Procédures modérées

Gardées vivantes à l'issue de l'essai pour le renouvellement du troupeau et réutilisables dans d'autres essais, 6 vaches laitières Prim'Holstein vont être utilisées dans des procédures déclarées d'un niveau de souffrance modéré. Elles passent douze semaines à l'attache, la mobilité restreinte pour permettre la collecte totale de l'urine et des fèces cinq jours d'affilée par période, avec trois prélèvements de sang à la veine de la queue. Le porteur écrit pourtant que les régimes testés ne sont pas de nature à entraîner une douleur ou une souffrance. L'objet est zootechnique, mesurer la digestibilité de mélanges d'ensilage de luzerne et de maïs, et il affirme qu'aucune autre approche ne peut remplacer la vache pour étudier ces flux de matière et d'azote.

Objectifs

L’élevage laitier se trouve de plus en plus confronté à la problématique du changement climatique, sous contraintes environnementales, avec le souci de réduire l’utilisation d’intrants et d’accroître l’efficience d’utilisation des ressources. Dans ce contexte en mutation, il est reconnu que la luzerne a une place de choix, comme fixatrice d’azote atmosphérique, et pour sa capacité à apporter des protéines produites de façon durable dans l’alimentation des ruminants. Une meilleure utilisation de la luzerne sous forme d’ensilage pourrait être une réponse adaptée au contexte changeant actuel, si les conditions de son utilisation sont mieux définies, notamment en termes de valorisation par l’animal. En effet, les conséquences d’associer l’ensilage de luzerne et celui de maïs sur les performances animales, la possibilité de réduire les intrants, la valorisation des fourrages et l’efficience d’utilisation de l’azote doivent être approfondies. Cet essai aura pour but d’évaluer la valorisation énergétique (digestibilité) et protéique (déjections) à l’échelle de la vache laitière lorsque celle-ci est nourrie avec des mélanges d’ensilage de luzerne et de maïs selon des proportions variables. Trois traitements expérimentaux seront comparés : 2 traitements diffèrent en termes de proportions des fourrages étudiées : 25%, ou 50% d’ensilage de luzerne pour respectivement 75% ou 50% d’ensilage de maïs et un troisième traitement avec 25% d’ensilage de luzerne et 75% d’ensilage de maïs, avec 200 g d’urée pour apporter plus d’azote dégradable pour les bactéries dans le rumen.

Bénéfices attendus

L’influence des régimes sur l’ingestion et la digestibilité des rations sera évaluée afin d’estimer l’efficience alimentaire, la valorisation de l’énergie et de l’azote ingérées, et les pertes d’azote vers l’environnement. Cela nous aidera à mieux valoriser ces fourrages pour nourrir les vaches laitières de façon plus durable en augmentant la diversité fourragère et l’autonomie protéique des élevages laitiers, et en réduisant les intrants de type tourteau de soja.

Procédures

Cet essai concerne des animaux vigiles qui seront hébergés en stabulation entravée, durant 12 semaines (3 semaines de mesures de référence, puis 3 périodes de 3 semaines chacune). Les vaches seront nourries à volonté et traites 2 fois par jour. Lors des mesures de bilan ingestion-excrétion d’azote, un prélèvement sanguin sera réalisé à la veine caudale, à raison de 1 par période et par vache (soit 3 au total), chaque prélèvement de sang durant 5 minutes maximum (nettoyage de la peau et prélèvement de sang). Des collectes totales d’urine et de fèces seront aussi réalisés pendant 5 jours consécutifs par période, en continu.

Impact sur les animaux

Le dispositif de collecte de l’urine et des fèces nécessite de restreindre la mobilité des animaux, ce qui contraint de les garder à l’attache le temps de l’expérimentation. Les vaches seront attachées par leur licol avec une longueur de chaîne suffisante pour qu’elles puissent tourner la tête librement en position debout ou couchée, comme cela est pratiqué dans certains élevages. Lors des mesures de bilan ingestion-excrétion d’azote, un prélèvement sanguin sera réalisé à la veine caudale, à raison de 1 par période et par vache (soit 3 au total), chaque prélèvement de sang durant 5 minutes maximum (nettoyage de la peau et prélèvement de sang).

Devenir

Les animaux n’ayant subi aucune intervention invasive, ni traitement susceptible d’avoir des effets importants sur leur santé et/ou survie, seront conservés afin de participer au renouvellement ultérieur du troupeau et pourront être réutilisés dans de nouveaux essais. Ceci se fera sous la responsabilité du responsable des installations expérimentales. Le suivi sanitaire régulier par le vétérinaire traitant permettra de garantir que ceci soit possible.

Remplacement

Il n’est pas possible de remplacer les animaux par une autre approche pour cet essai car le but est d’étudier les flux de matières, d’énergie et d'azote à l'échelle de la vache, incluant des mécanismes in vivo de recyclage/mobilisation/interactions digestives notamment au sein du rumen.

Réduction

Le schéma expérimental en carré latin ainsi que l'analyse statistique des données permettront de répondre aux objectifs scientifiques tout en limitant le nombre de vaches à 6 dans ce projet. L’utilisation d’un carré latin permet que chaque animal soit son propre témoin, pour ainsi réduire le plus possible le nombre de vaches tout en gardant une puissance statistique suffisante pour montrer les effets des traitements expérimentaux.

Raffinement

Les animaux seront élevés et suivis conformément aux règles d’élevage et de bonnes pratiques en place dans l’élevage. Un suivi régulier du comportement des animaux sera mis en place pour détecter le plus rapidement possible tout signe de souffrance ou de douleur. Les animaliers chargés du suivi ont tous une solide formation en élevage laitier et sont sensibilisés à la douleur animale. Le suivi régulier par le vétérinaire sanitaire assure également la bonne santé des animaux. En cas de problèmes détectés, les animaux seront soignés selon les prescriptions du vétérinaire. Les régimes testés, classiques, ne sont pas de nature à entraîner une douleur ou une souffrance.

Choix des espèces

La problématique de l’étude, spécifique aux vaches laitières, nécessite de travailler avec cette espèce. Les vaches seront de race Prim’Holstein. Il s’agit de la race de vache laitière la plus répandue en France et dans le monde. Les résultats de ce projet ont vocation à être diffusés au niveau international. Les vaches seront en milieu de lactation afin de déterminer les effets des traitements sur les performances zootechniques et la composition du lait.

Pour comparer trois crèmes brevetées à un placebo et à une crème de pharmacie, 50 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. Une plaie leur est ouverte sur le dos sous anesthésie et maintenue ouverte par un anneau de silicone posé autour, pour empêcher la peau de se contracter. Pendant trois semaines, chacune vit seule en cage, anesthésiée trois fois par semaine le temps d'être photographiée et traitée, jusqu'à cicatrisation complète. Un point limite atteint fait mettre l'animal à mort avant la fin de l'étude, sans que le porteur précise lequel.

