Procédures modérées
Étude du développement des neurones inhibiteurs dans le cerveau visuel de la souris
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour observer comment se forment les circuits inhibiteurs du cortex visuel, 960 souris génétiquement modifiées vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Une partie des souriceaux reçoit une injection dans le cerveau, puis une plaque métallique est fixée sur leur crâne par chirurgie. Les animaux vivent ensuite en cage avec cet implant et sont immobilisés par la tête, éveillés, jusqu'à trente-deux séances d'une heure trente réparties sur trois mois. Une partie est tuée pour des analyses post-mortem, les autres sont proposées en don à d'autres équipes ou tuées faute de pouvoir être réutilisées en raison de leur modification génétique.
Objectifs
Notre projet de recherche cherche à comprendre comment se développent les réseaux inhibiteurs, ces circuits neuronaux qui régulent l'activité du cerveau, dans les régions responsables du traitement de la vision. Ces circuits sont composés de neurones particuliers, appelés interneurones, qui ont pour rôle de moduler l'activité cérébrale en empêchant une excitation excessive. Ils sont essentiels pour assurer un traitement équilibré et précis des informations visuelles. Nous étudierons chez des souris génétiquement modifiées comment ces réseaux inhibiteurs se forment et se connectent pendant le développement, en particulier dans le cortex visuel primaire, une région clé pour interpréter ce que nous voyons. Notre hypothèse est que le bon développement de ces réseaux est crucial pour que le cerveau puisse analyser les images de manière stable et cohérente. En comprenant mieux la manière dont ces circuits se construisent, nous espérons aussi mieux cerner certains troubles du développement cérébral, comme ceux liés à l'autisme ou à la schizophrénie, où l'équilibre entre excitation et inhibition est souvent perturbé.
Bénéfices attendus
Les maladies cérébrales ont un impact profond sur la santé des individus, affectant leur autonomie, leur éducation, leur capacité à travailler, leur mobilité ainsi que leurs relations sociales. Elles représentent ainsi un lourd fardeau à la fois humain, social et économique. Il est donc essentiel de mieux comprendre les propriétés fondamentales qui régissent la force, la dynamique, l’organisation spatiale, la localisation anatomique et la composition moléculaire des connexions synaptiques entre types neuronaux spécifiques, tant dans des conditions normales que pathologiques. Nous faisons l’hypothèse que de nombreux troubles cognitifs et psychiatriques, tels que la schizophrénie, l’autisme, la dépression, ou encore certaines formes de douleur chronique, trouveraient leur origine dans un dysfonctionnement des circuits du néocortex. Toutefois, les mécanismes précis du fonctionnement normal de ces circuits, ainsi que les altérations qui surviennent dans ces pathologies, restent encore largement inconnus. Par le biais de nos recherches, nous visons à combler ces lacunes fondamentales. En utilisant des modèles animaux génétiquement modifiés, nous serons en mesure de cibler des types cellulaires et des réseaux neuronaux spécifiques. Cela nous permettra d’élaborer un cadre physiopathologique robuste pour mieux comprendre les maladies du cerveau, avec pour objectif à long terme de développer de nouvelles approches thérapeutiques et d'améliorer la prise en charge des patients. En comprenant mieux la manière dont ces circuits se construisent, nous espérons aussi mieux cerner certains troubles du développement cérébral, comme ceux liés à l'autisme ou à la schizophrénie, où l'équilibre entre excitation et inhibition est souvent perturbé.
Procédures
Un petit prélèvement du bout de la queue sera fait sur une partie des jeunes animaux vigiles (1 fois, moins d’1min) afin de connaitre leur patrimoine génétique. Une partie des souriceaux recevra une injection dans une zone du cerveau (1 fois, durée 5minutes environ) sous anesthésie générale. Ces animaux auront au minimum 9 jours après une implantation d’un dispositif sur leur tête lors d’une procédure chirurgicale, sous anesthésie générale et analgésie adaptée (1 fois, durée 1h maximum). Ils seront ensuite habitués au dispositif expérimental pendant 5 jours, avec 1 à 2 sessions quotidiennes en commençant par quelques minutes et en augmentant progressivement jusqu'à 1h30 maximum. L’habituation pourra être prolongée d’1 semaine si nécessaire, soit 20 sessions maximum par animal avec 1h30 maximum par session. Des enregistrements quotidiens de 1h30 sont effectués ensuite, sur animal vigile, pendant 4 jours consécutifs, pendant 3 mois avec 1 semaine de repos entre chaque période d’enregistrements de 2 semaines, soit 32 sessions maximum par animal avec 1h30 maximum par session. Tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
Les animaux pourront ressentir un stress dû aux manipulations et contentions nécessaires au cours du projet. Pour connaitre le patrimoine génétique des animaux nous prélèverons un petit fragment de la queue pouvant générer une brève et légère douleur. Pour la biopsie caudale, il y a un risque de saignement. L’injection intracérébrale chez les souriceaux est associée à un risque d’hémorragie et un risque de rejet de la portée par la mère. L'implantation d'une plaque métallique sur la tête des animaux pour l'imagerie biphotonique nécessite une procédure chirurgicale qui est associée à un risque de douleur et d’inconfort pendant quelques jours ainsi qu’un risque d’infection. Cette chirurgie implique une anesthésie générale qui entrainera un risque d’hypothermie, de sécheresse oculaire et de dépression cardiorespiratoire. De plus, après l'implantation de la plaque métallique, l'animal devra vivre dans la cage avec cette plaque métallique sur la tête, ce qui peut provoquer une gêne due à l’encombrement et limiter son comportement habituel, il existe également un risque rare de perte de l’implant. Afin d'imager l'animal sous un éclairage à deux photons, les animaux seront éveillés mais leur tête sera immobilisée, ce qui limitera les mouvements de la tête et génèrera un stress pour les animaux.
Devenir
À la fin des procédures, une partie des animaux sera euthanasiée afin de réaliser des analyses post-mortem et les autres seront proposés en dons à d’autres équipes ou euthanasiés car ils ne pourront pas être réutilisés en raison de leur modification génétique spécifique.
Remplacement
Il n’y a malheureusement pas d’alternatives à l’utilisation d’animaux pour ces expériences, car l'objectif est de découvrir le fonctionnement de zones spécifiques dans le cerveau intact. Il s'agit d'une question empirique qui nécessite l'examen de circuits intacts pour y répondre. Il n'existe aucune lignée cellulaire qui récapitule avec précision la physiologie neuronale des animaux, et comme nos expériences étudient les interconnexions entre les neurones qui se produisent dans le cerveau intact, ces expériences ne seraient pas possibles en culture cellulaire. Il est important de noter que notre projet scientifique global comporte une composante alternative à l’expérimentation animale : l’analyse de modèles in silico (création d’un modèle numérique du circuit neuronal étudié incluant les résultats de notre caractérisation expérimentale). Ce modèle sera diffusé publiquement et constituera une alternative à l’expérimentation animale pour l’étude du rôle fonctionnel de certaines cellules cérébrales spécifiques.
Réduction
Le nombre total d'animaux impliqués dans ce projet (960) est calculé en tenant compte des mesures de réduction. Le nombre d'animaux utilisés dans les procédures sera réduit en effectuant différentes procédures sur un seul animal : les animaux recevront des injections virales puis participeront à l’imagerie afin de maximiser les mesures longitudinales multiples sur un même animal. Nos compétences chirurgicales permettront également de réduire le nombre de complications chez les animaux et de minimiser les dommages durables. En outre, notre expertise dans l'entraînement des animaux à être fixées par la tête dans l'installation d'imagerie réduira également la variabilité et, dans une large mesure, les nombres globaux nécessaires pour obtenir une signification statistique dans les cohortes. Enfin, notre choix de la taille de l'échantillon est basé sur des études précédentes et est cohérent avec ceux généralement employés dans le domaine. La taille réelle de l'échantillon dépendra de la variabilité de la lecture biologique. Il sera nécessaire de procéder à des tests statistiques pour une interprétation fiable des résultats. Il est également important de noter que le projet comporte un plan de partage de données. Les données expérimentales seront disponibles en libre accès sur la plateforme https:ebrains.eu (la plateforme de partage de données neuroscientifiques financées par l’U.E.) ce qui permettra à d’autres équipes de profiter de ces données, leur évitant ainsi de reproduire ces expériences, et réduira donc le nombre d’animaux utilisés à terme.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des conditions conformes à la réglementation en vigueur pour l’espèce. Les conditions d'élevage et d'hébergement (enrichissement de l'environnement avec des carrés de coton, bâtonnet de bois à ronger et maison) sont mises en œuvre afin d'accroître autant que possible le bien-être des animaux. Les animaux seront observés quotidiennement. En cas d’anomalie celle-ci sera gérée en collaboration avec la structure chargée du bien-être animal et le vétérinaire qui apportent conseils et recommandations pour assurer une prise en charge adaptée de l’animal. Le prélèvement pour connaitre le patrimoine génétique des animaux sera le plus petit possible et réalisé sur de jeunes animaux (cicatrisation rapide). Nous nous assurerons de la bonne reprise en charge des petits par leur mère immédiatement après le geste et environ 30 minutes après. La chirurgie stéréotaxique sera effectuée sous anesthésie générale et des analgésiques seront administrés avant et après l’intervention pour limiter la douleur. Nous maintiendrons la température des animaux au cours de toute la durée de l’anesthésie pour éviter toute hypothermie. Un soutien nutritionnel et hydrique ainsi qu’une surveillance étroite seront mis en place à la suite des chirurgies pour s’assurer de la bonne récupération des animaux. Pour les séances d’imagerie tête fixée, afin de réduire le stress, nous prévoyons d'effectuer entre 1 et 2 semaines d'habituation des animaux au dispositif de fixation de la tête. Nous ajusterons également la surface du disque rotatif pour faciliter une bonne prise pour les animaux et réduire l'inconfort. Et enfin nous prévoirons des périodes de repos entre les sessions d’imagerie, par exemple 3 jours de repos par semaine et 1 semaine de repos toutes les 2 semaines. Des points limites sont définis et seront respectés pour éviter toute souffrance animale.
