents, ces données pourront ainsi améliorer les pratiques d’élevage, de détention et de conservation des reptiles, notamment pour les espèces menacées ou maintenues en captivité (zoos, centres de sauvegarde).

Procédures

Les animaux subiront une sédation pour passer une IRM et un scanner dans l’EU2 (1 journée). Ensuite, ils subiront une anesthésie générale permettant une intervention chirurgicale dans l’EU1 EU1 afin de mettre en place des électrodes d’enregistrement, suivie d’un traitement antalgique postopératoire. Après une phase de récupération (1 semaine), les animaux seront à nouveau sédatés pour passer un nouveau scanner (EU2) et vérifier la position des électrodes. Ils seront ensuite enregistrés dans l’EU1 en télémétrie dans leur propre terrarium à différentes températures, 4 jours par température. Après 1 jour d’acclimatation, ils seront privés de sommeil par une stimulation douce (dès que l'animal prendra une posture enroulée sur lui-même, typique d'une posture de sommeil) et sa récupération sera monitorée. Enfin, après 4 jours, une évaluation du seuil de réveil (à l’aide d’un micro-vibreur induisant des vibrations légères) sera réalisée pour estimer les latences de réveil et la profondeur du sommeil (4 jours). Pendant la durée des enregistrements, les animaux seront stabulés dans un terrarium adapté à leur taille et ne seront pas dérangés outre le remplacement des batteries du dispositif d’enregistrement entre chaque protocole.

Impact sur les animaux

Les principales nuisances attendues concernent l’intervention chirurgicale d’implantation d’électrodes et la phase expérimentale de privation de sommeil. L’implantation d’électrodes, bien que réalisée sous anesthésie générale, constitue une procédure invasive. Elle peut provoquer une douleur transitoire post-opératoire, une réduction temporaire de la mobilité, une perte d’appétit ou une altération du comportement. Un inconfort local (lié à la cicatrisation ou à la présence des électrodes) est également possible dans les jours suivant l’intervention. Chez les reptiles, ces effets sont souvent discrets mais seront systématiquement recherchés. La phase d’enregistrement, bien qu’exempte de contrainte physique, impose le port d’un dispositif fixé sur le crâne. Celui-ci peut gêner légèrement les mouvements ou induire un stress comportemental transitoire, notamment au moment de sa mise en place. Toutefois, les serpents étudiés étant peu mobiles et dociles, ces effets sont attendus comme modérés. La privation de sommeil, réalisée par stimulation douce manuelle en période de repos, peut entraîner une augmentation du stress, une agitation ponctuelle ou une altération du comportement exploratoire. Chez les reptiles, les effets secondaires restent généralement limités mais incluent une possible fatigue, une baisse de vigilance ou une altération temporaire des rythmes biologiques. Aucune douleur n’est induite par cette procédure. Des manipulations régulières sont nécessaires pour les soins post-opératoires, le changement de batterie et les tests de réactivité. Elles peuvent provoquer un stress ponctuel ou une réponse de défense, bien que les individus soient habitués au contact humain. Enfin, un risque faible de complications chirurgicales (infection locale, mauvaise cicatrisation, rejet du matériel) existe, bien qu’il soit réduit par l’expérience de l’équipe et le protocole appliqué. Ces effets sont rares mais potentiellement délétères pour l’individu concerné.

Devenir

Il est prévu que les animaux soient réutilisés après l’expérimentation dans un programme de recherche comparative.

Remplacement

Le sommeil est un phénomène à la fois comportemental, neurophysiologique et physiologique, impliquant de nombreuses fonctions intégrées telles que l’activité cérébrale, les rythmes circadiens, les régulations hormonales, métaboliques, cardiovasculaires et thermiques. Ces fonctions interconnectées ne peuvent pas être reproduites ni simulées de manière fiable à l’aide de modèles in vitro, in silico ou ex vivo. De plus, l’étude de l’évolution des états de sommeil nécessite une approche comparative entre espèces vivantes, dans leur intégrité biologique, afin de caractériser les similitudes et différences entre groupes phylogénétiques. Chez les reptiles, et en particulier les serpents, aucun modèle substitutif n’existe aujourd’hui pour étudier les états de sommeil de manière complète (comportement, physiologie, activité cérébrale). Ainsi, l’utilisation de l’animal est indispensable et constitue la seule méthode permettant de répondre aux objectifs scientifiques de ce projet. Il n’existe donc actuellement aucune alternative éthique ou technique permettant de se passer de l’animal pour ce type d’étude.

Réduction

Le nombre d’animaux a été déterminé en tenant compte à la fois des exigences méthodologiques et des principes de réduction. L’objectif principal est de caractériser un phénomène biologique présent dans une espèce : le sommeil. Pour cela, il est nécessaire d’observer ce phénomène chez plusieurs individus afin de démontrer sa constance et de contrôler les variations interindividuelles. Nos travaux antérieurs et ceux d’autres équipes ayant étudié les lézards ont montré que 6 individus étaient suffisants et nécessaires pour identifier et caractériser finement un état de sommeil, son homéostasie et son seuil de réveil associé. Le design expérimental a été rigoureusement conçu pour limiter le nombre d’animaux tout en assurant la robustesse des données. Une étude pilote sur un python tapis a permis de déterminer notre capacité à obtenir des signaux de qualité en ciblant des structures cérébrales précises. L’utilisation de techniques d’imagerie pré- et post-opératoire (IRM/Scanner) pour guider l’implantation, ainsi que la maîtrise technique des interventions, permet de garantir un taux de succès élevé, réduisant ainsi le nombre d’animaux. L'ensemble des procédures suit une logique intra-individuelle : chaque animal sert de témoin à lui-même avant et après privation, avant et après nourrissage, avant et après changement de température, ce qui permet de réduire considérablement le nombre total requis tout en augmentant la puissance des comparaisons.