Objectifs

Les plaies cutanées chroniques représentent un problème de santé publique important avec en France près de 50 000 patients atteints d’ulcère de jambe, 40 000 diabétiques avec une plaie du pied et 350 000 escarres. Leur prise en charge induit des coûts importants liés à la chronicité de ces plaies. Les soins sont prolongés, le matériel est parfois coûteux, le temps infirmier nécessaire est important, les arrêts de travail et les hospitalisations sont longues. De plus, ces plaies chroniques ont toujours un retentissement majeur sur la qualité de vie du patient. L’objectif de ce projet est d’évaluer in vivo chez la souris de nouveaux dispositifs médicaux sous forme de crèmes qui seront appliqués directement sur les plaies cutanées. Des études effectuées sur modèles cellulaires et modèles de peau reconstruite ont permis de démontrer des activités pro-cicatrisante et anti-inflammatoire des principes actifs sélectionnés qui composeront les 3 formulations de crème à évaluer. Ce projet constituera la toute première évaluation sur un modèle de plaie cutanée chez la souris de ces formulations sous forme de crème, en comparaison avec un placebo et une crème de référence disponible en pharmacie. Les traitements débuteront dès la fin d’induction des plaies cutanées et seront effectués jusqu’à cicatrisation complète de celles-ci. A l’issue de l’étude, des analyses biologiques seront effectuées sur le sang, la peau cicatrisée et des organes vitaux. Les résultats de ce projet permettront de sélectionner la ou les formulations de crème ayant la meilleure efficacité pour en poursuivre leur développement préclinique et envisager par la suite un développement clinique afin de proposer une nouvelle thérapie pour le traitement de plaies cutanées chroniques.

Bénéfices attendus

La cicatrisation des plaies cutanées est un phénomène naturel de reconstruction de la barrière cutanée mais si les plaies sont mal soignées, cela peut aboutir à des complications. La cicatrisation cutanée fait intervenir différentes phases qui entrainent la disparition de la lésion et le remplacement des cellules atteintes par des cellules saines. Les plaies chroniques qui ne cicatrisent pas, les plaies chirurgicales, les ulcères du pied chez le diabétique, les ulcères veineux… représentent un fardeau pour les patients, les professionnels de la santé et les systèmes de soins de santé, affectant plus de 40 millions de patients et induisant des coûts d’environ 50 milliards d’euros annuellement, et avec un taux de mortalité plus élevé que dans la population générale, pouvant atteindre jusqu’à 20% en fonction de la pathologie considérée. Il est donc très important de tester de nouvelles substances, de nouveaux pansements ou de développer de nouveaux dispositifs médicaux sur des modèles de plaies simples et chroniques représentatifs chez l’animal qui pourront être utilisés par la suite chez l’Homme et ainsi permettre d’améliorer la cicatrisation de ces plaies, surtout les plaies chroniques. Nous allons donc évaluer l’efficacité de nouveaux dispositifs médicaux expérimentaux brevetés se présentant sous forme de crème, tout d’abord sur un modèle de plaie simple, dans la perspective de réalisation par la suite d’études d’efficacité sur des modèles de plaies chroniques chez la souris saine et diabétique. Ces nouveaux dispositifs médicaux pourraient ainsi à terme, être utilisés chez l’Homme, pour le traitement de plaies cutanées chroniques qui ne cicatrisent pas ou très difficilement.

Procédures

Les 50 souris seront soumises à une procédure chirurgicale pour l’induction d’une plaie cutanée sur une région du dos et la pose d’un anneau en silicone pour éviter la contraction de la plaie cutanée, procédure effectuée sous anesthésie générale, en 15 minutes environ. Un traitement analgésique sera administré avant l’induction de la plaie cutanée puis réitéré après si nécessaire. Les plaies cutanées, protégées par un pansement de couverture, seront observées, photographiées et traitées 3 fois par semaine jusqu’à cicatrisation complète, sous anesthésie générale, en 10 minutes environ. Un maintien des souris en cage individuelle est nécessaire après induction des plaies cutanées et traitement de celles-ci, pendant 3 semaines, pour éviter qu’elles ne s’arrachent entre elles l’anneau en silicone, le pansement de couverture et les sparadraps protégeant les plaies cutanées et permettant le maintien des traitements au contact de celles-ci, mais avec un enrichissement de leur milieu pour assurer leur bien-être. Des cages transparentes ouvertes seront utilisées pour maintenir un contact social visuel, olfactif et auditif entre les souris d’un même portoir. Un prélèvement de sang terminal sera effectué sous traitement analgésique et anesthésie générale profonde à la fin de l’étude et avant euthanasie des animaux, en 2 minutes environ.

Impact sur les animaux

L’induction d’une plaie cutanée et la pose d’un anneau en silicone, effectuées sous couverture analgésique et anesthésie générale en 10 minutes environ, peut induire une souffrance mais limitée dans le temps. L’hébergement en cage individuelle des souris est nécessaire après induction et traitement des plaies cutanées pour éviter qu’elles ne s’arrachent entre elles l’anneau en silicone, le pansement de couverture et les sparadraps protégeant les plaies cutanées et permettant le maintien des traitements au contact de celles-ci. Cet hébergement en cage individuelle des souris, pendant une durée de 3 semaines maximum, peut conduire à un stress par la limitation des interactions sociales directes.

Devenir

Procédure expérimentale 1 (seule procédure expérimentale) : les 50 souris nécessaires à la réalisation de ce projet seront euthanasiées et des prélèvements de peau, au large de la région d’induction de la plaie cutanée et des traitements, et d’un ensemble de tissu et d’organes, seront effectués pour réaliser des analyses biologiques.

Remplacement

Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans le contexte de ce projet. Il n’est en effet pas possible d’utiliser des modèles in vitro ou ex vivo permettant de réaliser des traitements et un suivi sur une durée prolongée, plusieurs semaines, du processus cicatriciel dépendant de mécanismes complexes entre différents types cellulaires qu’il est pour le moment impossible à reproduire in vitro ou ex vivo. L’ensemble de ces facteurs complexes ne peut être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.

Réduction

Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet et permettant d’effectuer l’ensemble des analyses envisagées et d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Ce nombre a été déterminé sur la base de résultats d’études in vitro sur cultures cellulaires et à partir des résultats d’études précédemment menées par notre laboratoire sur ce modèle de plaie cutanée chez la souris ayant montré des effets importants de traitements sur la cicatrisation (surface des plaies cutanées notamment). Des analyses statistiques des résultats obtenus seront réalisées à la fin de l’étude.

Raffinement

Une attention toute particulière sera portée aux animaux lors de l’induction des plaies cutanées (analgésie pré-opératoire, maintien des conditions d’asepsie, maintien de la température corporelle) puis après réalisation de celle-ci (analgésie post-opératoire), ainsi que lors de chaque traitement effectué. Les animaux seront observés quotidiennement tout au long de l’expérimentation, leur poids sera mesuré 3 fois par semaine lors de chaque observation des plaies cutanées et lors de chaque traitement lorsqu’il aura lieu. En cas d'atteinte d'un point limite, ceux-ci seront euthanasiés dans des conditions éthiques. Les souris seront hébergées dans des cages de taille adaptée dans une animalerie maintenue en cycle de lumière inversé pour observer leur comportement pendant leur phase active et ainsi respecter leur horloge biologique (chronobiologie). Des petites briques de bois, des carrés de papier absorbant et une balançoire seront placés dans chaque cage de souris comme dispositifs d’enrichissement pour assurer leur bien-être, et seront remplacés lors de chaque change de litière (2 fois par semaine). L’utilisation de cages transparentes ouvertes permettra de maintenir un contact social visuel, olfactif et auditif entre les souris d’un même portoir.