Choix des espèces
Les propriétés de base des microcircuits de cellules du cerveau chez la souris sont similaires à celles des autres mammifères, y compris l'homme, ce qui rend les résultats obtenus avec un tel modèle éventuellement transposables à la médecine humaine. Actuellement, seuls les modèles murins nous permettent de visualiser les types de cellules spécifiques que nous étudions. Les souris peuvent être génétiquement modifiées révélant ainsi la fonction de gènes spécifiques. Le développement du cerveau chez la souris est très bien caractérisé, ce qui facilite les études anatomiques et fonctionnelles. Dans ce projet, nous prévoyons d'étudier les mécanismes cellulaires aux stades précoces et tardifs du développement. C'est pourquoi nous prévoyons d'utiliser des animaux dès leur naissance et jusqu'à plusieurs mois.
Evaluation de nouveaux axes thérapeutiques dans le cadre de récidives de glioblastomes post-chirurgicales.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Des cellules tumorales leur sont injectées dans le cerveau, puis la tumeur est retirée par chirurgie et remplacée par un gel chargé de médicaments : 1 512 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal peut recevoir jusqu'à six injections thérapeutiques et quatre injections d'agents d'imagerie, avec deux prélèvements sanguins par séance. Le porteur décrit une combinaison de radiothérapie, d'immunothérapie et d'ultrasons destinée à traiter les récidives de glioblastome après opération, les retombées pour les patients restant annoncées comme une survie prolongée et une meilleure qualité de vie. Il annonce quatre sessions d'imagerie au maximum et écrit dans le même paragraphe que chaque animal pourra être examiné jusqu'à six fois.
Objectifs
Le glioblastome est la forme la plus fréquente et la plus agressive de tumeur cérébrale primaire. Son taux élevé de récidive, associé à une survie médiane inférieure à un an, souligne la difficulté à traiter efficacement cette pathologie. Bien que la résection chirurgicale demeure la principale approche pour réduire la masse tumorale et soulager les symptômes, elle ne permet jamais une élimination complète de la tumeur. En effet, des cellules tumorales résiduelles, souvent localisées aux marges de la zone réséquée, contribuent inévitablement à la récidive du cancer. De plus, la chirurgie engendre des modifications substantielles de l’environnement tumoral, favorisant la prolifération, la migration et la résistance des cellules tumorales, ce qui rend encore plus complexe la mise en place d’un traitement efficace. C’est dans ce contexte que le projet proposé cherche à développer des stratégies thérapeutiques innovantes pour traiter le glioblastome. L’objectif est de combiner différentes approches : notamment la radiothérapie externe et interne, ainsi que des immunothérapies administrées soit localement sous forme de gel biodégradable, soit par injection. Une dimension supplémentaire de ce projet est l’utilisation d’une technique d’ultrasons thérapeutiques, qui doit favoriser le passage dans le cerveau des médicaments immunothérapeutiques et ainsi renforcer leur efficacité. Deux approches principales seront visées par la radiothérapie: d’une part, en ciblant le côté prolifératif et immunosuppresseur de la tumeur, et d’autre part en ciblant certaines voies métaboliques de la tumeur. Ces thérapies seront testées en combinaison ou non à des immunothérapies ciblées combinées ou non à des ultrasons thérapeutiques. L'efficacité de ces approches sera évaluée grâce à des techniques d’imagerie avancées, qui permettront de suivre de près la réponse biologique des tumeurs et d’ajuster le traitement de manière personnalisée. L’objectif final est de proposer une solution qui combine diagnostic et thérapie, les deux supervisés par l’imagerie, afin d’optimiser l’efficacité des thérapies tout en surmontant les résistances aux traitements traditionnels du glioblastome.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à répondre à des enjeux cliniques cruciaux concernant le glioblastome Bénéfices pour la recherche : • Compréhension accrue des mécanismes tumoraux post-chirurgie : La première phase du projet permettra d’étudier comment la chirurgie influence le microenvironnement tumoral. Ces données permettront de développer des stratégies pour minimiser les récidives tumorales après la chirurgie. • Évaluation préclinique de nouveaux outils thérapeutiques : Grâce à des technologies avancées, telles que l’imagerie TEP, l’imagerie optique et les gels vectorisant les traitements, ce projet validera de nouvelles combinaisons thérapeutiques associant immunothérapie, immunostimulation et radio-immunothérapie interne, offrant ainsi des alternatives aux traitements conventionnels. • Mise au point des traitements personnalisés : Les résultats obtenus contribueront à l’élaboration de thérapies plus ciblées et plus efficaces contre les cellules tumorales résiduelles, réduisant ainsi les récidives post-chirurgicales. • Validation et Optimisation des ultrasons thérapeutiques : L'intégration des ultrasons thérapeutiques avec des traitements ciblés pourrait améliorer la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique, augmentant ainsi la concentration d’agents thérapeutiques dans les tumeurs cérébrales et l’efficacité du traitement. Cette approche peut s’adresser à d’autres pathologies du système nerveux central. Bénéfice pour le patient : • Prolongation de la survie des patients . • Améliorer la qualité de vie des patients. L'utilisation de gels biodégradables pour une administration localisée, ainsi que l’optimisation des traitements systémiques, permettra de réduire les effets secondaires liés à l’utilisation de molécules toxiques.
Procédures
Les interventions suivantes auront lieu : • Mise en place du modèle tumoral (45 minutes, 1 injection par animal) : Des cellules tumorales seront injectées dans le cerveau pour induire la formation de tumeurs. Cette intervention est réalisée sous anesthésie générale. • Injection d’agents d’imagerie (5 minutes par injection, maximum 4 injections par animal au total car 4 sessions d'imagerie, séparées de 2 à 3 jours minimum) : • Injection d’agents thérapeutiques (5 minutes par injection, maximum 6 injections par animal) : Les traitements seront administrés tous les deux à trois jours pendant environ deux semaines, sous forme d'injections systématiques pour tester l’efficacité des thérapies ciblées. • Ablation tumorale (environ 30 minutes) : Une ablation tumorale sera réalisée sous anesthésie pour retirer la tumeur, avec une vérification de l’étendue de la résection tumorale via des techniques d’imagerie. • Application d’un gel biodégradable (15 minutes) : Après la résection tumorale, un gel biodégradable contenant des agents thérapeutiques sera appliqué directement dans la cavité tumorale avant la fermeture chirurgicale. Ce gel permettra une libération localisée et prolongée des traitements, ciblant les cellules tumorales résiduelles. • Sessions d’imagerie (15 à 70 minutes, maximum 4 sessions) : elles servent à surveiller la progression tumorale et évaluer l’efficacité des traitements. Elles sont réalisées sous anesthésie générale. Chaque animal pourra être examiné jusqu’à six fois à des moments différents pour un suivi dynamique des agents thérapeutiques et des marqueurs tumoraux. • Prélèvement sanguin (maximum 5 minutes, 2 fois par session d’imagerie);
Impact sur les animaux
Les procédures prévues dans ce projet peuvent entraîner différentes formes de nuisances pour les animaux, qui seront attentivement surveillées et documentées. Ces effets sont inhérents aux expérimentations et varient en fonction des interventions spécifiques : - Douleur et inconfort liés aux procédures chirurgicales Les résections tumorales et implantations nécessitent des interventions chirurgicales, potentiellement associées à des douleurs post-opératoires modérées. Une réduction temporaire de la mobilité et une inactivité peuvent être observées pendant les 2 à 3 jours suivant la chirurgie. Les douleurs post-opératoires devraient s’estomper dans les 48 à 72 heures suivant la chirurgie. - La croissance tumorale peut impliquer des problèmes neurologiques notamment quand la tumeur atteint un volume ou une prolifération trop importante pouvant induire une inactivité ou une mobilité réduite.Effets secondaires des traitements Les traitements immunostimulateurs peuvent induire une inflammation locale ou systémique, avec des symptômes comme la fièvre, la fatigue ou un stress métabolique (déséquilibre entre les besoins énergétiques et les ressources disponibles). La radio-immunothérapie interne peut provoquer une toxicité systémique légère à modérée, avec une possible perte de poids transitoire (jusqu’à 10 %), une diminution de l’activité et un changement comportemental. - Effets liés aux techniques d’imagerie Les anesthésies répétées pour l’imagerie multimodale peuvent générer un stress physiologique, une inactivité temporaire et un ralentissement de la reprise alimentaire après chaque session. Les ultrasons thérapeutiques, bien que non invasifs, pourraient entraîner des douleurs légères ou un inconfort transitoire au niveau des tissus ciblés. Les effets secondaires des traitements et des imageries seront surveillés et devraient se résorber en 2 à 3 jours, selon la gravité. - Stress général et comportements anormaux Les animaux peuvent présenter du stress comportemental (agitation, repli, diminution de l’interaction sociale) en raison des manipulations répétées et des injections. Une acclimatation rigoureuse aux conditions expérimentales est prévue pour réduire ces effets.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure afin d’extraire les organes et réaliser les différentes analyses ex vivo pour améliorer les compréhensions mécanistiques.