Raffinement

Les études sur le sommeil nécessitent des observations sur des animaux non anesthésiés vivants dans de bonnes conditions psychophysiologiques. Le bien-être des animaux est donc une condition sine qua non de chaque étape de l’expérimentation. Les conditions d'élevage, d'hébergement, de soins et les méthodes utilisées sont les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommages durables que pourraient ressentir les animaux. L'environnement sera notamment enrichi de branches et de substrats adaptés pendant les périodes d’acclimatation et de récupération. Durant les enregistrements, l’animal est libre de ses mouvements dans son propre terrarium. Les animaux seront transportés entre les établissements, sédatés, dans un sac opaque, adapté au transport de serpent afin de réduire leur stress. Les mesures de raffinement lors du transport incluent le maintien d’une température stable et adaptée à l’espèce, la réduction des vibrations et du bruit, ainsi qu’une manipulation minimale pour limiter le stress et tout risque de réveil ou de blessure. Par ailleurs, une grille de suivi du bien-être animal, et des points limités adaptés et précoces, spécifiques à l’espèce ont été mis en place en consultant des spécialistes (vétérinaires, éleveurs, herpétologues). Les décisions relatives aux points limites sont prises en concertation avec le vétérinaire référent et des spécialistes des serpents, si un comportement inhabituel est identifié.

Choix des espèces

L’objectif est d’étudier le sommeil des serpents, dernière grande lignée de squamates encore peu étudiée dans l’évolution du sommeil. Leur physiologie atypique (absence de paupières, forte inactivité, faible métabolisme) en fait un modèle pertinent pour redéfinir les critères de sommeil chez les reptiles. Toute espèce appartenant au sous-ordre des serpents pourrait donc être choisie. Cependant, beaucoup d’espèces de serpents ne sont pas adaptées à cette expérimentation, pour des raisons de statut de protection, de taille, de disponibilité en élevage et de dangerosité. Nous nous tournons ainsi vers des espèces de serpent de grande taille, calmes, non venimeuses et disponibles facilement en élevage. Les individus doivent avoir une tête de taille adaptée à l’implantation stable d’électrodes pour l’étude du sommeil. Leurs morphologies et leurs comportements moteurs doivent aussi faciliter les interventions, avec un risque minimal de blessure ou de stress durable. Phylogénétiquement, M. spilota, et B. constrictor sont tous les deux des représentants du groupe des serpents qui pourraient convenir. Les individus choisis, seront adultes (>5 ans) nés en captivité, et habitués aux manipulations . M. spilota, et B. constrictor par exemple, offrent un compromis optimal entre pertinence scientifique, faisabilité technique et respect du bien-être animal. Par ailleurs, les deux espèces présentent le même mode de vie semi-arboricole et le même régime alimentaire, et ce sont deux espèces assez courantes en élevage. Elles constituent donc des modèles cible.

Seuls des mâles adultes de deux à quatre ans, écartés de l'effort reproducteur annuel de la colonie, sont retenus dans ce projet sur un primate à saisonnalité marquée. 22 prosimiens vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit deux biopsies testiculaires d'un millimètre carré sous anesthésie générale, à trois mois d'intervalle, chaque prélèvement étant suivi d'une ponction de sang à la patte arrière. Les 22 animaux retournent ensuite dans la population de l'établissement, avec un suivi de cicatrisation renforcé et des cachettes supplémentaires pour limiter les agressions entre congénères que le porteur qualifie de naturelles.

Objectifs

La compétition spermatique in-utero est à l’origine de l’évolution du système reproducteur des mâles chez de nombreuses espèces, dont les primates. Les variations saisonnières du statut sexuel des femelles peuvent intensifier la compétition entre mâles reproducteurs. Ceci peut engendrer des variations physiologiques du système reproducteur des mâles au cours de la saison de reproduction, telles qu’une augmentation du taux de testostérone, une augmentation du volume testiculaire, ou encore la réactivation de la spermatogenèse. Plus largement, l'objectif de ce projet est de comprendre les mécanismes génétiques sous-jacents à la variation phénotypique de la reproduction saisonnière chez les primates en identifiant les gènes qui sont impliqués dans la spermatogénèse et la maturation spermatique, en particulier ceux impliqués dans des fonctions particulières telles que la réponse au stress oxydatif ou à l’immunité.

Bénéfices attendus

Cette étude va permettre d'augmenter la compréhension de l’impact des variations moléculaires associées à la reproduction saisonnière chez les primates, dans une approche comparative. L’espèce concernée faisant partie de la branche primitive des primates, les résultats de ce projet contribueront à clarifier les processus évolutifs qui ont contribué la régulation du système reproducteur chez l'humain. L'objectif sera ici de mettre en évidence les mécanismes moléculaires responsables de l’arrêt momentané puis de la reprise de la spermatogenèse selon la saison chez un primate saisonnier. Ceci permettra ainsi de progresser dans la compréhension de l’ensemble des nombreux contributeurs à la régulation de la fertilité chez les mâles, tels que ceux observés au niveau du système immunitaire ou encore pour lutter contre le stress oxydatif. Par ailleurs les résultats attendus ont également un intérêt biomédical, avec une transposition des résultats obtenus aux perturbations possibles des voies moléculaires impliquées dans l'altération du processus de spermatogenèse chez l'humain, qu'elles soient liées à des blessures ou des maladies et qui peuvent mener à l’infertilité.

Procédures

Chaque animal du projet aura 2 prélèvements successifs, réalisés sous anesthésie générale et à 3 mois d'intervalle. Les prélèvements consisteront en une biopsie testiculaire de 1mm² réalisée avec un dispositif stérile dédié, suivie d'un prélèvement sanguin réalisé à la patte arrière de l'animal, dans la limite de 200µL maximum de sang par animal et par prélèvement.

Impact sur les animaux

Les gestes associés à cette procédure sont maîtrisés par les expérimentateurs et réalisés sous contrôle vétérinaire. Seuls les individus mâles adultes ne présentant aucune contre-indication vétérinaire et n'étant pas programmés pour contribuer à l'effort reproducteur annuel participeront à ce projet. De plus, un contrôle quotidien renforcé sera réalisé les jours suivant l’échantillonnage afin de s’assurer de la bonne cicatrisation des zones de biopsie et de l’absence d’interactions antagonistes au sein des groupes. Un enrichissement adapté et renforcé sera mis en place dans les hébergements concernés. Les produits vétérinaires utilisés dans cette procédure sont régulièrement utilisés au sein du laboratoire et les effets secondaires potentiels sont bien identifiés. Enfin, une étude pilote sur 2 animaux sera menée en amont afin de s'assurer du maintien du bien-être animal sur le long-terme et de valider la mise en place de la procédure expérimentale d'échantillonage sur la majorité des animaux (N=20) concernés par ce projet.