Choix des espèces

La souris est l’espèce animale la plus adaptée pour réaliser ce projet, en raison de sa taille ne nécessitant pas l’utilisation d’un gros volume de formulation très coûteuse à produire, de sa facilité de manipulation, et du modèle de plaie cutanée validé dans cette espèce qui pourra être utilisé pour la poursuite de ce projet avec des études d’efficacité sur des modèles de plaies chroniques chez la souris saine puis diabétique. Les animaux seront de jeunes souris mâles et femelles âgées de 6 semaines et d’un poids de 18-20 g à l’arrivée au laboratoire et de 7 semaines et d’un poids de 20-22 g pour la réalisation des expérimentations. Cela correspond à l’âge et au poids de souris utilisées lors de précédentes études sur ce modèle de plaie cutanée ayant donné des résultats significatifs.

À huit semaines, 48 souris passent à un régime hypercalorique pour 21 semaines, qui les rend diabétiques vers la seizième. À vingt semaines, elles reçoivent une injection quotidienne pendant cinq jours pour bloquer une voie de production du glucose par le foie. Suivent deux tests de glycémie sous contention, quatorze prélèvements de sang à la queue, une mesure de composition corporelle et 72 heures seules en cage métabolique, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un dernier prélèvement de sang après six heures de jeûne, puis la mise à mort immédiate, pour prélever les tissus sensibles à l'insuline.

Objectifs

L’obésité et le diabète sont actuellement reconnus comme des épidémies mondiales et nécessitent de proposer de nouvelles stratégies de traitement. Diminuer la production de sucre (glucose) par le foie est une stratégie efficace de traitement du diabète de type 2. Cependant, les médicaments utilisés et prescrits en première intention induisent des effets secondaires et ne peuvent pas être utilisés par l’ensemble des patients. La production de sucre par le foie dépend de deux mécanismes : une sortie dans le sang par un transporteur et une sortie par des vésicules. L’inhibition de la production de glucose par les vésicules permet de protéger du développement du diabète. L’objectif de ce projet réalisé dans deux établissements utilisateurs (EU1 et EU2) est de déterminer si l’inhibition de la production de glucose par les vésicules permet de traiter le diabète de type 2, une fois qu’il est installé. L’inhibition de cette production de glucose spécifique sera réalisée grâce à des souris génétiquement modifiées.

Bénéfices attendus

Cette étude nous permettra de déterminer si l’inhibition de la production de glucose par des vésicules dans le foie est efficace pour traiter le diabète de type 2, lorsqu’il est induit par un régime hypercalorique chez la souris. Ces résultats permettront de mettre en évidence une nouvelle stratégie de traitement du diabète de type 2 et ouvriront la voie au développement de nouveaux traitements efficaces, et présentant potentiellement moins d’effets secondaires que les médicaments actuels.

Procédures

Toutes les souris : - seront soumises à un régime hypercalorique dès l’âge de 8 semaines et pendant 21 semaines. Ce régime est connu pour induire un état diabétique à partir de la 16ième semaine de régime chez des souris témoins (EU1 + EU2). - recevront une injection tous les jours pendant 5 jours (quelques secondes par souris) pour inhiber la voie de production vésiculaire de glucose par le foie (EU1). - subiront 2 tests pour analyser la régulation de leur glycémie pendant 2h après l’injection de glucose ou d’insuline (injections réalisées en 20 à 30 secondes chez la souris maintenues en contention) chez des animaux mis à jeun pendant 6h (EU1). Pour chaque test, 7 prélèvements de sang seront réalisés à l’extrémité de la queue en 15 secondes à 1 min maximum sur des souris libres de mouvement. Une seule incision de l’extrémité de la queue sera réalisée avant le premier prélèvement de sang. - seront soumises à mesure de la composition corporelle par un analyseur dédié (EU2). Cette mesure sera réalisée chez l’animal éveillé mais maintenu immobile. Elle est rapide (2 minutes) et non invasive, - seront isolées pendant 72h dans des cages spécifiques pour mesurer leur dépense énergétique (EU2). On mesurera leurs échanges gazeux (respiration), leur prise alimentaire et hydrique et leur activité physique. Cette mesure se fait de manière non-invasive. En fin d’expérience, une prise de sang terminale sera faite rapidement (en moins de 15-20 secondes) après une mise à jeun pendant 6h (EU1). L’animal sera mis à mort immédiatement après la prise de sang pour permettre le prélèvement de certains organes, qui seront ensuite étudiés en laboratoire (EU1).

Impact sur les animaux

Les effets indésirables prévus sur les animaux sont : - un léger stress lors de leurs immobilisations nécessaires pour la réalisation de certains gestes (biopsie, injections), - une légère douleur lors des injections - une possible inflammation localisée au niveau de la zone d’injection - une soif augmentée, une envie fréquente d’uriner, de la fatigue, et éventuellement le développement d’un état légèrement anxieux, symptômes précoces liés au développement du diabète. - une douleur lors de l’incision de l’extrémité de la queue - les symptômes liés à une hypoglycémie liée à l’injection d’insuline, c’est-à-dire une baisse de leur activation jusqu’à leur prostration, un mal-être, voir des convulsions et un coma si l’hypoglycémie est sévère. -un stress léger dû à la privation de nourriture pendant 6h. - un stress lié à l’immobilisation pour la mesure de la composition corporelle et pendant l’isolement de 72h pour la dépense énergétique

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour prélèvements d’organes afin d’analyser si l’amélioration de l’état diabétique est observée dans les différents tissus sensibles à l’insuline.

Remplacement

L’objectif de cette étude est d’évaluer l’impact de la modification d’une fonction hépatique sur la physiologie de l’organisme entier. Cette réponse physiologique dépend de plusieurs dialogues inter-organes complexes (entre le foie, les reins, l’intestin, les muscles, le cerveau) qui ne peuvent actuellement pas être reproduits par des modèles cellulaires ou virtuels.

Réduction

Le nombre de souris nécessaire pour observer une amélioration de la réponse à l’apport important (bolus) de glucose, qui est affectée chez les patients diabétiques de type 2, est le paramètre pris en compte pour calculer le nombre d’individus nécessaire. Ce nombre a été calculé au plus juste par des méthodes statistiques et à partir des résultats d’études précédentes : soit un maximum de 12 individus par groupe. Cette étude sera réalisée en comparant des souris témoins (sans modification de leurs gènes), qui développent un diabète lorsqu’elles sont nourries avec un régime hypercalorique, et des souris modifiées génétiquement dont la production de glucose par le foie est réduite de moitié. L’étude sera réalisée chez des mâles et chez des femelles. Au total, ce projet nécessitera 48 souris (24 mâles et 24 femelles).

Raffinement

- Pour éviter les inflammations des organes causées par les injections dans l’abdomen, la modification génique sera réalisée par une injection d’un produit sous la peau à différents endroits. - La préhension des souris sera réalisée par transfert à l’aide d’un tunnel pour réduire le stress. - Pour les mesures répétées de la glycémie, une petite incision de l’extrémité de la queue sera réalisée après application d’une pommade anesthésiante. Le sang sera ensuite prélevé sans autre incision en grattant la croute et en massant la queue pour éviter toute autre incision. Les volumes de sang prélevés resteront très limités conformément aux recommandations internationales sur le bien-être animal. - Afin de limiter l’état légèrement anxieux développé par les souris rendues diabétiques, leur hébergement sera très enrichi pour leur permettre de s’isoler, de se cacher. - Le changement de la litière et la surveillance de leur consommation d’eau seront plus fréquents après 16 semaines de régime hypercalorique. - Le stress lié à l’isolement pour la mesure du métabolisme énergétique sera atténué en plaçant de la litière souillée de la cage d’origine des souris et par l’ajout d’un tube leur permettant de se cacher. Une période de découverte de ce nouvel environnement sera réalisée pendant 3 h, puis une période d’acclimatation de 24h précédera les mesures. - Les animaux seront pesés toutes les semaines et seront observés pour détecter tout signe de mal-être, souffrance, lésions ou de détérioration de l’état de santé général avec la mise en place de points limites précoces. Les souris seront euthanasiées soit à la fin de l’étude ou plus tôt si leur état de santé se dégrade, afin de prélever différents organes pour des analyses moléculaires.