Remplacement
Actuellement, aucune alternative totalement fiable et valide aux modèles animaux n’existe pour reproduire la complexité du microenvironnement tumoral et et de tous les mécanismes pathologiques mis en jeu dans le glioblastome. Les modèles in vitro (lignées cellulaires ou organoïdes) et in silico permettent d’étudier des aspects isolés que nous exploitons afin de sélectionner au mieux les traitements que nous proposons. Mais ils ne peuvent pas reproduire cette complexité propre aux organismes vivants. Pour bien évaluer les rechutes de tumeur après une opération, il faut que le système immunitaire fonctionne normalement. Cela n’est pas possible dans des modèles en laboratoire (in vitro), car ils ne reproduisent pas toute la complexité du corps humain. Par exemple, la façon dont les cellules immunitaires atteignent la tumeur ou réagissent aux traitements (comme l’immunothérapie ou la radiothérapie ciblée) dépend de structures importantes comme la barrière qui protège le cerveau (barrière hématoencéphalique). Les techniques d’imagerie biomédicale que nous employons requièrent un fonctionnement organique préservé pour permettre une analyse fiable de la distribution des traitements et de leur efficacité.
Réduction
Le nombre d’animaux a été déterminé pour être le plus petit possible tout en étant suffisamment grand pour garantir une puissance statistique suffisante des données qui seront collectées. Les groupes sont composés de 12 animaux, un effectif défini pour détecter des différences significatives dans les paramètres mesurés (volume tumoral, biomarqueurs d’imagerie, survie). De plus, le choix a été fait de suivre les paramètres mesurés par imagerie longitudinale, qui contrairement à d’autres méthodes permet de faire plusieurs mesures des paramètres au cours du temps sur un seul animal. Un soin particulier est apporté à la sélection des modèles tumoraux de manière à limiter l’étude sur animal aux modèles les plus pertinents. Enfin, les protocoles expérimentaux sont standardisés pour minimiser la variabilité inter-individuelle et limiter le nombre de groupes nécessaires.
Raffinement
Des mesures spécifiques seront mises en place pour garantir le bien-être des animaux tout au long des procédures : - Surveillance accrue : Les animaux seront monitorés régulièrement pour détecter rapidement tout signe de douleur ou de stress. Des grilles de score validées seront utilisées pour évaluer leur état général. - Gestion de la douleur : Des analgésiques adaptés, seront administrés systématiquement en postopératoire, en complément des anesthésiques utilisés pendant les procédures. - Soins postopératoires : Une attention particulière sera portée aux soins après chirurgie, avec hydratation, alimentation enrichie et contrôle des plaies pour éviter toute infection. - Habituation préalable : Les animaux seront habitués aux manipulations et à l’environnement expérimental, réduisant ainsi leur stress lors des procédures. Ces mesures assurent en plus la qualité des données recueillies. Des mesures spécifiques seront mises en place pour garantir le bien-être des animaux tout au long des procédures. Des points limites ont également été définis afin de permettre une prise en charge rapide ou un arrêt anticipé si nécessaire.
Choix des espèces
Les espèces utilisées dans ce projet sont des souris, qui sont largement reconnues pour leur pertinence dans les recherches sur le glioblastome. Sur le plan scientifique, les souris utilisées dans nos recherches permettent de reproduire différentes situations proches de ce qui se passe chez l’humain. Certaines souris ont un système immunitaire affaibli: elles permettent d’implanter des tumeurs humaines et de tester des traitements ciblés sans que leur système immunitaire ne les rejette. D’autres, avec un système immunitaire intact, sont utiles pour étudier la réaction du corps face à une tumeur ou à un traitement. En combinant ces différents modèles, on peut mieux comprendre la maladie et évaluer les thérapies dans des contextes variés. Du point de vue technique, les souris sont particulièrement adaptées aux systèmes d’imagerie utilisés dans ce projet, tels que la tomographie par émission de positrons (TEP), l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et l’imagerie par fluorescence. Leur taille permet d’intégrer des équipements d’imagerie avancés, tout en facilitant des manipulations chirurgicales précises et reproductibles. En outre, ces animaux sont bien caractérisés en termes de biologie et d’éthologie, ce qui garantit une évaluation éthique rigoureuse et une minimisation des nuisances associées aux expérimentations. Les animaux utilisés dans ce projet seront des souris âgées de 6 à 10 semaines au moment de la chirurgie. L’âge choisi permet de travailler avec des animaux à un stade de développement adolescent à adulte, ce qui est en adéquation avec l’âge moyen des sujets humains concernés par la pathologie. Les animaux seront reçus à un âge minimal de 4 semaines et bénéficieront d’une période d’acclimatation d'au moins une semaine après leur livraison. Cela permettra de réduire le stress et d’assurer que les animaux sont dans un état optimal avant les interventions expérimentales.
Etude pilote pour la réalisation d’approches thérapeutiques en neurologie chez la souris EU1/2
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Des femelles au dernier tiers de gestation sont opérées trente minutes sous anesthésie, leurs embryons recevant une injection que le porteur décrit comme sans lésion ni nuisance à ce stade. 100 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées, une partie par injection d'un fixateur sous anesthésie, pour prélèvement de tissus et analyses histologiques. D'autres animaux reçoivent un vecteur de thérapie génique sous anesthésie, l'objet étant de choisir le sérotype et la dose de virus pour de futurs essais visant les troubles du neurodéveloppement. Le porteur annonce des chirurgies sur deux souris par condition et des injections de virus sur des groupes de trois, sans analyse statistique ni test de puissance, et sans expliquer comment ces groupes conduisent à cent animaux.
Objectifs
La connaissance des mécanismes impliqués dans le développement de réseaux neuronaux fonctionnels est essentielle pour comprendre l’origine des troubles du neurodéveloppement (TDNs), des atteintes du développement cognitif ou fonctionnel du cerveau ayant un impact important sur la vie des patients. Il est estimé que près d’une naissance sur 6 est concernée par un trouble du neurodéveloppement, et les options thérapeutiques restent dans la majorité des cas limitées. Ce projet, qui se déroulera dans deux établissements utilisateurs, s’inscrit dans le cadre d’un projet de recherche translationnelle, conduit chez la souris, qui constitue des essais préliminaires à visée thérapeutique. D’abord, nous testerons les fonctions neuronales d'un gène identifié comme un régulateur du trafic de membranes intracellulaires. In vitro, ce gène a un effet sur la pousse neuronale, dont la prédiction serait qu'elle module la connectivité cérébrale. Dans le cadre d’une approche translationnelle, il a développé des molécules interférantes qui bloquent la fonction de ce gène in vitro. Nous testerons l'effet de ces molécules in vivo. Dans un second temps, nous ferons la mise au point de virus vecteurs pour un futur projet de thérapie génique. Notre objectif sera de tester des virus contrôle, afin de sélectionner le sérotype et la dose de virus adaptés à de futurs essais thérapeutiques. A terme, le sérotype de virus sélectionné nous permettra d’exprimer les molécules d’intérêt dans des populations de neurones ciblées.
Bénéfices attendus
Les résultats de ces travaux permettront de comprendre les fonctions d’un gène impliqué dans le développement cérébral. Les outils développés dans ce projet seront la base d’études précliniques qui à terme pourront aboutir à la composition de thérapies ciblées pour le système nerveux.
Procédures
Dans l'EU1 : Les animaux inclus dans ce projet subiront entre une et trois injections d’analgésiques (durée contention/injection : 10 secondes par animal par injection). Certaines femelles subiront une chirurgie avec réveil, sous anesthésie et en respectant les règles d’analgésie et d’asepsie chirurgicale. La chirurgie dure environ 30 minutes et sera réalisée une seule fois. La procédure peut entraîner une douleur et du stress dans les heures suivant la chirurgie. Des animaux subiront une injection d’un vecteur de thérapie génique, une seule fois, sous anesthésie. Dans l'EU2 : Certains animaux seront mis à mort par injection d'un fixateur, sous anesthésie et analgésie (durée 3 minutes).