Devenir

A l'issue de l'unique procédure de ce projet qui sera appliquée 2 fois sur une durée de 3 mois, les 22 animaux du projet retourneront dans la population.

Remplacement

Il n'est pas possible de remplacer l'utilisation des animaux par des méthodes alternatives compte-tenu de la nature des processus explorés. L'animal utilisé dans ce projet est un modèle particulièrement adapté à l’étude de l’influence de la saisonnalité sur la spermatogenèse chez les primates, car il est soumis à une compétition spermatique extrême lors de la saison de reproduction qui est très courte. Les mâles participent à une compétition intense pour l’accès à l’accouplement, sachant que les femelles vont s’accoupler avec plusieurs mâles lors de la période de reproduction. A cause de cette très forte compétition spermatique, les mâles ont un des plus haut ratio taille des testicules/ taille du corps chez les primates ; leurs testicules vont augmenter de 4 à 5 fois leur volume initial en préparation de la saison de reproduction. Ce processus démarre 2 à 3 mois avant l’entrée des femelles en oestrus et la spermatogenèse est totalement arrêtée au cours de la saison de repos.

Réduction

Nous collecterons 44 biopsies testiculaires et 44 échantillons sanguins sur 22 mâles adultes au total (phase pilote + expérimentale). Chaque mâle sera donc échantillonné à deux reprises: au cours de la réactivation de l’activité sexuelle (quelques semaines avant l'accouplement) puis lorsque l’axe reproducteur est complètement actif (pendant la période d'accouplement). Ces deux périodes de l’année correspondent à des états physiologiques, et en particulier de l’axe reproducteur, très contrastés et très bien documentés, qui supplanteront la potentielle variabilité inter-individuelle. Comme nous souhaitons réaliser du séquençage ARN sur ces échantillons, ce nombre d'individus total est conditionné par le fait qu'une analyse de puissance de l'expression génique différentielle attendue a été effectuée.

Raffinement

Une étude pilote va être menée sur 2 individus en amont du projet afin de valider la procédure et de s'assurer du maintien du bien-être animal après la procédure. Tous les produits vétérinaires utilisés dans la procédure sont connus et leurs effets sont maîtrisés par les expérimentateurs. Dès l'apparition éventuelle d'inconfort, ou de souffrance (absence d’alimentation, prostration, agressivité anormale, réaction à la palpation), l'animal sera sorti du projet et un suivi vétérinaire sera enclenché. D'un point de vue zootechnique, un enrichissement adapté sera développé au sein des zones d'hébergements concernées afin de limiter les intéractions antagonistes qui existent de manière naturelle entre les animaux, notamment lors de la periode de reproduction. Ainsi des cachettes supplémentaires seront ajoutées, les zones de fourragements seront multipliées et le taux d'occupation des hébéregement pourra être diminué si nécessauire.

Choix des espèces

Outre sa proximité phylogénétique avec l’humain, l'espèce utilisée dans ce projet est un modèle particulièrement adapté pour l’étude des mécanismes impliqués dans le contrôle de la reproduction, qui est saisonnière même en captivité, ce qui est rendu possible par un contrôle du régime photopériodique. Seuls des animaux mâles adultes, matures sexuellement (entre 2 et 4 ans) et n'étant pas programmés pour contribuer à l'effort reproducteur annuel seront échantillonnés. Les résultats attendus ont un intérêt biomédical, avec une transposition des résultats obtenus aux perturbations possibles des voies moléculaires impliquées dans l'altération du processus de spermatogenèse chez l'Homme, qu'elles soient liées à des blessures ou des maladies et qui peuvent mener à l’infertilité.

Tuées à la fin du projet pour que leurs muscles plantaires soient prélevés et analysés, 72 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les expérimentateurs leur sectionnent des tendons au cours d'une chirurgie de dix minutes sous anesthésie, afin de mettre le muscle plantaire en surcharge, et le porteur admet des douleurs modérées et un inconfort possibles les jours suivants. Six groupes reçoivent ensuite une injection quotidienne, pendant trois ou dix jours selon le groupe. Le projet cherche à comprendre pourquoi certaines fibres musculaires rapides ne grossissent jamais, et le porteur écarte les cultures cellulaires au motif qu'il reste "encore impossible" d'obtenir des fibres musculaires adultes in vitro.

Objectifs

Les muscles adultes peuvent être plus ou moins forts, et plus ou moins résistants à la fatigue, lors d’activités d’endurance. Ces caractéristiques dépendent de leur composition. En effet, il existe quatre types de fibres musculaires qui ont chacune des fonctions différentes : les fibres de type I ont une bonne résistance à la fatigue, tandis que les fibres IIb apportent de la force aux muscles. Les fibres IIa et IIx ont des capacités intermédiaires en termes de force et de résistance à la fatigue. Notre étude s’intéresse aux fibres IIb et IIx car ces fibres ne grossissent jamais beaucoup, même à l’entraînement. De plus, avec l'âge ou dans certaines maladies graves comme la sclérose latérale amyotrophique ou l’amyotrophie spinale infantile, ces fibres s'affaiblissent et disparaissent rapidement, entrainant une grande perte de force. Comprendre pourquoi ces deux fibres sont sensibles à l'affaiblissement et peu réactives à l'augmentation de volume est très important, notamment dans la lutte contre les effets du vieillissement. A la suite d’une surcharge d'activité sur le muscle plantaire, les fibres de type I et IIa grossissent, mais pas les fibres IIb. A sept jours de surcharge, deux substances sont libérées qui se lient à des récepteurs sur les différents types de fibres musculaires et pourraient aider à augmenter la masse musculaire. L’objectif de ce projet est de déterminer si ces molécules jouent un rôle clé dans le contrôle de la masse musculaire en bloquant leurs récepteurs dans les muscles soumis à un effort intense.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le contrôle de la masse et de la fonction musculaire impliqués dans plusieurs pathologies et d’améliorer la prise en charge des patients pour permettre à plus long terme d’améliorer la qualité de vie (favoriser le bien vieillir et l’autonomie). De manière plus large, nous nous intéressons à la résistance à l’hypertrophie des fibres musculaires glycolytiques à contraction rapide qui sont également touchées préférentiellement au cours du jeûne, dans les cachexies cancéreuses, la sclérose latérale amyotrophique, les insuffisances cardiaques.