Choix des espèces

Nous avons choisi d’utiliser la souris pour notre projet de recherche car, contrairement à d’autres espèces comme le poisson, elle possède des mécanismes de régulation de la glycémie similaires à ceux de l’être humain. De plus, il est possible dans cette espèce de désactiver précisément un gène important dans le foie grâce à des techniques génétiques avancées. Enfin, les outils d’analyses moléculaires, comme des anticorps, spécifiques de la souris sont disponibles en laboratoire. Le modèle de souris génétiquement modifié est unique et original car il permet de réduire de moitié la production de glucose par le foie. Les manipulations sur les souris seront limitées et réalisées à différents âges : La biopsie de tissu pour caractériser les gènes des souris sera réalisée chez les nouveau-nés âgés de 7-10 jours. Les souris seront nourries avec un régime hypercalorique à l’âge adulte (8 semaines) pendant 8 semaines pour induire un état prédiabétique. La modification génique sera induite à ce stade (20 semaines), et son impact sera mesurée par différentes approches métaboliques nécessitant environ 9 semaines avant la mise à mort des souris.

Une heure par jour pendant quinze jours, une partie des 200 souris de ce projet est enfermée seule dans une cage sans litière, sans eau ni nourriture, face à un dispositif de stimulation lumineuse. Ces 200 souris vont toutes être tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une chirurgie crânienne de deux heures leur pose des électrodes à trois mois, puis elles enchaînent des tâches de reconnaissance d'objet et d'association place-objet, avec des enregistrements de sommeil de 24 heures qui les isolent trois fois de suite. Le projet cherche à savoir si l'enrichissement de l'environnement et la stimulation lumineuse à 40 Hz renforcent la réserve cognitive du cerveau, une autre partie des souris passant deux mois en cages enrichies. Le porteur retient la souris parce que la plupart des modèles d'Alzheimer existants y ont été développés et parce que son laboratoire en a l'expertise de longue date.

Objectifs

La maladie d’Alzheimer (MA), première cause de démence dans le monde, se caractérise par un déclin cognitif progressif classiquement associé à des marqueurs histo-pathologiques spécifiques comme les dépots amyloides. Pourtant, certains individus présentant une importante accumulation de ces marqueurs neuropathologiques conservent des fonctions cognitives intactes, remettant en question le rôle déterminant de ces marqueurs dans l’expression clinique de la pathologie. Ces observations ont conduit au concept de « réserve cognitive » : la capacité du cerveau à compenser les atteintes liées à la maladie en mobilisant d’autres circuits neuronaux. Alors que de nombreuses approches thérapeutiques visant la réduction les dépôts amyloïdes pour soigner la MA ont échoué, renforcer cette réserve cognitive apparaît comme une stratégie thérapeutique prometteuse. À ce titre, l’enrichissement environnemental (consistant en des conditions d’hébergement plus stimulantes cognitivement avec un hébergement en groupe, des labyrinthes et autre…) et une méthode de stimulation sensorielle non invasive, principalement visuelle à une fréquence de 40Hz, appelée GENUS (Gamma Entrainment Using Sensory stimulation), ont récemment montré un fort potentiel pour le renforcement de cette réserve. Nous pensons que les troubles liés à la MA proviennent avant tout d’un dysfonctionnement des dynamiques cérébrales, plutôt que de la seule accumulation de protéines anormales. En étudiant un nouveau modèle de souris atteintes de la maladie, nous avons observé que les premiers troubles de la mémoire sont liés à une baisse de la fluidité de l’activité cérébrale. Fait marquant, de brèves stimulations visuelles rythmiques (vGENUS) ont permis de rétablir cette fluidité, ainsi que les capacités cognitives. Notre projet a deux objectifs : (1) suivre l’évolution de l’activité cérébrale dans ce modèle animal pour identifier des signes précoces de troubles cognitifs, et (2) tester l’effet de l’enrichissement environnemental et du GENUS sur cette activité et sur les performances mentales. Nous pensons que ces interventions pourraient restaurer une activité cérébrale plus efficace, et ainsi renforcer la résistance du cerveau face à la maladie. Ces résultats pourraient ouvrir la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant directement le fonctionnement des réseaux neuronaux.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de caractériser la dynamique cérébrale au cours de l’évolution de la maladie d’Alzheimer et des déficits cognitifs associés, afin d’identifier des biomarqueurs précoces, donc des marqueurs de dynamique cérébrale pathologique pouvant être détecté à des stades très précoces de la maladie. Dans un second temps, ce projet visera à comparer les effets bénéfiques de l’Enrichissement environnemental avec un protocole de stimulation sensorielle non-invasive (vGENUS). Dans son ensemble, ce projet apportera donc une meilleure compréhension et une meilleure caractérisation des stades précoces et de l’évolution de la maladie d’Alzheimer, dans l’optique de pouvoir développer des outils diagnostique précoces de la pathologie. De plus, mieux comprendre l’impact de différents protocoles thérapeutiques ayant déjà montré leurs effets bénéfiques optimisera leur mise en place, dans l’optique d’une démocratisation de ces stratégies thérapeutiques non-invasive pour la prise en charge de patient atteint de la maladie d’Alzheimer.

Procédures

Pour les 3 procédures les animaux seront soumis à une chirurgie sous anesthésie générale (environ 2h) à 3 mois pour la mise en place d’électrodes. Ils seront isolés le temps du réveil de la chirurgie (maximum 12h), entre les phases d’acquisition et de rétention des taches de reconnaissance d’objet (24h de délai, pendant lesquels le sommeil des souris est enregistré) et la tâche d’association place-objet (5 min de délais), et également pendant des enregistrements de sommeil de 24 ± 1h répétés 3 fois entre les sessions de comportement. Les sessions de comportement durent 6 jours pour la première puis 4 jours pour les suivantes où les essais des tâches durent 10 minutes et les animaux feront un maximum de 2 essais par jours ce pendant la tâche d’association place-objet. Pour la procédure 2, les animaux seront exposés à un protocole de stimulation lumineuse, ils seront placés 1h par jour pendant 15 jours isolé dans une cage sans litière, nourriture et boisson avec un seul côté de la cage transparent, faisant face au dispositif de stimulation. Les tâches comportementales seront réalisées avant et après ces protocoles. Pour la procédure 3, les animaux seront placés dans des cages d’enrichissement comportemental (Dans les cages ‘Marlaux’) pendant 2 mois avant de réaliser les tâches comportementales. A la fin de chaque procédure, les animaux seront mis à mort après une anesthesie générale.