Impact sur les animaux
Certains animaux subiront une procédure chirurgicale, sous anesthésie générale et analgésie, qui peut entraîner une douleur le temps de la cicatrisation. Certains animaux subiront une injection au stade embryonnaire qui n'entraine aucune lésion ou nuisance chez les embryons à cet âge. Certains animaux recevront une injection de virus, une seule fois, qui entraînera un léger stress au moment de l’injection.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour prélèvement de tissus et analyses histologiques
Remplacement
Ce projet a pour objectif de caractériser les changements de connectivité cérébrale lors de la modulation d'un gène dont les fonctions ont été étudiées au préalable in vitro. Il est à présent nécessaire de tester l’effet de ce gène in vivo afin de valider les conséquences sur le ciblage des connexions neuronales, qui ne peut être reproduit in vitro en raison de la complexité cérébrale et de la diversité des types neuronaux impliqués. Dans l’état actuel des connaissances scientifiques, les étapes de développement du cortex cérébral et la mise en place des circuits neuronaux ne peuvent être modélisées entièrement in vitro. L’étude de circuits corticaux nécessite d’avoir recours à un animal possédant une structure corticale et par conséquent empêche le remplacement par un modèle invertébré. De même, nous souhaitons tester la distribution d’un virus pour la thérapie génique, ce qui ne peut être reproduit fidèlement in vitro (effet de la circulation et des barrières sang-cerveau, entre autres).
Réduction
Dans ce projet, nous limiterons le nombre d’animaux au strict minimum pour atteindre les résultats scientifiques et faire la preuve de concept de l’efficacité de nos approches en vue d’applications précliniques ultérieures. Il n’y aura pas d’analyse statistique et pas de test de puissance réalisé au préalable. Les chirurgies seront réalisées sur deux souris par condition, ce qui est le nombre minimum pour nous assurer de la reproductibilité des résultats sur deux expériences indépendantes. Les injections de virus seront réalisées sur des groupes de trois souris, ce qui est le nombre minimum pour nous assurer de résultats interprétables (en cas de variabilité d’un animal à l’autre). Nous commencerons par la dose la plus faible de virus, si celle-ci donne satisfaction, nous n’aurons pas besoin de réaliser la dose la plus importante.
Raffinement
Pour l'ensemble des procédures, nous avons défini des points limites prédictifs et précoces afin de prédire au mieux et le plus tôt possible des manifestations conduisant à la mise en place de traitements ou à l’arrêt de la procédure. La procédure chirurgicale est bien maîtrisée par les expérimentateurs et sera réalisée uniquement par un chercheur expérimenté. Un recours à l’analgésie péri-opératoire, ainsi qu’à une analgésie post-opératoire (calibrée par rapport à une grille d’évaluation de la douleur) nous permettra de limiter le stress et la douleur. Les mises à mort pourront se dérouler dans un autre EU, dans ce cas le transport des animaux est rapide puisque les deux établissements utilisateurs sont dans le même bâtiment. Les animaux seront placés dans une cage de transport adaptée et pris en charge immédiatement à leur arrivée afin de limiter le stress lié à un nouvel environnement. Les animaux seront traités individuellement, pendant que le reste de la portée sera isolée dans un portoir ventilé qui procure une isolation visuelle, acoustique et olfactive.
Choix des espèces
L’architecture du cerveau de la souris est très proche de l’architecture du cerveau humain dans sa structure et son fonctionnement. Le modèle murin est un modèle animal reconnu dans le cadre des études des pathologies neurodéveloppementales tels l’autisme et/ou les déficiences mentales. Les outils moléculaires que nous allons tester sont adaptés à la souris. La chirurgie se fera chez des femelles au 3ème tiers de la gestation chez la souris, qui est le stade auquel le développement cérébral a lieu chez la souris. Cette procédure est parfaitement standardisée au laboratoire. L’injection de virus sera faite dans des animaux jeunes adultes, entre 8 et 14 semaines. Il n’est pas attendu d’incidence de l’âge sur la distribution des virus. Le stade jeune adulte correspond à une cible thérapeutique potentielle à terme pour les maladies neuropsychiatriques.
Evaluation de l’excrétion biliaire et du métabolisme d’une entité thérapeutique (chimique ou biologique) chez le rat après pose d’un cathéter
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Quarante-cinq minutes d'anesthésie gazeuse au minimum, pose d'un cathéter dans le canal cholédoque, puis au moins douze jours d'habituation en cage métabolique individuelle. 625 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré à sévère, harnachés pour la collecte continue de bile. Vient ensuite l'administration unique du composé à tester, jusqu'à six microprélèvements sanguins en vingt-quatre heures, et pour une partie des animaux le retrait de tout enrichissement et le placement sur grille pendant quarante-huit heures afin de recueillir urines et fèces. Le porteur écrit que la bile étant entièrement collectée et non renvoyée dans le duodénum, la survie au-delà de quarante-huit heures n'est pas possible dans des conditions éthiques, et que tous les rats sont donc mis à mort.
Objectifs
Ce projet s’inscrit dans une stratégie globale de caractérisation de nouvelles entités en vue de la première administration chez l’homme, ou l’animal pour les médicaments vétérinaires. L’objectif du projet est d’étudier l’excrétion biliaire de potentielles entités thérapeutiques chimiques ou biologiques après administration par voie intraveineuse chez le rat. Dans la recherche préclinique et la recherche de candidats, les paramètres pharmacocinétiques sont essentiels pour la sélection et l’évaluation des candidats médicaments. Les entités testées sont préalablement analysées lors de tests in-vitro. Une première sélection est ainsi réalisée pour n’administrer aux animaux que des entités avec des caractéristiques favorables en terme pharmacocinétique. Ces études préliminaires permettent d’objectiver les processus d’absorption, de dégradation, de distribution et d’élimination de chaque entité afin de prédire le comportement de ces entités chez l’homme ou l‘animal pour les médicaments vétérinaires. Selon les propriétés des entités, il arrive que les études préliminaires ne suffisent pas pour déterminer le métabolisme hépatique et les voies d’élimination et qu’une étape « in vivo » sur organisme entier soit nécessaire. Une chirurgie a été développée pour implanter un cathéter au niveau du canal cholédoque et ainsi collecter la bile dès la fin de la chirurgie. L’absence de vésicule biliaire chez le rat permet de collecter la bile en continu après l’administration du composé.
Bénéfices attendus
A court terme, les expérimentations de ce projet permettront d’élucider les voies d’excrétion déterminantes pour l’avancée du développement préclinique pour certaines entités testées. Elles peuvent aussi aboutir à l’identification des principaux métabolites et déterminer leur éventuelle toxicité. A long terme, les entités sélectionnées constitueront la base pour un traitement applicable à l'Homme, ou à l’animal dans le cas de médicaments vétérinaires.
Procédures
Les gestes techniques concernent tous les animaux : • Procédure chirurgicale de pose de cathéter biliaire : o 1 anesthésie gazeuse de 45 minutes minimum par animal o Administration d’analgésique et anti-inflammatoire. Durée 30 secondes sur animaux anesthésiés. Unique. Mise en place d’une couverture analgésique sur une période de 3 jours post-opératoire o Administration unique d’une solution d’hydratation des animaux. Durée 30 secondes sur animaux anesthésié. • Hébergement individuel post-chirurgie : o Cage à métabolisme individuelle avec enrichissement complet (litière et matériaux de nidification) avec maintien du contact olfactif et visuel. Habituation pendant au moins 12 jours. • Pesées : Durée 30 secondes sur animal vigile, jusqu’à une fois par jour sur la durée des études. • Administrations des composés à potentiel thérapeutiques sur animal vigile : Durée 30 secondes. Une fois • Hébergement individuel post-traitement : Cage individuelle à métabolisme avec maintien du contact olfactif et visuel avec ou sans enrichissement selon la nécessité d’une collecte des excrétas (urine et fèces) en plus de la bile. o Condition 1 (sans collecte d’excrétas) : Avec maintien de la litière en fond de cage et du stick de bois mais matériel de nidification retiré (pour éviter l’emmêlage avec le harnais). Durée maximale de 72h (24h de récupération post opératoire + 48h d’étude). o Condition 2 (avec collecte d’excrétas) : Avec retrait de la totalité de l’enrichissement et placement de l’animal sur grille. Durée maximale de 48h. • Prélèvements de sang, sur certains animaux seulement : o Microsampling : Durée 30 secondes sur animal vigile. Maximum 6 fois sur 24h. o En phase terminale : Durée 1 minute sous anesthésie générale gazeuse ou chimique. o Les volumes et la fréquence des prélèvements seront selon les critères de la consigne interne en vigueur. Le volume total prélevé n'excédera pas 7.5% du volume estimé de sang total de l'animal sur une période de 24 heures.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables possibles sont liés aux gestes techniques d’administration (maximum 5 minutes) et de prélèvements (maximum 6 fois 5 minutes), à l’acte chirurgical (maximum 1 heure) ainsi qu’aux contraintes d’hébergement individuel (maximum 48h). Dans ces études, les composés testées auront déjà été administrés au préalable sur des animaux non opérés au canal cholédoque. Toutefois dans ces phases précoces de développement, des effets secondaires non prédictibles peuvent survenir : perte de poids, hypo- ou hyperthermie, comportement anormal (animaux hypo- ou hyperactifs), vocalisations. Tout effet observé sera noté selon une grille spécifique et donnera lieu à une action adaptée à la gravité des signes ; les points limites anticipés permettent de limiter la nuisance à un niveau de gravité modéré au maximum.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue des procédures. La bile étant entièrement collectée et non administrée dans le duodénum, la survie dans des conditions éthiques n‘est pas possible au-delà de 48h. De ce fait, il n’est pas possible de réutiliser les animaux pour de nouvelles études.