Procédures

Les souris sont divisées en 6 groupes (G1,G2, G3, G4, G5, G6) et seront soumises aux interventions suivantes : - une chirurgie sous anesthésie générale et analgésie d'une durée de 10 min (tous les Groupes) - Une injection 1 fois par jour d'une durée de 1 minute pendant 10 jours (G1, G2 et G3), et pendant 3 jours (G4, G5 et G6)

Impact sur les animaux

Les animaux subiront une douleur légère liée et de courte durée liée aux injections. Les animaux opérés pourront ressentir des douleurs modérées et de l’inconfort liées à la lésion des tendons, la surcharge du muscle plantaire ainsi qu’à l’inflammation les jours suivant l’opération.

Devenir

Les animaux sont mis à mort à la fin du projet afin de récupérer les muscles plantaires et réaliser des analyses d'anatomie et de biologie moléculaire

Remplacement

Compte tenu du fait qu'il est encore impossible d'obtenir des fibres musculaires adultes en culture, le modèle animal reste indispensable pour étudier les effets de médicaments sur des organes.

Réduction

Les effectifs ont été calculés en utilisant une étude statistique garantissant la validité des données obtenues et l’utilisation d’un nombre réduit d’animaux. Les résultats seront analysés à l'aide de tests statistiques adaptés.

Raffinement

Les souris sont opérées sous anesthésie, analgésique pré et post opératoire. Les souris sont placées sur un plateau chauffant (37°C) pendant la période de réveil post opératoire. Une grille de score adaptée a été mise en place afin d’assurer cette surveillance durant toute toute la période du protocole. Un enrichissement sous forme de tubes et de maisons sera mis dans les cages. Les souris sont hébergées par groupe de 4 par cages et une visite par jour est effectuée entre les jours J0 et J13 puis une fois tous les 2 jours entre les jours 14 et 21.

Choix des espèces

L’hypertrophie musculaire induite par la surcharge d'activité est bien démontrée dans le modèle souris et il retrace ce qu'on observe chez l'homme. Les animaux sont utilisés à l'âge adulte (8 semaines) pour s’acquitter de l'effet de croissance chez des souris plus jeune qui sont encore en train de grandir.

Apporter aux autorités sanitaires les preuves d'innocuité exigées avant la mise sur le marché de dispositifs médicaux censés reconstituer le collagène de la peau : 300 rats sains vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à la fin pour prélever leur peau. Le dos rasé, chaque animal reçoit le même jour jusqu'à six injections d'hydrogels différents en sous-cutané ou en intradermique, sous anesthésie et après administration d'un analgésique opiacé. Le porteur présente cette accumulation de six produits sur un même individu comme une mesure de réduction qui divise par six le nombre d'animaux utilisés. Il énumère les limites des modèles de peau humaine, explants qui ne survivent que sept à huit jours et échantillons d'abdominoplastie au derme épaissi, pour conclure que l'évaluation chez l'animal reste "nécessaire".

Objectifs

Les traitements contre le diabète, l’obésité (anti-GLP1) ou l’infection par le virus du SIDA (VIH) ont pour effets secondaires une atrophie des tissus adipeux sous-cutanés (lipoatrophie) et un vieillissement cutané (perte de collagène) accéléré. L’infection par d’autres virus chroniques ainsi que certains troubles métaboliques peuvent aussi être à l’origine de ces effets. La perte de collagène est une cause sous-jacente majeure du vieillissement cutané observé chez ces patients. Il est donc nécessaire de développer des thérapies susceptibles de stimuler la régénération cutanée (production de collagène, régénération du tissu adipeux dermique) et de combler les zones atrophiées afin de limiter l’impact structurel. Ces effets secondaires présentent également un impact psychologique délétère qui dégrade fortement la qualité de vie de ces patients. Ce programme de recherche s’intéresse à caractériser chez le rat la régénération tissulaire et la stimulation de la fabrication naturelle de collagène grâce à de nouvelles formulations ou composés (efficacité), et vérifier l’absence de réactions inflammatoires délétères autour du site d’injection (innocuité). Ces études consistent à injecter, en une seule fois, par voie sous cutanée ou intradermique, plusieurs composés sous forme d’hydrogel à potentiel régénérateur de collagène, sur des sites différents d’un même animal, dans le but d’évaluer la réponse induite par la stimulation sur la peau. Afin d’évaluer et de caractériser cette réponse, des prélèvements post mortem de peau, seront ensuite réalisés tout au long de l’étude afin de suivre la régénération tissulaire dans le temps et de comparer la stimulation induite par différents composés ou formulations (augmentation du collagène, élastine et autres protéines de la matrice extracellulaire). Des prélèvements sanguins longitudinaux seront également possibles pour suivre certains biomarqueurs de l’activité tissulaire. La production de collagène supplémentaire est étudiable chez l’animal sain, et ces études seront donc réalisées sur animaux sains, en amont d’éventuelles études sur animaux présentant des anomalies cutanées comparables à celles observées chez les patients. Cela permettra donc de cribler au mieux plusieurs composés avec le minimum d’impact sur le bien-être animal, avant d’envisager des études plus impactantes pour le bien-être animal.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de tester de nouvelles formulations et composés pour une utilisation dont l’innocuité et l’efficacité doivent être testées avant des essais cliniques. Les expériences menées chez le rat, qui représente un système d’essai physiologiquement proche de l’homme, permettront l’introduction en clinique de nouvelles stratégies pour la régénération tissulaire cutanée dans le cadre des lipoatrophies. Un bénéfice supplémentaire sera de sélectionner un nombre réduit de composés candidats qui seront testés sur des modèles pathologiques plus complexes.