Impact sur les animaux

La chirurgie stéréotaxique peut potentiellement induire de la douleur et une altération de l'état de santé général des animaux pendant 48h au maximum. Également, la plaie pourrait présenter des problèmes de cicatrisation, notamment des infections. Enfin, les périodes d’isolement de maximum 25h entre deux expériences où lors des enregistrements de sommeil peuvent induire du stress chez les animaux.L’injection d’anesthésique avant la mise à mort peut induire une douleur aigüe de courte durée.

Devenir

Tous les animaux (200) seront mis à mort à l’issue de chaque procédure pour prélèvements et analyses post-mortem

Remplacement

Ce projet vise à étudier la dynamique cérébrale globale dans les stades de la MA précoces, ainsi, cette étude nécessite l’usage d’un modèle qui permet d’étudier les stades précoces présymptomatiques de la maladie, ce qui n’est pas possible chez l’humain. De plus les mesures de dynamique globale nécessitent le système cérébral dans son ensemble, couplé aux performances mnésiques pour évaluer la progression de la MA, cette étude ne peut donc pas être réalisée in-vitro et doit être réalisée chez l’animal.

Réduction

Le nombre d'animaux dans chaque groupe représente le minimum nécessaire, déterminé grâce à une analyse statistique rigoureuse. Cette analyse prend en compte plusieurs facteurs importants incluant la variation naturelle du comportement chez la souris ou la mortalité naturelle due au vieillissement. Le nombre d'animaux choisi nous permet donc d'obtenir des résultats scientifiquement valables malgré ces contraintes.

Raffinement

La chirurgie sera opérée sous anesthésie gazeuse supplémentée par une couverture analgésique locale au niveau de la zone d’incision chirurgicale. Une pommade d’anesthésique local limitera les douleurs aux oreilles dues aux barres d’oreilles, l’ajout de pommade à base de vitamine A limitera le dessèchement oculaire. Pendant la chirurgie un anti-inflammatoire non stéroïdien assurera l’analgésie et il sera ajouté au biberon pendant 1 à 3 jours pour assurer l’analgésie post-opératoire. Enfin, la température corporelle sera maintenue grâce à un tapis chauffant thermostaté. La lutte contre l’hypothermie se poursuit jusqu’au réveil complet de l’animal en plaçant sa cage sous une lampe chauffante. L’état de santé des animaux sera surveillé tout au long de l’expérience par du personnel formé, plus particulièrement avec une observation détaillée la semaine suivant la chirurgie. Des points limites ont été déterminés afin de soustraire les animaux à toute souffrance inutile. En amont des expériences, les animaux seront familiarisés à la manipulation par l’expérimentateur afin de diminuer le stress. Ils seront également habitués à l’utilisation d’une boite pour le transport de l’animal depuis sa cage d’hébergement au dispositif expérimental et vice versa.

Choix des espèces

L’espèce choisie pour cette étude est la souris, dont le système nerveux central présente une organisation anatomique et fonctionnelle proche de celui de l’humain, en particulier en ce qui concerne les bases neurobiologiques de la mémoire. L’étude de la mémoire spatiale chez le rongeur constitue un modèle pertinent de la mémoire épisodique humaine. Par ailleurs, la majorité des modèles animaux de la maladie d’Alzheimer (MA) actuellement disponibles ont été développés chez la souris. Le modèle que nous utilisons présente une avancée significative par rapport aux précédents : il ne repose pas sur la surexpression artificielle des protéines clés de la MA, ce qui limite les effets secondaires associés à cette approche. Ce modèle reproduit une apparition progressive des troubles mnésiques, comparable à celle observée au stade préclinique de la MA chez l’humain. De plus, nous disposons d’une expertise de longue date dans l’étude des bases neurobiologiques de la mémoire chez la souris, ainsi que dans l’analyse de modèles murins de la MA. Toutes les souris utilisées seront issues d’un fond génétique homogène. L'étude suivra les souris de l'âge adulte (3-4 mois) jusqu'à un âge avancé (18 mois). Cette période nous permet d'observer l'évolution complète des capacités cognitives au cours du vieillissement normal et pathologique et d’observer l’effet de l’enrichissement environnemental ou du vGENUS sur ces performances.

Les rats qui présentent une cachexie, des vocalises ou des convulsions sont mis à mort avant la fin de l'étude. 50 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une plaie est ouverte chirurgicalement sur leur dos sous anesthésie, puis pansée, photographiée et traitée trois fois par semaine jusqu'à cicatrisation, chaque animal restant seul en cage trois à quatre semaines pour qu'il n'arrache pas le pansement. Le porteur teste sur ces plaies quatre formulations liquides brevetées, dispositifs médicaux qu'il destine à un développement préclinique puis clinique.

Objectifs

Les plaies cutanées chroniques représentent un problème de santé publique important avec en France près de 50 000 patients atteints d’ulcère de jambe, 40 000 diabétiques avec une plaie du pied et 350 000 escarres. Leur prise en charge induit des coûts importants liés à la chronicité de ces plaies. Les soins sont prolongés, le matériel est parfois coûteux, le temps infirmier nécessaire est important, les arrêts de travail et les hospitalisations sont longues. De plus, ces plaies chroniques ont toujours un retentissement majeur sur la qualité de vie du patient. L’objectif de ce projet est d’évaluer in vivo chez le rat de nouveaux dispositifs médicaux sous forme liquide qui seront appliqués directement sur les plaies cutanées. Des études effectuées sur modèles cellulaires et modèles de peau reconstruite ont permis de démontrer des activités pro-cicatrisante, antimicrobienne et anti-inflammatoire des principes actifs sélectionnés qui composeront les 4 formulations liquides à évaluer. Ce projet exploratoire constituera la toute première évaluation sur un modèle de plaie cutanée chez le rat de ces formulations liquides, en comparaison avec un placebo. Les traitements débuteront dès la fin d’induction des plaies cutanées et seront effectués jusqu’à cicatrisation complète de celles-ci. A l’issue de l’étude, des analyses biologiques seront effectuées sur le sang, la peau cicatrisée et des organes vitaux. Les résultats de ce projet permettront de sélectionner la ou les formulations liquides ayant la meilleure efficacité pour en poursuivre leur développement préclinique et envisager par la suite un développement clinique afin de proposer une nouvelle thérapie pour le traitement de plaies cutanées chroniques.

Bénéfices attendus

La cicatrisation des plaies cutanées est un phénomène naturel de reconstruction de la barrière cutanée mais si les plaies sont mal soignées, cela peut aboutir à des complications. La cicatrisation cutanée fait intervenir différentes phases qui entrainent la disparition de la lésion et le remplacement des cellules atteintes par des cellules saines. Les plaies chroniques qui ne cicatrisent pas, les plaies chirurgicales, les ulcères du pied chez le diabétique, les ulcères veineux… représentent un fardeau pour les patients, les professionnels de la santé et les systèmes de soins de santé, affectant plus de 40 millions de patients et induisant des coûts d’environ 50 milliards d’euros annuellement, et avec un taux de mortalité plus élevé que dans la population générale, pouvant atteindre jusqu’à 20% en fonction de la pathologie considérée. Il est donc très important de tester de nouvelles substances, de nouveaux pansements ou de développer de nouveaux dispositifs médicaux sur des modèles de plaies simples et chroniques représentatifs chez l’animal qui pourront être utilisés par la suite chez l’Homme et ainsi permettre d’améliorer la cicatrisation de ces plaies, surtout les plaies chroniques. Nous allons donc évaluer l’efficacité de nouveaux dispositifs médicaux expérimentaux brevetés se présentant sous forme liquide, tout d’abord sur un modèle de plaie simple, dans la perspective de réalisation par la suite d’études d’efficacité sur des modèles de plaies chroniques et infectées ou non chez le rat sain et diabétique. Ces nouveaux dispositifs médicaux pourraient ainsi à terme, être utilisés chez l’Homme, pour le traitement de plaies cutanées chroniques qui ne cicatrisent pas ou très difficilement.