Remplacement
De nombreux tests in silico et in vitro existent et permettent de sélectionner les entités d'intérêt uniquement sur la base de leurs caractéristiques pharmacocinétiques, notamment l'absorption et le métabolisme. Il n'existe pas de modèles in silico ou in vitro qui permettent de déterminer l'ensemble des propriétés pharmacocinétiques d'un composé d'intérêt. Seul un modèle animal peut permettre de caractériser ces entités et discriminer celles qui pourront être envisagées pour un traitement chez l’homme ou l’animal dans le cas d’un médicament vétérinaire.
Réduction
Les composés auront préalablement été évalués de manière extensive sur une batterie de tests in silico et in vitro. Ces tests couplés avec les premières études in-vivo permettent de prédire le profil pharmacocinétique du composé (ex : lipophilie, absorption, métabolisme), de déterminer les caractéristiques d'interaction du composé avec la cible d'intérêt (ex. un récepteur, un canal ionique, une enzyme). Après cette première sélection, les entités sont administrées en études de pharmacocinétiques exploratoires pour déterminer les paramètres de chaque entité. Selon ces résultats, les entités continuent à être testées en efficacité et aussi en dose croissante. Lorsque des incohérences sont observées ou bien que les mécanismes ne sont pas identifiés après toutes ces études préalables, il peut être nécessaire de réaliser des études d’excrétion. Cette approche préalable permet de réduire fortement le nombre d’entités à tester et ainsi de réduire le nombre d‘animaux.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupes dans des cages contenant de l'enrichissement et des matériaux spécialisés pour faciliter la nidification. Après réalisation des chirurgies, les animaux seront hébergés individuellement dans des cages à métabolisme pour permettre la connexion du système de collecte de la bile ; un contact visuel et olfactif est maintenu entre congénères. A minima pendant la période de récupération post-opératoire (au moins 24h), les cages seront équipées de litière et d’enrichissement adapté. Cet enrichissement sera maintenu tout au long de l’étude sauf lors de la phase de collecte des excrétas. Les animaux feront l'objet d'une surveillance clinique et sanitaire journalière sur la durée de la procédure. Les locaux d'hébergement font l'objet de surveillance sanitaire régulière par le biais de contrôles environnementaux, des systèmes d'hébergement et d'animaux sentinelles. Des soins adaptés seront donnés aux animaux affectés, par ou sous l'autorité du vétérinaire désigné ou mis à mort selon les recommandations définies dans la consigne en vigueur. Un plan d'action sera établi et mis en place lors d'apparition d'évènements inattendus. Des critères d'arrêt anticipé seront mis en place pour chaque procédure afin de réduire tout inconfort, stress, souffrance ou douleur inutile. Les procédures potentiellement douloureuses ou source d'inconfort ou de stress se feront sous anesthésie gazeuse. Le nombre de manipulations sur l'animal sera réduit au strict nécessaire. Le projet sera mis en œuvre par du personnel qualifié et habilité conformément à la réglementation en vigueur et ayant reçu une formation en Chirurgie Expérimentale. Le protocole chirurgical a été raffiné à l’aide d’un expert en chirurgie. Une procédure spécifique permettra de proposer et de tester le raffinement notamment de la technique chirurgicale, de l’hébergement et de la collecte d’échantillon en vue de l’appliquer aux procédures d’étude une fois validé par le vétérinaire désigné, la Structure en charge du bien-être animal et le comité d’éthique de l’Etablissement utilisateur.
Choix des espèces
Le rat est une espèce couramment utilisée dans les stratégies de sélection de candidat, en réalisant des essais de pharmacocinétique préclinique. Pour le modèle de cathétérisation biliaire, le rat est l’espèce de choix car le rat ne possède pas de vésicule biliaire et présente donc une excrétion continue de la bile mais aussi pour des raisons scientifiques : comparaison de résultats pharmacodynamiques et pharmacocinétiques chez la même espèce animale, homologie de récepteur de l’espèce choisie avec le récepteur humain. Le stade adulte sera utilisé par défaut (à partir de 7 semaines) car c’est celui qui permet de déterminer les paramètres pharmacocinétiques de l’espèce pour une entité donnée.
Prévention de l’hépatite ischémique par les polyamines naturelles et ses métabolites chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
Tuées en fin de procédure pour que leurs tissus et organes passent en analyse post-mortem, 1 600 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Une partie subit une chirurgie du foie de deux heures sous anesthésie et analgésie, une autre un jeûne de douze heures en hébergement individuel, une autre vingt-quatre heures en cage métabolique sur grille, avec un risque de lésions aux pattes reconnu par le porteur. Des traitements antibiotiques ou des polyamines sont administrés dans l'eau de boisson pendant sept ou vingt-huit jours. L'hépatite ischémique visée touche entre 0,5 et 1,3 % des admissions hospitalières, et les molécules testées, censées reproduire les effets du jeûne, n'ont pour l'instant été sélectionnées qu'in vitro.
Objectifs
L’autophagie est un processus naturel essentiel, présent chez tous les êtres vivants, qui permet aux cellules de se nettoyer et de fonctionner correctement. Elle aide aussi les cellules à s’adapter en situation de stress. Lorsque l’autophagie ne fonctionne pas bien, cela peut contribuer au développement de maladies comme le diabète, certaines maladies neurologiques ou certains cancers. Le jeûne (ou restriction calorique) est un moyen naturel d’activer l’autophagie. Dans nos recherches, nous avons identifié des composés capables de reproduire les effets bénéfiques du jeûne, en particulier sur l’activation de ce mécanisme. L’objectif de ce projet est d’étudier l’effet de ces composés, appelés polyamines, sur le foie, et de voir s’ils pourraient aider à prévenir une atteinte grave du foie appelée hépatite ischémique, en utilisant des modèles expérimentaux chez la souris.
Bénéfices attendus
L’hépatite ischémique est une maladie grave du foie causée par un manque d’oxygène ou de sang. Il s’agit d’une affection relativement rare (incidence entre 0.5 et 1.3 pourcent des admissions hospitalières), mais qui entraîne la mort des cellules du foie et peut avoir des conséquences très graves : plus d’un patient sur deux décède dans les six mois. Il s’agit donc d’un véritable enjeu de santé publique. Ce projet vise à étudier si certaines molécules naturelles, appelées polyamines, peuvent protéger le foie contre ce type de lésion. L’objectif est aussi d’identifier de nouvelles pistes pour mieux prévenir ou traiter cette maladie à l’avenir.
Procédures
Une partie des animaux sera soumise à un jeun non strict de 12 heures et hébergés seule mais sans isolement sensoriel (une seule fois). Une partie des animaux sera soumise à des traitements antibiotiques ou avec des polyamines via eau de boisson pendant 7 ou 28 jours. Une partie des animaux recevra une seule administration d’un traitement (moins de 1 minute par animal vigile). Une partie des animaux sera mise pour 24 heures (une seule fois) dans des cages métaboliques (sur grilles) afin de recueillir les urines produites. Une partie des animaux sera soumise (une seule fois) à une procédure de chirurgie au niveau du foie (animal sous anesthésie et analgésie, acte de 2 heures /animal).
Impact sur les animaux
Certains effets indésirables peuvent être observés chez la souris lors des expérimentations, notamment la manipulation et la contention régulière peuvent leur engendrer un certain stress. De plus, lors des injections une légère douleur (équivalente à une piqure) peut survenir, éventuellement accompagnée d’une irritation au niveau du site d’injection. Les sites d’injections peuvent s’infecter. Les conditions d’hébergement des animaux seront modifiées ponctuellement lors des mises à jeun (pour 12 heures) nécessaires pour le déroulement des expériences. Le jeûne peut induire une sensation de faim, une perte de poids, l’affaiblissement de l’animal et parfois de l’hypothermie. La stabulation sur grille pourrait induire des lésions aux pattes. L’hébergement individuel peut induire du stress. La chirurgie peut induire des douleurs post-opératoire. L’anesthésie peut induire de l’hypothermie. Les animaux seront euthanasiés, à la fin des procédures, par une méthode réglementaire en vue des prélèvements d’organes.
Devenir
Tous les animaux à la fin des procédures seront euthanasiés. A la fin des expériences, des analyses seront effectuées sur tissus et organes post-mortem.
Remplacement
Nos recherches ont permis d’identifier et de sélectionner in vitro des molécules (des polyamines naturelles), capables de mimer les effets biochimiques du jeûne et d’activer l’autophagie, un mécanisme physiologique essentiel, qui joue un rôle clé dans le maintien de l’équilibre cellulaire. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact du métabolisme des polyamines sur le foie et la réponse à la modulation du microbiote intestinal. L’utilisation d’animaux vivants est indispensable car il est actuellement impossible à reproduire, in vitro ou ex vivo, les conséquences et les effets sur l’organisme de la chirurgie hépatique ainsi que la modulation du microbiote intestinal vu sa complexité.