Procédures

Les animaux (rats) seront exposés à des composés multiples. Les zones à injecter seront rasées (manipulation de 5 minutes) ce qui pourrait créer une légère rougeur transitoire. Les animaux recevront le même jour et une seule fois dans toute la procédure, plusieurs injections successives en sous-cutané ou intradermique de produits non dispersibles sur des sites différents localisés sur le dos de l’animal (maximum 6 sites = 6 injections pour le rat) en respectant le volume d’administration maximum recommandé par la SBEA sur une journée (ex : rat en sous cutané). Pour les traitements multiples et pour les intradermiques une administration préalable d’un analgésique opiacé en sous cutané sera réalisée (30 min avant) et l’administration des composés sera ensuite réalisée sous anesthésie à l’isoflurane. Les traitements seront administrés sous anesthésie d’un total d’enviton 30 minutes. Les animaux seront observés tous les jours, et pesés au minimum 1 fois par semaine (manipulation de 5 minutes). Le site d’injection sera observé sur les quelques jours suivant l’administration pour surveiller l’absence de réactions dans la zone (par ex. irritation, pétéchie, œdème, érythème…), effets cependant extrêmement peu probables, et l’état général des animaux sera vérifié. Lorsqu’ils sont nécessaires, les prélèvements sanguins sont de faibles volumes et seront réalisés à l’aide de la méthode la moins invasive possible (manipulation de 5 minutes sans anesthésie ou anesthésie d’un total de 30 minutes). En fin de projet, les animaux seront euthanasiés. Un prélèvement de sang terminal en intracardiaque pourra être réalisé sous anesthésie générale profonde puis des prélèvements d’organes pourront être effectués après mise à mort.

Impact sur les animaux

Dans ce projet, aucun effet sur l’évolution du poids des animaux n’est attendu. Les animaux seront rasés au niveau des sites d’injection. Une rougeur pourra être présente juste après le rasage. Les animaux recevront plusieurs traitements en une seul occurrence sur des sites différents . Des douleurs transitoires aux différents sites d’injection peuvent être observés, nécessitant administration d’un analgésique. Nous n’attendons pas d’effets nuisibles au site d’injection, cependant nous surveillerons l’apparition éventuelle de signes d’irritation de la peau, de lésions cutanées, pétéchies, d’érythèmes, nécroses cutanées, d’œdèmes ou toute autre altération macroscopique de la peau. Au cours d’une étude, les animaux seront manipulés principalement pour des mesures de poids qui pourront entraîner un stress que l’on peut considérer comme faible. Le jour de la formation des groupes, les animaux seront potentiellement mis avec de nouveaux congénères. Cela pourra engendrer un stress modéré de 1-2 jours. Lorsqu’ils sont nécessaires, les prélèvements sanguins sont de faibles volumes et seront réalisés à l’aide de la méthode la moins invasive possible.

Devenir

En fin de procédure, les animaux seront mis à mort pour permettre la récupération de différents échantillons biologiques d’intérêt (notamment peau).

Remplacement

Des modèles in vitro permettent d’étudier certains processus de régénération tissulaire et sont utilisés pour pré-sélectionner les composés les plus intéressants. Ces études sont réalisées en amont dans nos laboratoires. Cependant, aucune ne reproduit la complexité observée in vivo, et les meilleurs composés sélectionnés in vitro doivent être évalués in vivo. En effet, il est possible de travailler dans un premier temps avec des modèles 3D de peau, des cultures de cellules de tissu adipeux et des échantillons de peau humaine mais ceux-ci présentent plusieurs limites : - Toxicité des gels sur cellules isolées du fait de l’absence de matrice extra-cellulaire - Modèles incomplets ne récapitulant pas tous les effets (par exemple inflammation) - Origine de la peau : les échantillons proviennent de chirurgies de type abdominoplasties et présentent donc en général un derme hypertrophié et non hypotrophié (patients en surpoids) - Durée de vie des explants : les échantillons de peau ne peuvent survivre qu’environ 7-8 jours, ne permettant pas une évaluation sur le long terme De plus, s’agissant de dispositifs médicaux, des preuves d’innocuité et d’efficacité doivent être apportées aux autorités sanitaires avant essais cliniques et mise sur le marché. C’est pourquoi l’évaluation chez l’animal de la régénération tissulaire par biostimulation de composés chimiques ou biologiques est nécessaire, pour sélectionner le meilleur composé avant un passage en phase clinique chez l’Homme.

Réduction

Dans les études de ce projet, les animaux seront répartis en groupes expérimentaux (en général de 6 à 8 animaux) selon le poids en début d’étude (randomisation). Grace à l’injection de plusieurs composés sur un même animal (maximum 6, sous forme de matrices hydrogel restant au niveau de l’emplacement d’injection sous-cutanée), le nombre d’animaux utilisé en est d’autant réduit. En pratique, le nombre d’animaux utilisés est divisé par 6 si on ne se limite pas à un produit par animal. Le nombre d’animaux nécessaire par groupe a été estimé sur la base de tests statistiques.

Raffinement

Pour évaluer d’une façon sensible l’état de souffrance et établir les points limites, la spécificité du modèle est prise en compte. Les expérimentateurs sont formés pour reconnaître ces signes (comportement, masque facial de douleur). Les personnes en charge du bien-être et du soin des animaux veillent au respect des points limites. Un système d’alerte est mis en place pour statuer sur la mise à mort de l’animal. Les traitements simultanés sur plusieurs sites en sous-cutané ou intradermique sur un même animal sont réalisés sous anesthésie générale précédé d’une analgésie (30 minutes minimum avant). Pour l’administration intradermique, la zone sera préalablement stérilisée. La possibilité de réaliser les intradermiques par « microneedling » sera évaluée, afin de répartir le volume au niveau des sites d’injection ID . De l’enrichissement est utilisé dans toutes les cages dès l’arrivée des animaux dans l’animalerie (nids, jouets en bois, niche). Des graines de tournesol pourront être utilisées comme enrichissement positif après la manipulation des animaux. Lorsqu’ils sont nécessaires, les prélèvements sanguins sont de faibles volumes et seront réalisés à l’aide de la méthode la moins invasive possible. Les volumes et fréquences d’administration et de prélèvement sont conformes aux bonnes pratiques et aux recommandations de la SBEA. Toutes les techniques sont réalisées par du personnel formé et compétent. Les prélèvements d’organes/tissus sont réalisés après mise à mort de l’animal. En cas d’apparition de signes cliniques indésirables, les animaux seront observés quotidiennement et des mesures seront mises en œuvre pour arrêter, minimiser ou diminuer la souffrance et/ ou détresse de l’animal.