Procédures

Les 50 rats seront soumis à une procédure chirurgicale pour l’induction d’une plaie cutanée sur une région du dos, procédure effectuée sous anesthésie générale, en 10 minutes environ. Un traitement analgésique sera administré avant l’induction de la plaie cutanée puis éventuellement 6 heures, 12 voire 24 heures après celle-ci si nécessaire, durée suffisante selon notre expérience sur ce modèle de plaie cutanée. Les plaies cutanées, protégées par un pansement de couverture, seront observées, photographiées et traitées 3 fois par semaine jusqu’à cicatrisation complète, sous anesthésie générale, en 10 minutes environ. Un maintien des rats en cage individuelle est nécessaire après induction des plaies cutanées et traitement de celles-ci, pendant 3 semaines, pour éviter qu’ils ne s’arrachent entre eux le pansement de couverture et les sparadraps protégeant les plaies cutanées et permettant le maintien des traitements au contact de celles-ci, mais avec un enrichissement de leur milieu pour assurer leur bien-être. Des cages transparentes ouvertes seront utilisées pour maintenir un contact social visuel, olfactif et auditif entre les rats d’un même portoir. Un prélèvement de sang terminal sera effectué sous traitement analgésique et anesthésie générale profonde à la fin de l’étude et avant euthanasie des animaux, en 2 minutes environ.

Impact sur les animaux

L’induction d’une plaie cutanée, effectuée sous couverture analgésique et anesthésie générale en 10 minutes environ, peut induire une souffrance mais limitée dans le temps. L’hébergement en cage individuelle des rats est nécessaire après induction et traitement des plaies cutanées pour éviter qu’ils ne s’arrachent entre eux le pansement de couverture et les sparadraps protégeant les plaies cutanées et permettant le maintien des traitements au contact de celles-ci. Cet hébergement en cage individuelle des rats, pendant une durée de 4 semaines maximum, peut conduire à un stress par la limitation des interactions sociales directes.

Devenir

Procédure expérimentale 1 (seule procédure expérimentale) : les 50 rats nécessaires à la réalisation de ce projet seront euthanasiés et des prélèvements de peau, au large de la région d’induction de la plaie cutanée et des traitements, et d’un ensemble d’organes, seront effectués pour réaliser des analyses biologiques.

Remplacement

Le remplacement des expérimentations animales par des méthodes alternatives n’est pas envisageable dans le contexte de ce projet. Il n’est en effet pas possible d’utiliser des modèles in vitro ou ex vivo permettant de réaliser des traitements et un suivi sur une durée prolongée, plusieurs semaines, du processus cicatriciel dépendant de mécanismes complexes entre différents types cellulaires qu’il est pour le moment impossible à reproduire in vitro ou ex vivo (influence du microenvironnement cutané, processus inflammatoire et immunitaire, formation de nouveaux vaisseaux sanguins fonctionnels…). L’ensemble de ces facteurs complexes ne peut être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.

Réduction

Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet et permettant d’effectuer l’ensemble des analyses envisagées et d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Ce nombre a été déterminé sur la base de résultats d’études in vitro sur cultures cellulaires et à partir des résultats d’études précédemment menées par notre laboratoire sur ce modèle de plaie cutanée chez le rat ayant montré des effets importants de traitements sur la cicatrisation (surface des plaies cutanées notamment). Des analyses statistiques des résultats obtenus seront réalisées à la fin de l’étude.

Raffinement

Une attention toute particulière sera portée aux animaux lors de l’induction des plaies cutanées (analgésie pré-opératoire, maintien des conditions d’asepsie, maintien de la température corporelle) puis après réalisation de celle-ci (analgésie post-opératoire), ainsi que lors de chaque traitement effectué. Les animaux seront observés quotidiennement tout au long de l’expérimentation, leur poids sera mesuré 3 fois par semaine lors de chaque observation des plaies cutanées et lors de chaque traitement lorsqu’il aura lieu. Si une perte de poids très importante est observée, ou si des signes d’infection ou d’ulcération de la plaie cutanée ou des modifications du comportement des animaux sont observés (cachexie, vocalises, convulsions…), ceux-ci seront euthanasiés dans des conditions éthiques. Les rats seront hébergés dans des cages de taille adaptée dans une animalerie maintenue en cycle de lumière inversé pour observer leur comportement pendant leur phase active et ainsi respecter leur horloge biologique (chronobiologie). Des dispositifs d’enrichissement seront placés dans chaque cage de rat pour assurer leur bien-être, et seront remplacés lors de chaque change de litière (2 fois par semaine). L’utilisation de cages transparentes ouvertes permettra de maintenir un contact social visuel, olfactif et auditif entre les rats d’un même portoir.

Choix des espèces

Le rat est l’espèce animale la plus adaptée pour réaliser ce projet, en raison de sa taille, de sa facilité de manipulation, et du modèle de plaie cutanée validé dans cette espèce qui pourra être utilisé pour la poursuite de ce projet avec des études d’efficacité sur des modèles de plaies chroniques chez le rat sain puis diabétique. Les animaux seront de jeunes rats mâles et femelles âgés de 8-10 semaines et d’un poids de 225-250 g à l’arrivée au laboratoire et de 9-11 semaines et d’un poids de 250-275 g pour la réalisation des expérimentations. Cela correspond à l’âge et au poids de rats utilisés lors de précédentes études sur ce modèle de plaie cutanée ayant donné des résultats significatifs.

Rendues diabétiques par 21 semaines de régime hypercalorique, 48 souris reçoivent des injections d'insuline dont le porteur indique qu'elles peuvent provoquer prostration, convulsions et coma. Elles subissent aussi quatorze prélèvements de sang à l'extrémité de la queue, une mesure de composition corporelle sous contention et 72 heures d'isolement en cage métabolique, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, réparties entre deux établissements. Le porteur qualifie ces deux dernières mesures de non invasives, tout en listant le stress qu'elles causent. Les 48 souris sont tuées après un dernier prélèvement de sang, pour prélever les tissus sensibles à l'insuline et vérifier si l'état diabétique s'améliore.

Objectifs

L’obésité et le diabète sont actuellement reconnus comme des épidémies mondiales et nécessitent de proposer de nouvelles stratégies de traitement. Diminuer la production de sucre (glucose) par le foie est une stratégie efficace de traitement du diabète de type 2. Cependant, les médicaments utilisés et prescrits en première intention induisent des effets secondaires et ne peuvent pas être utilisés par l’ensemble des patients. La production de sucre par le foie dépend de deux mécanismes : une sortie dans le sang par un transporteur et une sortie par des vésicules. L’inhibition de la production de glucose par les vésicules permet de protéger du développement du diabète. L’objectif de ce projet réalisé dans deux établissements utilisateurs (EU1 et EU2) est de déterminer si l’inhibition de la production de glucose par les vésicules permet de traiter le diabète de type 2, une fois qu’il est installé. L’inhibition de cette production de glucose spécifique sera réalisée grâce à des souris génétiquement modifiées.