Réduction
Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 1600 souris. Pour sa réalisation, des groupes homogènes d’animaux seront utilisés afin de garantir une évaluation statistique robuste des effets analysés. Nous appliquerons des tests statistiques pour comparer l’effet étudié entre les groupes. Dans un souci de réduction du nombre des animaux contrôles, nous chercherons à regrouper les expérimentations lorsque cela est possible. L’étude sera interrompue si les expériences initiales ne confirment pas l’hypothèse de travail. Il est prévu de réaliser une veille bibliographique attentive et continue afin de vérifier que les expériences planifiées n'ont pas déjà été rapportées dans la littérature scientifique existante. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation. Ces tissus seront également partagés avec nos collaborateurs dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Les animaux commerciaux seront soumis à 7 jours d’acclimatation dès leur arrivée dans la structure. Les conditions d’hébergement seront conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposeront de nourriture et d’eau ad libitum ; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification, bâtons à ronger, tunnels en carton, maisonnettes). Les souris seront soumises à un suivi quotidien afin d’évaluer leur niveau de stress et leur poids sera mesuré une fois par semaine tout au long des expériences. Les critères définis pour atteindre un point limite seront strictement appliqués, et les souris seront euthanasiées à la fin de l’étude ou en cas d’atteinte de ces points limites préétablis. Avant l’administration des produits, les sites d’injections seront désinfectés. Les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux (points limites surveillés, anesthésie/analgésie des animaux, utilisation de tapis chauffants). Lors de la chirurgie, l’asepsie et la stérilité du matériel seront respectés. Si les souris apparaissent affaiblies pendant les procédures, la nourriture et l’eau seront mises à l’intérieur de la cage pour leur faciliter l’accès ainsi que du coton pour les réchauffer. Toutes les interventions seront effectuées par des personnes expérimentées et éloignées des animaux hébergés.
Choix des espèces
Le choix d’utiliser la souris dans cette étude est justifié par des considérations scientifiques et éthiques. La souris a une génétique bien caractérisée, ce qui facilite les études génétiques et moléculaires. La souris est largement reconnue et utilisée comme modèle animal standard dans la recherche scientifique, notamment dans les études précliniques. Sa large utilisation au sein de la communauté scientifique internationale permet une meilleure comparabilité des résultats et une meilleure validation des observations entre différentes études. Nous disposons d’installations adaptées pour les souris, ainsi que d’une expertise solide en matière de techniques d’expérimentation animale et de suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. Les animaux seront utilisés au stade adulte (à partir de 6 semaines) afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et un système immunitaire actif.
Étude de voies moléculaires et nouvelles cibles thérapeutiques dans les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin dans des modèles murins
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Deux modèles de colite doivent mimer les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin pour tester une enzyme candidate au statut de médicament. 600 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées pour prélever des organes entiers. Les donneuses reçoivent cinq injections intrapéritonéales en cinq jours sur animal vigile, les receveuses une injection puis, deux jours plus tard, soit un agent dans l'eau de boisson pendant sept jours, soit un agent par voie rectale sous anesthésie. Le porteur estime la colite modérée compte tenu des points limites retenus, avec un score de sévérité relevé chaque jour et un suivi de la prise hydrique et alimentaire.
Objectifs
Les maladies inflammatoires de l'intestin (MICI) sont caractérisées par une inflammation intestinale inappropriée. Elles représentent un fardeau majeur pour les populations occidentalisées. En effet, leur incidence et prévalence ont augmenté de façon spectaculaire au cours des dernières décennies. Les thérapies actuelles ne sont que partiellement efficaces et principalement basés sur des immunosuppresseurs (médicaments affaiblissant le système immunitaire). Celles-ci sont associés à des effets secondaires, notamment des infections et des cancers. Il est donc urgent de mieux comprendre leur origine et d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Nous avons observé chez les patients atteint de MICI, une altération dans l’une des voies métaboliques qui est directement corrélée à l’inflammation. L'hypothèse principale du projet est de caractériser l'effet de notre enzyme d’intérêt dans les MICI afin de pouvoir développer l’enzyme humaine comme un candidat thérapeutique. Ces résultats ouvriront la voie au développement de nouveaux traitements pour les MICI.
Bénéfices attendus
Ce projet est dans la continuité d’un programme de recherche complet et ciblé sur le métabolisme dans le contexte de la santé et des maladies inflammatoires de l'intestin (MICI). En France, ces maladies touchent environ 300 000 personnes (données 2021), ce qui en fait un enjeu majeur de santé publique. L’approche que nous proposons est entièrement nouvelle, fondée sur des découvertes récentes concernant le rôle de certains métabolites dans les processus inflammatoires. Elle repose sur la modulation de voies métaboliques altérées dans les MICI, avec pour objectif de restaurer la production de métabolites anti-inflammatoires et de réduire celle des métabolites pro-inflammatoires. Ce projet est multidisciplinaire, à l’interface de l’immunologie et du métabolisme. Les études menées devraient permettre de mieux comprendre les mécanismes pathologiques impliqués dans les MICI, tout en ouvrant la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques transposables chez l’homme.
Procédures
Les souris donneuses seront soumises à un traitement par injections afin d’induire la modification génétique, à raison d’une injection par jour pendant 5 jours soit un total de 5 injections par souris. Les injections seront effectuées sur animal vigile à raison de quelques secondes par animal. Les souris receveuses seront soumises à une injection unique sur animal vigile à raison de quelques secondes par animal. Deux jours plus tard, ces mêmes animaux seront impliqués dans l’un des deux modèles de colites mimant les aspects des maladies inflammatoires de l'intestin (MICI). Une partie sera exposée à un agent dans l’eau de boisson pendant 7 jours puis replacée en eau standard durant 5 jours. Une seconde partie sera exposée à un agent par voie rectale (par voie naturelle) sous anesthésie générale à raison de quelques minutes. Afin de vérifier la composition du microbiote, les selles fraiches de chaque animal seront recueillies régulièrement sans contrainte pour l'animal. Les animaux seront simplement placés dans des pots transparents permettant aux animaux de bouger librement, et après quelques minutes (maximum 5 minutes) les animaux produisent des fèces spontanément. Afin de vérifier l’état métabolique des souris, les animaux subiront un prélèvent de sang de faible volume sur animal vigile par simple contention par une personne formée avec un matériel adapté en moins de 30 secondes. Les animaux seront ensuite euthanasiés selon une méthode réglementaire au temps prévu pour effectuer les différents prélèvements nécessaires pour répondre aux questions scientifiques du projet.
Impact sur les animaux
L’induction du modèle génétiquement modifié utilisé dans ce projet comme souris donneuses reposent sur une injection intrapéritonéale tous les jours pendant 5 jours pouvant induire un stress et une douleur de courte durée au point d’injection pour les animaux. Aucun effet secondaire n’a été décrit dans la littérature pour cette administration. Il existe un risque (faible) d’inflammation abdominale ou de péritonite. Les souris receveuses auront une injection unique pouvant induire un stress et une douleur de courte durée au point d’injection puis seront soumises à une colite induite expérimentalement. Les modèles de colites sont associés à des effets indésirables attendus liée à l’inflammation intestinale. On peut estimer que son intensité sera légère à modérée au maximum. Pour l’un des modèles de colite, une anesthésie est nécessaire et pourrait induire dans de rare cas, une mauvaise réaction (stress thermique, difficulté respiratoire, arrêt cardio-respiratoire). Nous réalisons des recueils réguliers de selles fraiches sans contrainte (animal libre de ses mouvements) qui ne devraient pas induire de nuisance ou tout au plus un léger stress lié au changement d’environnement durant quelques instants. Nous réaliserons également un prélèvement sanguin de faible volume pouvant causer un stress et un inconfort pour l’animal lors de la contention et de la réalisation du geste ainsi qu’un risque d’hématome ou d’hémorragie.
Devenir
Les animaux seront tous euthanasiés par une méthode réglementaire afin de prélever les organes pour réaliser différentes analyses biologiques. Sur chaque animal, plusieurs organes sont prélevés en entier pour analyse ce qui impose une euthanasie.
Remplacement
Malgré le développement et l’utilisation en première intention de modèle non animaux tels que les organoïdes ou les systèmes d’intestin artificiel, un système vivant est nécessaire pour étudier les acteurs mis en jeu dans les interactions complexes entre le microbiote intestinal et son hôte en situation normale et inflammatoire. A l’heure actuelle il n’est donc pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires et microbiens rentrant en jeu, un modèle animal est donc de ce fait totalement indispensable.
Réduction
Ce projet impliquera donc un maximum de 600 animaux. Nous limiterons au maximum le nombre d’animaux par groupe de façon à obtenir des résultats statistiquement fiables. Du fait des variabilités inter-animales et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Les nombre d’animaux utilisés par groupe est basé sur notre expérience de plus de 15 ans d’utilisation des modèles en question. Devant la variabilité biologique inhérente à ce type d’expérience, les expériences seront réalisées deux à trois fois pour s’assurer de la robustesse des résultats obtenus. Néanmoins nous ne répéterons l’expérience que si les résultats vont dans le sens de l’hypothèse de travail et que la puissance statistique n’est pas encore atteinte. Nous adapterons chaque test statistique en fonction du type de résultats et d’analyse à effectuer.