Choix des espèces

Les études à l’aide des rongeurs, notamment les rats, sont utilisées pour l’exploration de la régénérescence tissulaire ou l’évaluation de l’efficacité de tout nouveau composé stimulateur de la régénérescence, qu’il soit d’origine chimique, issu de la biotechnologie ou naturel. La connaissance de la peau des rongeurs et de son organisation extracellulaire, conduit à une meilleure connaissance du même système chez l’Homme et permet d’explorer de nouvelles pistes pour la médecine. Les animaux seront immunocompétents pour répondre à l’objectif du projet et se rapprocher le plus possible du phénomène de régénérescence tissulaire humaine. De plus, le rat en raison de sa taille, est l’espèce la plus adaptée à ce projet pour la co-implantation de plusieurs matrices simultanées (réduction). Les rats sont par ailleurs de loin l’espèce la plus utilisée dans la littérature pour ce type d’évaluation, permettant de comparer les données obtenues avec la littérature. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (8 semaines minimum lors de leur première manipulation). Des animaux adultes seront utilisés afin qu’ils aient leur poids et leur morphologie adultes et afin qu’ils présentent une peau et un système immunitaire matures.

Trente-trois séances de contention dans le noir, la queue glissée dans un manchon de mesure, répétées trois jours d'affilée toutes les quatre semaines de la douzième à la cinquante-deuxième semaine de vie : 4 864 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélèvement d'organes. Certains groupes reçoivent une alimentation très riche ou très pauvre en sel, ou un glucocorticoïde dans l'eau de boisson, pendant deux semaines. Le projet porte sur le rôle de trois gènes dans la fonction de la glande surrénale et l'hypertension artérielle, que le porteur juge "impossible à analyser in vitro". L'effectif par groupe double, de huit à seize souris, parce que la surrénale est trop petite pour être coupée en deux et fournir assez de matériel.

Objectifs

L’hypertension artérielle est un facteur de risque cardiovasculaire qui affecte jusqu’à 45% de la population. Bien qu’il existe un large arsenal thérapeutique, le contrôle optimal de la pression artérielle n’est pas atteint chez quasiment deux tiers des patients. Ces dernières années des gènes responsables d’hypertension ont été identifiés ainsi que des gènes de prédisposition au développement de formes secondaires d’hypertension artérielle. L’étude du rôle de ces gènes est indispensable pour mieux comprendre les causes de cette hypertension artérielle et identifier de nouvelles cibles thérapeutiques plus efficaces. L’objectif de ce projet est d’étudier le rôle de trois nouveaux gènes et de l’interaction de deux de ces gènes identifiés comme jouant un rôle dans le développement d’hypertension artérielle et dans la réponse physiologique de la glande surrénale à des modification de l’apport sodé ou en glucocorticoïdes.

Bénéfices attendus

Ce projet devrait permettre de comprendre le rôle de différents gènes identifiés comme impliqués dans l’hypertension dans la réponse adaptative aux variations des apports sodés ou des apports en glucocorticoïdes. Une meilleure compréhension des mécanismes responsables du développement de certaines formes d’hypertension artérielle permettra d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et ainsi d’améliorer la prise en charge de patients.

Procédures

Des mesures de pression artérielle sur souris vigile seront réalisées toutes les 4 semaines chez des souris de 12 à 52 semaines : L’animal sera placé dans un dispositif de contention, dans le noir. La queue de l’animal sera placée dans le manchon (« capteur de pouls ») afin d’enregistrer la pression. L’ensemble du protocole dure environ 15 minutes et est répété 3 jours d’affilé. Ce geste sera répété toutes les 4 semaines, soit 33 fois au cours de la vie de l'animal. Certains groupes d’animaux recevront une alimentation riche ou pauvre en sel ou un glucocorticoîde dans l’eau de boisson pendant 2 semaines. Un prélèvement unique de sang sera réalisé sous anesthésie profonde. Ce geste dure 1 minute). L’injection du mélange anesthésique sur souris vigile, réalisé avant le prélèvement de sang dure moins de 30 secondes.

Impact sur les animaux

La contention de l’animal lors des mesures de pression artérielle peut engendrer un stress. L’injection du mélange anesthésique peut entrainer une douleur et un stress de courte durée. Le prélèvement de sang ainsi que la contention pré anesthésie peuvent occasionner une douleur et un stress de courte durée.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort afin de prélever différents organes qui seront analysés par différentes approches.

Remplacement

Bien que des approches in vitro aient été développées pour étudier la fonction de gènes impliqués dans le développement de l’hypertension ou de gènes de prédisposition au développement de l’hypertension, le modèle animal seul permet de reproduire la complexité des réactions mises en jeu dans le développement de l’hypertension.

Réduction

A partir de données de la littérature, de l’expérience du laboratoire et des analyses de puissance statistique, il a été déterminé un nombre minimum de 8 souris par groupe expérimentale. Cependant la taille de la surrénale ne permet pas de couper le tissu en deux pour réaliser toutes les expériences souhaitées sur un même tissu. Il est donc nécessaire de prévoir 16 animaux par lot au lieu de 8 pour avoir assez de matériel et garantir une analyse statistique fiable. Les analyses observationnelles seront complétées et vérifiées par les approches in vitro.

Raffinement

Les animaux seront hébergés en cages enrichies dans l’animalerie où les conditions d’hébergement et d’élevage sons standardisées et contrôlées durant toute la vie de la souris. Les animaux sont maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi. La souffrance animale sera réduite au maximum par l’utilisation d’analgésiques adaptés. Une surveillance journalière sera mise en place et une grille d’évaluation établie afin de permettre de mettre fin à l’expérimentation de façon anticipée. Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne par les expérimentateurs ou par le personnel technique qualifié de l’animalerie pour repérer l’éventuelle apparition de signes de souffrance ou de mal-être.