Bénéfices attendus

Cette étude nous permettra de déterminer si l’inhibition de la production de glucose par des vésicules dans le foie est efficace pour traiter le diabète de type 2, lorsqu’il est induit par un régime hypercalorique chez la souris. Ces résultats permettront de mettre en évidence une nouvelle stratégie de traitement du diabète de type 2 et ouvriront la voie au développement de nouveaux traitements efficaces, et présentant potentiellement moins d’effets secondaires que les médicaments actuels.

Procédures

Toutes les souris : - seront soumises à un régime hypercalorique dès l’âge de 8 semaines et pendant 21 semaines (EU1 + EU2). Ce régime est connu pour induire un état diabétique à partir de la 16ième semaine de régime chez des souris témoins. - recevront une injection tous les jours pendant 5 jours (quelques secondes par souris) pour inhiber la voie de production vésiculaire de glucose par le foie (EU1). - subiront 2 tests pour analyser la régulation de leur glycémie pendant 2h après l’injection de glucose ou d’insuline (injections réalisées en 20 à 30 secondes chez la souris maintenues en contention) chez des animaux mis à jeun pendant 6h (EU1). Pour chaque test, 7 prélèvements de sang seront réalisés à l’extrémité de la queue en 15 secondes à 1 min maximum sur des souris libres de mouvement. Une seule incision de l’extrémité de la queue sera réalisée avant le premier prélèvement de sang. - seront soumises à mesure de la composition corporelle par un analyseur dédié (EU2). Cette mesure sera réalisée chez l’animal éveillé mais maintenu immobile. Elle est rapide (2 minutes) et non invasive, - seront isolées pendant 72h dans des cages spécifiques pour mesurer leur dépense énergétique (EU2). On mesurera leurs échanges gazeux (respiration), leur prise alimentaire et hydrique et leur activité physique. Cette mesure se fait de manière non-invasive. En fin d’expérience, une prise de sang terminale sera faite rapidement (en moins de 15-20 secondes) après une mise à jeun pendant 6h (EU1). L’animal sera mis à mort immédiatement après la prise de sang pour permettre le prélèvement de certains organes, qui seront ensuite étudiés en laboratoire (EU1).

Impact sur les animaux

Les effets indésirables prévus sur les animaux sont : - un léger stress lors de leurs immobilisations nécessaires pour la réalisation de certains gestes (biopsie, injections), - une légère douleur lors des injections - une possible inflammation localisée au niveau de la zone d’injection - une soif augmentée, une envie fréquente d’uriner, de la fatigue, et éventuellement le développement d’un état légèrement anxieux, symptômes précoces liés au développement du diabète. - une douleur lors de l’incision de l’extrémité de la queue - les symptômes liés à une hypoglycémie liée à l’injection d’insuline, c’est-à-dire une baisse de leur activation jusqu’à leur prostration, un mal-être, voir des convulsions et un coma si l’hypoglycémie est sévère. -un stress léger dû à la privation de nourriture pendant 6h. - un stress lié à l’immobilisation pour la mesure de la composition corporelle et pendant l’isolement de 72h pour la dépense énergétique

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour prélèvements d’organes afin d’analyser si l’amélioration de l’état diabétique est observée dans les différents tissus sensibles à l’insuline.

Remplacement

L’objectif de cette étude est d’évaluer l’impact de la modification d’une fonction hépatique sur la physiologie de l’organisme entier. Cette réponse physiologique dépend de plusieurs dialogues inter-organes complexes (entre le foie, les reins, l’intestin, les muscles, le cerveau) qui ne peuvent actuellement pas être reproduits par des modèles cellulaires ou virtuels.

Réduction

Le nombre de souris nécessaire pour observer une amélioration de la réponse à l’apport important (bolus) de glucose, qui est affectée chez les patients diabétiques de type 2, est le paramètre pris en compte pour calculer le nombre d’individus nécessaire. Ce nombre a été calculé au plus juste par des méthodes statistiques et à partir des résultats d’études précédentes : soit un maximum de 12 individus par groupe. Cette étude sera réalisée en comparant des souris témoins (sans modification de leurs gènes), qui développent un diabète lorsqu’elles sont nourries avec un régime hypercalorique, et des souris modifiées génétiquement dont la production de glucose par le foie est réduite de moitié. L’étude sera réalisée chez des mâles et chez des femelles. Au total, ce projet nécessitera 48 souris (24 mâles et 24 femelles).

Raffinement

- Pour éviter les inflammations des organes causées par les injections dans l’abdomen, la modification génique sera réalisée par une injection d’un produit sous la peau à différents endroits. - La préhension des souris sera réalisée par transfert à l’aide d’un tunnel pour réduire le stress. - Pour les mesures répétées de la glycémie, une petite incision de l’extrémité de la queue sera réalisée après application d’une pommade anesthésiante. Le sang sera ensuite prélevé sans autre incision en grattant la croute et en massant la queue pour éviter toute autre incision. Les volumes de sang prélevés resteront très limités conformément aux recommandations internationales sur le bien-être animal. - Afin de limiter l’état légèrement anxieux développé par les souris rendues diabétiques, leur hébergement sera très enrichi pour leur permettre de s’isoler, de se cacher. - Le changement de la litière et la surveillance de leur consommation d’eau seront plus fréquents après 16 semaines de régime hypercalorique. - Le stress lié à l’isolement pour la mesure du métabolisme énergétique sera atténué en plaçant de la litière souillée de la cage d’origine des souris et par l’ajout d’un tube leur permettant de se cacher. Une période de découverte de ce nouvel environnement sera réalisée pendant 3 h, puis une période d’acclimatation de 24h précédera les mesures. - Les animaux seront pesés toutes les semaines et seront observés pour détecter tout signe de mal-être, souffrance, lésions ou de détérioration de l’état de santé général avec la mise en place de points limites précoces. Les souris seront euthanasiées soit à la fin de l’étude ou plus tôt si leur état de santé se dégrade, afin de prélever différents organes pour des analyses moléculaires.

Choix des espèces

Nous avons choisi d’utiliser la souris pour notre projet de recherche car, contrairement à d’autres espèces comme le poisson, elle possède des mécanismes de régulation de la glycémie similaires à ceux de l’être humain. De plus, il est possible dans cette espèce de désactiver précisément un gène important dans le foie grâce à des techniques génétiques avancées. Enfin, les outils d’analyses moléculaires, comme des anticorps, spécifiques de la souris sont disponibles en laboratoire. Le modèle de souris génétiquement modifié est unique et original car il permet de réduire de moitié la production de glucose par le foie. Les manipulations sur les souris seront limitées et réalisées à différents âges : La biopsie de tissu pour caractériser les gènes des souris sera réalisée chez les nouveau-nés âgés de 7-10 jours. Les souris seront nourries avec un régime hypercalorique à l’âge adulte (8 semaines) pendant 8 semaines pour induire un état prédiabétique. La modification génique sera induite à ce stade (20 semaines), et son impact sera mesurée par différentes approches métaboliques nécessitant environ 9 semaines avant la mise à mort des souris.