Raffinement
Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures a été mise au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress (anesthésie, suivi, etc.). Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification ou de maison de type igloo. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (grille de suivi, point limite) et des soins adaptés. La principale contrainte dans le cadre de ce projet est liée à la colite induite expérimentalement et aux signes cliniques qui y sont associés. Néanmoins, nous disposons d’une très grande expérience de ce type de modèle et assurons un suivi quotidien associé à un scoring de la sévérité de la colite permettant une prise de décision immédiate en cas d’aggravation des symptômes. Dans ce projet, la colite est estimée comme étant modérée compte-tenu des points limites mis en œuvre. En complément nous suivons également, la prise hydrique et alimentaire et l’aspect général des animaux quotidiennement. Pour les administrations, nous utilisons du matériel adapté (petite taille) afin de réduire au maximum la contrainte. De plus, les actes mis en œuvre sont parfaitement maitrisés par le personnel et adaptés au modèle animal.
Choix des espèces
Justification de l’espèce/modèle : La souris est une espèce de référence en immunologie, microbiologie et métabolisme, qui sont les thématiques de notre projet. La souris est un modèle d’étude très largement utilisé dans le cadre de l’étude de pathologies intestinales humaines. Dans le cadre de ce projet, nous utiliserons des souris non transgéniques mais également des lignées transgéniques (toutes sur le même fond génétique). Justification des stades : Les souris seront utilisées à l’âge adulte, entre 6 et 12 semaines de vie. Cet âge est couramment utilisé dans la littérature pour les modèles de colites.
Étude de l’activation des mastocytes sur l’activité sécrétrice des plexus choroïdes et sur le développement de la fonction du cerveau
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Troubles immunitaires
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
4 003 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, certaines femelles gestantes subissant une laparotomie de quarante-cinq minutes suivie d'injections toutes les douze heures pendant deux jours en cas de douleur. Des nouveau-nés sont injectés directement dans le cerveau. Les souris menées jusqu'à l'âge adulte passent trois tests cognitifs de vingt minutes sur une à trois semaines, avant une chirurgie terminale sans réveil par perfusion, l'objet étant de savoir comment une réaction allergique induite après la naissance modifie les plexus choroïdes et le développement du cerveau. Le porteur justifie les effectifs par des groupes de cinq à sept animaux répétés en triplicat sur cinq stades de développement, sans détailler comment on parvient à 4 003 animaux.
Objectifs
Le cerveau a longtemps été considéré comme virtuellement séparé des autres organes et de la circulation sanguine. Pourtant, cette dernière décennie a vu l'émergence du concept selon lequel la fonction cérébrale est façonnée par divers facteurs biologiques, notamment par les cellules immunitaires. Parallèlement, certaines barrières du cerveau ont été identifiées comme des interfaces de dialogue croisé actif entre la périphérie et le cerveau, plutôt que comme des tissus barrières inertes.
Bénéfices attendus
Cette analyse permettra de mieux comprendre comment la mise en place physiologique du système immunitaire après la naissance façonne le développement de la fonction cérébrale via les cellules étudiées. Plus particulièrement, le but de notre projet est d’identifier comment une réaction inflammatoire de type allergique au cours du développement post-natal, modifie la physiologie des cellules étudiées, altère la composition de certains tissus et entraîne l’apparition de maladies neurodéveloppementales. Cette étude devrait permettre une meilleure compréhension de la biologie de cette interface barrière que sont les cellules étudiées et qui reste encore très peu étudiée, particulièrement au cours du développement après la naissance. Cette analyse permettra d’identifier les facteurs produits par les cellules étudiées et potentiellement impliqués dans la modulation de l’activité cérébrale au cours d’une réponse de type allergique et favoriser à terme la mise au point d’immunothérapie permettant de mieux lutter contre les maladies neurodéveloppementales.
Procédures
Une injection (quelques secondes) sera réalisée aux souris 16h avant une autre injection (quelques secondes). Une laparotomie sur femelles gestantes (environ 45 min de chirurgie) sera réalisée sous. A leur réveil, de nouvelles injections seront réalisées 6h après l’intervention puis toutes les 12h pendant 48h en cas de douleur. 1 à 3 injections de quelques secondes seront réalisées en l’espace de 24h. Sur certains des animaux une injection supplémentaire de quelques secondes aura été réalisée 6 jours auparavant. Les animaux maintenus jusqu’à l’âge adulte seront testés pour leur capacité cognitive (30min-1h/jour). Trois tests de 20min chacun seront réalisés, à raison d’un test maximum/jour sur une période d’1 à 3 semaines. A la fin de la procédure, dans les heures suivants la dernière injection ou plusieurs semaines plus tard, la procédure s’achèvera par une dernière injection. Des injections dans le cerveaux des nouveaux nés seront réalsiées. Une chirurgie terminale sans réveil sera réalisée (perfusion).
Impact sur les animaux
Les injections en elles-mêmes pourront causer un peu de stress aux animaux mais peu ou pas de douleur. L’induction d’une inflammation de type allergique par les molécules injectées pourront augmenter le niveau d’anxiété des animaux dans la première demi-heure après injection ainsi qu’une légère hypothermie avant de revenir à la normale au bout d’une heure. Les chirurgies pourront s’accompagner d’une douleur légère à modérée pendant 4 à 5 jours, d’un inconfort et d’une légère augmentation du stress des animaux. Les tests comportementaux réalisés sur animaux adultes entraineront peu ou pas de stress.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort par à la fin de chaque procédure soit pour la dissection des tissus afin de répondre aux questions scientifiques posées dans cette proposition, soit car les effets de la procédure que les animaux ont subie pourraient potentiellement introduire une variabilité indésirable/confondre les résultats de toute étude ultérieure.
Remplacement
Notre but est d’étudier comment certaines cellules agissent sur le développement du cerveau après la naissance. Le recours à l’animal est nécessaire car il n’existe aucun système in vitro qui puisse reproduire la complexité cellulaire de l’interface barrière du cerveau que nous étudions : les cellules étudiées sont en effet composées de plusieurs types cellulaires et tissus en intéraction. De plus, la fonction sécrétrice de l’épithélium des cellules étudiées est modulée par l’activation des cellules que nous cherchons à étudier varie avec l’âge et la réponse immunitaire locale et périphérique, et est spécifique de la première semaine après la naissance et ne peut être reproduites et étudiée in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux prévu dans ce projet se base sur notre précédente expérience et des tests statistiques. Un des tissus étudiés est très petit et ne peut être utilisé que pour une seule analyse à la fois. Les analyses de la composition d’autres tissus et zones d’intérêt du cerveau pourront cependant être réalisées sur les même animaux qui auront au préalable été impliqués dans des tests de comportement (animaux maintenus jusqu’à l’âge adulte). Nous prévoyons pour chaque groupe de souris nouveau-nées 5 animaux par analyse, et 7 animaux adultes pour les tests de comportement, mâles et femelles. Des tripliquas d’expérience seront réalisés, à l’exception de certaines analyses pour lesquelles nous avons observé que 5 animaux par groupe permettaient l’acquisition de résultats significativement solides. Certaines études seront réalisées en comparant 5 stades de développement (5 variables). Les effectifs proposés (5x3 individus par groupe) devraient nous permettre d'obtenir des résultats significatifs pour des tailles d'effet forte à très forte. L’étude de certains effets sur l’activité du cerveau sera réalisée selon les cas en comparant 2 variables (5x3 individus par groupe seront néecessaires) ; en comparant 4 variables et 6 variables (5x3 individus par groupe nouveaux nés ou 7x3 individus par groupe adulte seront nécessaires).
Raffinement
Les procédures décrites visent à réduire autant que possible le mal-être animal. Des points limites spécifiques et précoces sont appliqués pour chaque protocole, pour l’ensemble des protocoles de chirurgies sous anesthésie, et nous rechercherons à minimiser la douleur par injection d’antalgiques, ajout de gel hydrique, par un réchauffement continu des animaux, et par des solutions de réhydratation maintenues à la température corporelle. Nous renforcerons également l’enrichissement des cages. Nous surveillerons l’utilisation des cotons, et l’état de la nidification le cas échéant sous les dômes en carton.
Choix des espèces
La souris est l'espèce la plus utilisée en laboratoire pour l’étude des fonctions cognitives car de nombreuses lignées sont disponibles et est génétiquement modifiable. Elle est facile à élever et ses grandes capacités de reproduction facilitent les études sur embryons et nouveau-nés. La souris permet également l’analyse des capacités cognitives au cours d’expériences comportementales. L’ensemble de ces avantages permet, en utilisant ce modèle, de répondre rapidement aux questions scientifiques posées. Ce modèle permet de travailler avec la meilleure efficacité́ possible tout en offrant une représentation certes imparfaite mais néanmoins proche de la physiologie humaine. Le nombre des cellules étudiées évoluant après la naissance, nous étudierons leur phénotype à différentes périodes du développement post-natal, de la naissance à l’âge du sevrage : P0/P1, P6, P10, P15 et P21. Le phénotype induit par nos expériences n’est analysable qu’au minimum 6-7 jours après injection. Afin d’étudier l’effet sur le développement du cerveau, nous injecterons des souris embryonnaires au stade E14-15 afin d’en étudier les effets chez les souris âgées de 0 à 2 jours, puis chez l’adulte enfin d’en étudier les effets à long terme sur la fonction cognitive.