Choix des espèces

La souris (Mus Musculus) est un modèle de choix, en raison de ses caractéristiques génétiques et physiologiques proches de l'homme, ainsi que la facilité avec laquelle son génome peut être manipulé et analysé. Ce raisonnement s'applique tout particulièrement à l'étude de l’hypertension artérielle, maladie complexe et impossible à analyser in vitro. Afin de pouvoir suivre le développement post-natal de la glande surrénale ainsi que l’effet de différents régimes sodés ou de l’apport en glucocorticoïdes, il est nécessaire d’utiliser des animaux jeunes, entre 2 et 9 semaines. Au-delà, un cycle complet de transdifférenciation du cortex de la surrénale a eu lieu et les analyses sont donc moins pertinentes. Le développement d’une hypertension artérielle est un processus long, justifiant de suivre les souris sur plusieurs mois (jusqu’à l’âge de 52 semaines).

Deux à quatre injections dans les muscles des pattes arrière, pratiquées sur des rats dont les muscles sont déjà lésés par une dystrophie de Duchenne, avec un antalgique renouvelable toutes les douze heures pendant deux à trois jours. 52 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour analyses génétiques, histologiques et moléculaires. Le porteur écrit pourtant qu'"aucun effet indésirable significatif n'est attendu" et que la méthode n'a montré ni toxicité ni effet secondaire. Le bénéfice visé, renforcer assez la force des bras et des doigts pour manipuler un fauteuil roulant, reste un objectif de long terme conditionné à la confirmation des résultats précliniques.

Objectifs

Les dystrophies musculaires constituent un groupe de maladies génétiques rares et graves pouvant affecter différents tissus, principalement le muscle squelettique. L’une des formes les plus sévères, la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD), est causée par des anomalies du gène codant la dystrophine, une protéine essentielle au bon fonctionnement des fibres musculaires. En l’absence de cette protéine, les muscles s’affaiblissent progressivement, entraînant d’abord une perte de la capacité à marcher, puis des complications respiratoires et cardiaques. À ce jour, aucun traitement curatif n’est disponible, bien que plusieurs pistes thérapeutiques soient activement explorées. Certaines approches visent la réparation ciblée des mutations génétiques, afin de corriger le gène défectueux. Dans ce contexte, le système CRISPR-Cas9, souvent appelé « ciseaux moléculaires », offre une capacité puissante pour modifier l’ADN de manière précise, en supprimant ou insérant des fragments de séquence afin de corriger les mutations responsables. L’une des principales difficultés demeure la délivrance efficace et sûre de cet outil dans les cellules musculaires. Ce projet propose d’évaluer une méthode innovante d’administration du CRISPR-Cas9, reposant sur l’introduction directe et transitoire de la protéine Cas9 – ainsi que d’autres composants d’édition génétique – dans les cellules musculaires, de façon non toxique et sécurisée. L’objectif est de tester l’efficacité de cette approche chez un modèle animal présentant des symptômes et caractéristiques similaires à ceux des patients, afin de déterminer si cette méthode permet de restaurer la production de dystrophine à différents stades de la maladie. Le protocole inclura également l’évaluation de l’impact des administrations successives (deux injections) en comparaison avec une administration unique. Bien que ce type de thérapie ne constitue pas une guérison définitive, il peut être envisagé comme une option complémentaire aux traitements existants. L’objectif à long terme est de développer cette approche comme une thérapie permettant, par exemple, de renforcer la force des bras pour manipuler les fauteuils roulants, ou celle des doigts pour saisir des objets et utiliser les commandes des fauteuils, améliorant ainsi l’autonomie quotidienne et la qualité de vie des patients.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à valider l’efficacité et la sécurité d’une méthode innovante d’administration des outils d’édition génique directement dans les cellules musculaires, dans un modèle de dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). L’objectif principal est de démontrer que cette approche, appliquée à des muscles spécifiques, permet de restaurer la production de dystrophine et d’induire une amélioration de la force musculaire, contribuant ainsi à renforcer la fonction motrice. Un avantage majeur de cette méthode, selon les données préliminaires, est qu’elle n’active pas le système immunitaire, ce qui permet des administrations répétées pour renforcer l’effet thérapeutique sur un même muscle ou pour traiter différents muscles. De plus, la stratégie sera testée à différents stades de la maladie (précoce et avancé), afin d’évaluer son efficacité tout au long de l’évolution de la dystrophie. Cela ouvre la possibilité d’une application chez des patients d’âges variés, y compris ceux présentant une forme avancée de la maladie. En ciblant des muscles spécifiques plutôt qu’en diffusant le traitement de manière systémique, cette approche se positionne comme un traitement complémentaire, visant à améliorer l’autonomie et la qualité de vie des patients. À long terme, si les résultats précliniques se confirment, cette stratégie pourrait ouvrir la voie à des essais cliniques chez l’humain, avec l’objectif d’aider les patients à renforcer la force des bras pour manipuler les fauteuils roulants, ou celle des doigts pour saisir des objets et utiliser les commandes, facilitant ainsi les activités quotidiennes et l’indépendance. Ainsi, ce projet pourrait poser les bases d’une thérapie innovante et sûre, capable d’améliorer durablement la qualité de vie des patients et de leurs familles.

Procédures

Dans ce projet, le traitement sera administré par injection dans un muscle de chacune des pattes arrière, soit deux injections par animal, ou quatre dans le cas de doses répétées. Toutes les injections seront réalisées sur des animaux préalablement traités avec un médicament contre la douleur. Ce traitement pourra être répété toutes les 12 heures pendant deux à trois jours, uniquement si des signes de douleur sont observés. À la fin de la procédure, un prélèvement sanguin sera effectué sur des animaux complètement endormis (anesthésiés au moyen d’une injection). Ce prélèvement sera réalisé une seule fois pour chaque animal. Chaque injection sera effectuée en moins d’une minute, et le prélèvement sanguin en moins de trois minutes. Au total : - 36 animaux, chacun recevant 2 à 7 injections d’un médicament contre la douleur et 2 injections du traitement, une dans chaque patte. - 16 animaux, avec 3 à 13 injections d’un médicament contre la douleur et 4 injections avec le traitement, deux dans chaque patte.