Entassés une heure par jour pendant dix jours dans un bassin dont on abaisse le volume d'eau, 440 tilapias perdent du poids, refusent de s'alimenter et finissent par perdre une partie de leurs écailles au niveau des nageoires. Ils sont sortis de l'eau dix fois en trois mois pour être pesés et prélevés, subissent une prise de sang, puis sont tous tués, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le stress leur est infligé volontairement, pour mesurer si des taux de vitamines supérieurs aux recommandations aident les poissons d'élevage à mieux le supporter, au bénéfice des producteurs. Le porteur écrit que les prélèvements post mortem serviront à optimiser les rations alimentaires "pour leur bien-être", quand le protocole consiste à entasser et affamer les animaux avant de les tuer.

Objectifs

Ce projet a pour objectif d’évaluer des taux d’incorporation optimum de vitamines dans les rations alimentaires des poissons face à un stress. L’amélioration des conditions d’élevage participe au développement d’une aquaculture plus raisonnée. La nutrition vitaminique joue un rôle clé dans l'optimisation des performances de production et la résistance au stress. Cependant, les conditions d'élevage actuelles ont révélé que les niveaux de vitamines recommandés ne permettent plus d’optimiser la croissance et la résistance au stress et ainsi de promouvoir la santé des poissons d’eau chaude. En effet, la diminution de l’utilisation de la farine de poisson, au profit d’ingrédients d’origine végétale de plus en plus présents dans les rations alimentaires, ainsi que la pression exercée pour limiter l’usage des antibiotiques, rendent nécessaire une réévaluation régulière des apports en vitamines. Ces derniers doivent être adaptés aux différents stades de développement des poissons ainsi qu’aux divers facteurs de stress auxquels ils sont exposés. Malgré l’importance des fonctions des vitamines, peu d’études ont été réalisées pour déterminer les besoins vitaminiques des poissons d’eau chaude. De plus, ces études, réalisées dans des conditions de laboratoire contrôlées et optimales, se basaient uniquement sur la modification d’une seule vitamine dans la ration alimentaire, négligeant de ce fait les interactions de fonctions entre les vitamines et les autres nutriments. Ainsi, les recommandations précédemment établies pour les niveaux d'inclusion de vitamines alimentaires étaient probablement biaisées et sous-optimales pour des applications pratiques avec des formulations alimentaires modernes. Plusieurs études menées sur la truite et la crevette, dont une réalisée sur la truite arc-en-ciel dans le cadre d’un projet antérieur, ont mis en évidence les effets bénéfiques de l’incorporation de niveaux de vitamines supérieurs aux recommandations nutritionnelles. Ces apports renforcés ont notamment amélioré la croissance et la santé des poissons, en particulier lors d’épisodes de stress. Le concept de vitamine optimale s’avère une stratégie nutritionnelle bénéfique afin d’optimiser la physiologie du poisson et les fonctions du système immunitaire en réponse à des conditions de stress. L’objectif de ce projet est de montrer les effets bénéfiques de taux élevés de vitamines chez les poissons d’eau chaude en utilisant le tilapia comme modèle.

Bénéfices attendus

Les résultats de ce projet permettront à court terme de mieux comprendre les effets de taux élevés de prémélange de vitamines sur la capacité des poissons d’eau chaude à faire face à des conditions de stress. La mise à disposition des résultats et leur interprétation permettra aux producteurs de poissons d’améliorer leurs conditions d’élevage et de participer à une pisciculture plus raisonnée. Les résultats de ce projet permettront ensuite de comprendre si la supplémentation du précurseur de la forme active de la vitamine D, seul ou en combinaison avec des taux élevés de vitamines, est bénéfique aux poissons d’eau chaude.

Procédures

Les animaux seront soumis à la procédure pour une durée de 17 jours, dont 10 jours de stress d'entassement et 7 jours de récupération. Au cours du stress, le volume de l'eau dans le bassin sera diminué une heure par jour pendant 10 jours Sortie hors de l’eau des poissons pour les pesées et les prélèvements (10 fois en trois mois ; moins de 30 secondes). Prélèvement de sang réalisé une fois par animal avec un temps de prélèvement qui ne dépassera pas une minute.

Impact sur les animaux

Durant la période de stress : Perte de poids, diminution de l'indice corporelle, refus de s’alimenter, dégradation de l’état corporel (pertes partielles des écailles au niveau de la nageoire pectorale et caudale en fin de période de stress). Douleur transitoire à l'endroit du prélèvement de sang réalisé une fois par animal.

Devenir

Les animaux entrant dans la procédure expérimentale seront mis à mort afin de réaliser des prélèvements biologiques. Ces prélèvements permettront de mieux appréhender l'effet de concentrations élevées en vitamines sur la résistance des poissons au stress d'élevage et d'optimiser de ce fait les rations alimentaires pour leur bien-être.

Remplacement

La procédure expérimentale est nécessaire et ne peut pas être remplacée par une autre stratégie n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants. En effet, l"apport en vitaminique sera évaluée au niveau des organes et dans la circulation sanguine. Or, il n'existe pas de modèle in vitro ou in silico intégrés capables de mettre en évidence ce type d’effet sur la stimulation du système immunitaire pour faire face aux stress d’élevage subis par les poissons. Enfin les paramètres zootechniques sont également d’importance pour cette évaluation car étroitement liés à la physiologie du poisson et nécessitent des animaux vivants.

Réduction

Des calculs statistiques détaillés ont été réalisés afin de déterminer le nombre d'animaux adéquat pour ce projet. Les calculs ont été faits sur la base de résultats significatifs obtenus dans d'autres études sur les paramètres du stress (réponse immune, expression de gènes…) chez la truite arc en ciel ayant subis un stress d'élevage. Le nombre d'animaux à utiliser permettra d'apporter de bonnes conditions d'élevage en favorisant une hiérarchie sociale essentielle au bien-être des animaux et d'obtenir des données scientifiquement robustes. Des analyses post-mortem seront réalisées sur les tissus de chaque animal afin de générer le maximum d'informations possibles par animal.

Raffinement

Avant toute manipulation, les tilapias seront anesthésiés. Le stress dû à la capture, à la sortie des bassins et aux les prises de sang seront réduits par une manipulation délicate des animaux par les applicateurs, un séchage modéré des poissons, le port de gants, l’utilisation d’un mousse humide pour poser l’animal sur le support de contention et d’un point de pression sur le site de prélèvement comme décrit dans la procédure qui définit le volume limite de sang et les périodes de récupération nécessaires. Pour protéger le bien-être des animaux, ils seront suivis au moyen de grilles d'évaluation du bien-être animal, et des points limites adaptés seront appliqués immédiatement si un animal semble éprouver des effets indésirables imprévus. Les conditions d’hébergement des animaux sont définies de telle sorte à ce que la densité des animaux par bassin, les paramètres environnementaux (température) ou encore la qualité d’eau procurent le maximum de confort aux animaux, et répondent à la législation en vigueur. Aucun animal ne reste isolé sans contact visuel ou tactile avec ses congénères, ceci afin de réduire au minimum l’angoisse et le stress des animaux.

Choix des espèces

Les concentrations de vitamines évaluées chez le tilapia sont destinées à être incorporées dans les aliments comme additif alimentaire pour les poissons d’eau chaude. Le tilapia est le deuxième plus important groupe de poissons élevé, il est peu exigeant et résistant aux conditions d'élevage. Au début de l’étude les tilapias pèseront 30 grammes. Ils seront élevés pendant 12 semaines, pour pouvoir effectuer les échantillonnages d’organes et les prélèvements de sang demandés par la procédure.