Impact sur les animaux

Des études antérieures utilisant cette méthode ont montré l’absence d’effets toxiques ou secondaires liés à l’administration du traitement. Par conséquent, aucun effet indésirable significatif n’est attendu chez les animaux dans le cadre de ce projet. L’administration dans le muscle peut toutefois provoquer une légère gêne ou douleur, en particulier chez des animaux présentant déjà des lésions musculaires. Deux types des interventions seront réalisées : 1. L’administration d’un médicament anti-douleur, qui ne devrait pas entraîner de gêne notable. 2. L’administration du traitement dans un muscle de chaque patte arrière. Ces interventions peuvent provoquer une douleur locale transitoire. Ils seront effectués chez des animaux âgés de 4, 12 et 16 semaines, à un stade où les muscles sont peu (4 semaines) ou modérément (12 et 16 semaines) affectés, avec un impact très limité ou plus marqué respectivement, selon l’âge. Les animaux seront suivis jusqu’à un âge compris entre 3 et 6 mois, avant l’apparition des symptômes les plus graves de la maladie (vers 9 mois), afin de limiter autant que possible leur souffrance liée à l’évolution naturelle de la pathologie.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de la procédure afin de prélever les échantillons nécessaires aux analyses génétiques, histologiques et moléculaires.

Remplacement

La dystrophie musculaire de Duchenne touche plusieurs organes interconnectés (muscle, cœur, cerveau, tube digestif), mais le muscle squelettique est l’un des plus affectés. La méthode thérapeutique proposée est une approche innovante d’administration des outils d’édition génique dans les cellules musculaires, permettant de corriger de manière précise le gène défectueux responsable de cette maladie. Aucun produit n'est testé chez nos animaux sans qu’un mécanisme et un effet biologique robustes aient été préalablement établis. Avant les essais précliniques sur les animaux issus de nos lignées modèles, l’efficacité et la sécurité de cette thérapie ont été testées sur des cultures de cellules musculaires (in vitro), avec des résultats très encourageants : la méthode montre une forte efficacité pour modifier le gène défectueux, sans altérer la santé ni le fonctionnement normal des cellules. De plus, afin d’évaluer l’efficacité et la toxicité dans un organisme entier, cette stratégie a été testée in vivo sur un modèle animal de plus petite taille, confirmant que la méthode permet d’introduire efficacement les outils de réparation dans les fibres musculaires, sans toxicité, sans effets secondaires visibles et sans déclencher de réponse immunitaire chez les animaux traités. Le présent projet cherche à valider cette stratégie (en termes d’efficacité et d’innocuité) chez un organisme mammifère sévèrement atteint par la maladie, plus proche de la réalité humaine, et présentant des signes cliniques similaires à ceux observés chez les patients (perte musculaire, faiblesse et évolution progressive de la maladie), y compris dans la complexité de la réponse de l’organisme à l’administration du traitement.

Réduction

Lors des essais précliniques, le traitement de moins de 10 individus permet généralement d’obtenir des données suffisantes pour confirmer ou infirmer un effet majeur d’un candidat médicament sur l’évolution de la maladie. Des analyses statistiques ont été réalisées, permettant de réduire le nombre moyen d’animaux nécessaires pour répondre aux questions biologiques posées lors des expérimentations. Pour les objectifs de ce projet, nous avons mis en place des procédures pilotes et en cascade, permettant de n’utiliser que le nombre d’animaux strictement nécessaire selon la progression du projet. Le nombre d’animaux témoins pour les procédures pilotes a été réduit au minimum, tout en permettant que leurs données soient analysées et intégrées dans notre banque d’échantillons.

Raffinement

Les animaux sont habitués dès leur plus jeune âge à des manipulations douces et régulières. Ils sont hébergés par groupes de deux ou plus, dans un environnement enrichi afin de prévenir l’ennui et le stress. Pour anticiper tout signe de douleur, des critères de suivi du bien-être ont été établis et sont évalués quotidiennement, y compris les week-ends et jours fériés. Ces critères portent sur l’aspect général des animaux (pelage, yeux), leur comportement (mobilité) et leur état général (masse corporelle). En cas de signes de douleur, des mesures sont mises en place : surveillance renforcée biquotidienne et administration de médicaments visant à atténuer ou supprimer la douleur. Dans le but de prévenir toute souffrance animale, des points limites ont été établis et feront l’objet d’un suivi rigoureux, avec application immédiate de procédures préétablies. Par ailleurs, pour réduire au maximum le stress lié aux manipulations ou aux tests, les animaux sont préhabitués et familiarisés avec l’expérimentateur 2 à 3 jours avant le début des procédures, afin d’éviter toute réaction de peur ou de stress lors des manipulations scientifiques.

Choix des espèces

Le rat est un mammifère appartenant à la même classe que l’être humain. Cette proximité évolutive en fait un modèle particulièrement apprécié pour la recherche biomédicale. Il partage de nombreux aspects anatomiques et physiologiques avec l’homme, notamment la constitution et le fonctionnement des organes ainsi que les processus métaboliques. Grâce aux outils génétiques récents, le rat est devenu un modèle de choix pour l’étude des troubles musculaires. Les modèles de rat reproduisent de manière très fidèle ce type de maladies humaines, tout en conservant les avantages des rongeurs : courte durée de gestation, taille raisonnable et longévité compatible avec l’évaluation à long terme des médicaments sur des individus âgés. Le rat constitue ainsi un excellent complément aux autres modèles animaux, permettant de mieux comprendre la physiopathologie et d’évaluer l’efficacité et la sécurité de nouvelles thérapies. Les animaux seront âgés de 1 et 3 mois au moment de la procédure, correspondant aux stades précoce et avancé de la maladie. Ces stades permettent d’explorer les muscles et d’évaluer l’effet de la thérapie à la fois fonctionnellement et morphologiquement, en tenant compte des différents degrés de progression pathologique.