Impact d’une supplémentation en tryptophane ou en nicotinamide sur les rythmes circadiens et métaboliques chez les rongeurs nocturnes et diurnes
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
Autres rongeurs : 64
Trois mois et demi seul en cage, sans congénère, pour enregistrer des rythmes individuels. 128 souris et rats roussards vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, le porteur reconnaissant un stress d'isolement d'intensité modérée chez des rongeurs grégaires. À l'issue de cet hébergement, chaque animal subit un prélèvement de sang puis une chirurgie terminale sans réveil, pour mesurer hormones plasmatiques et activation neuronale après supplémentation en tryptophane ou en nicotinamide. Le porteur retient la souris comme modèle nocturne et le rat roussard comme modèle diurne, qualifiant la première de "modèle incontournable" en recherche animale du fait des lignées transgéniques disponibles.
Objectifs
Le tryptophane est un acide aminé essentiel, qui doit être apporté par l’alimentation. C’est un précurseur de nombreuses molécules dont la nicotinamide (NAM), l'une des deux formes de la vitamine B3, ainsi que de neurotransmetteurs comme la sérotonine. Les rythmes circadiens, comme le cycle veille-sommeil ou le cycle alimentation-jeûne, sont contrôlés par des horloges internes dont la principale est localisée à la base du cerveau. Par ailleurs, la sérotonine est un puissant modulateur de la mise à l'heure par la lumière ambiante de l’horloge principale dans le cerveau. Dans ce projet de recherche, nous proposons d’étudier in vivo l’impact d’une supplémentation nutritionnelle 1) en NAM et 2) en tryptophane sur le cycle veille/sommeil, la synchronisation à la lumière et la rythmicité circadienne de la prise alimentaire et du métabolisme. Les expériences seront basées sur la comparaison des effets chez un modèle animal nocturne, la souris et ceux chez un modèle animal diurne, le rat roussard (Arvicanthis).
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont tout d’abord une meilleure compréhension de la modulation de la rythmicité circadienne par les facteurs nutritionnels chez des modèles animaux diurnes et nocturnes. Ensuite, si notre hypothèse 2 est validée par des effets positifs de la supplémentation en NAM et tryptophane sur l’amplitude des rythmes circadiens dans notre modèle animal diurne, cela permettra de développer des stratégies d’intervention nutritionnelle pour limiter ou contrecarrer la désynchronisation circadienne et ses effets néfastes sur la santé métabolique. Dans une perspective biomédiacle, la supplémentation alimentaire en NAM ou en tryptophane pourrait ensuite conduire à des traitements nutritionnels chronomodulés pour restaurer une organisation temporelle de forte amplitude chez les personnes âgées et les patients désynchronisés, par exemple, à cause de pathologies ou d’exposition chronique au travail en horaires décalés.
Procédures
Les animaux seront hébergés en cages individuelles pendant 3.5 mois pour mesurer des paramètres métaboliques et circadiens individuels puis soumis à un prélèvement de sang et une chirurgie terminale sans réveil tous deux étant réalisés sur animal anesthésié et analgésié.
Impact sur les animaux
Les animaux seront hébergés en cages individuelles pour enregistrer des variables rythmiques individuelles, ce qui pourra créer un stress d'isolement d'intensité modérée.
Devenir
La mise à mort de tous les animaux est nécessaire déterminer pour les changements plasmatiques des hormones et des métabolites circulants ainsi que l’activation des neurones dans l’hypothalamus en réponse à l'exposition aux deux molécules testées.
Remplacement
La régulation des cycles journaliers de la prise alimentaire et du métabolisme et la détection de la lumière impliquant plusieurs organes à la fois (notamment, rétine, cerveau, foie, pancréas, surrénales, muscles), l’investigation des interactions entre horloges circadiennes et nutrition nécessite l’utilisation de modèles animaux. Ainsi est-il impossible de réaliser ces études sur des organes isolés ou des cultures cellulaires in vitro.
Réduction
Pour les tests in vivo circadiens et métaboliques, le nombre d’animaux proposé (n=8 par condition) est basé sur une évaluation de la puissance statistique qui prend en compte les moyennes et la dispersion des données comportementales recueillies dans des études antérieures. Notre suivi systématiquement longitudinal des animaux pour l’actimétrie et la calorimétrie réduit significativement le nombre d’individus utilisés.
Raffinement
Après 1 semaine de stabulation en cages collectives (n=4/cage), les souris seront ensuite maintenues en cages individuelles pour enregistrer des variables individuelles, circadiennes et métaboliques. Les arvicanthis mâles étant très territoriaux, les mâles sont hébergés dès le sevrage en cage individuelle. Pour limiter ce stress d'isolement chez les rongeurs qui sont des animaux grégaires, un barreau de bois à ronger, du matériel de coton et/ou de la frisure pour faire un nid constitueront un environnement enrichi. Tout au long de la procédure nous ferons un suivi de l'état général de l'animal à l'aide d'une grille de score et nous avons établi des points limites permettant de soustraire l'animal à la souffrance.
Choix des espèces
Pour mieux comprendre les mécanismes mis en jeu, notre projet repose sur l’analyse comparative des réponses comportementales, physiologiques et neuronales entre un modèle animal nocturne et un modèle animal diurne. La souris de laboratoire Mus musculus est une espèce nocturne devenue un modèle classique en nutrition et en chronobiologie. C’est aussi un modèle incontournable en recherche animale par l’existence de nombreuses lignées transgéniques (y compris celles porteuses de mutations, celles avec gènes invalidés, ou avec gènes-rapporteurs). Une fois ce projet achevé, nous envisageons de rechercher les mécanismes moléculaires mis en jeu, en étudiant des souris transgéniques exposées aux mêmes procédures expérimentales. Les rongeurs diurnes tels que le Rat roussard sont des modèles expérimentaux appropriés pour la recherche biomédicale. Leur utilisation dans le projet présent est pertinente pour comprendre les différences de réponses entre espèces nocturnes et diurnes. C’est pourquoi les mêmes expériences seront faites en parallèle chez le Rat roussard, espèce diurne, et la souris nocturne. Jeunes adultes (2 mois) pour étudier un système circadien et un métabolisme matures et non-sénescents.
Interaction entre les protéines cellulaires et du virus de l’hépatite B dans la réponse immunitaire antivirale.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Une partie des souris est injectée à quinze jours de vie, âge auquel le porteur indique que le foie prolifère encore et permet d'induire l'atteinte hépatique. 840 souris mâles vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, avec des atteintes du foie légères à modérées déjà observées lors de travaux antérieurs. Le génome du virus de l'hépatite B leur est transféré par injection sous anesthésie, un autre groupe recevant un réactif qui déclenche un cancer du foie, avec un à deux prélèvements sanguins sur des expériences durant de sept semaines à six mois. Toutes sont tuées pour prélever des organes et conduire histologie, virologie et immunologie post-mortem.
Objectifs
Le virus de l’hépatite B (VHB) est le facteur de risque majeur du carcinome hépatocellulaire (CHC). Le CHC est la seconde cause de mortalité par cancer dans le monde. Des travaux de recherche ont montré une corrélation entre certaines formes virales du VHB et la sévérité de l’atteinte hépatique jusqu’au cancer du foie. Ce projet a pour objectif de déterminer le rôle de l'interaction protéine-protéine d'une des protéines de VHB produites par ces formes virales avec une protéine cellulaire dans le mécanisme d'action de la pathogenèse hépatique générée par l'infection par le VHB.
Bénéfices attendus
L'objectif de ce projet est d'avoir une meilleure compréhension des mécanismes associés à la modulation de la pathogenèse hépatique liée à l’infection par le virus de l'hépatite B (VHB), qui pourrait conduire au développement de nouvelles approches thérapeutiques améliorant la prise en charge du carcinome hépatocellulaire de patients. Le virus de l’hépatite B (VHB) est un facteur de risque majeur du carcinome hépatocellulaire (CHC), augmentant d’un facteur x100 ce risque (800 000 décès par an par cirrhose ou CHC associés au VHB). De plus, le CHC est la seconde cause de mortalité par cancer dans le monde. Notre principale hypothèse est que l'interaction d'une des protéines du VHB avec une protéine cellulaire module l'atteinte hépatique. Grâce aux modèles murins, il est possible d'invalider l'expression de cette protéine cellulaire dans le foie, et ainsi réduire l'atteinte hépatique induite par l'infection par le VHB. À terme, ces travaux de recherche pourraient permettre d'interférer sur ces interactions protéiques et, en conséquence, de bloquer la progression de la maladie vers le CHC.
Procédures
Le transfert du génome du virus de l'hépatite B (VHB) sera réalisé sous anesthésie et analgésie sur l'ensemble des souris incluses de 7 à 10 semaines de vie (souris adulte) par injection. Un second groupe de souris vigiles subira une injection unique d'un réactif générant un cancer du foie. Deux groupes supplémentaires de souris recevront une petite injection de substances destinées à activer temporairement leurs défenses naturelles. Ces injections seront effectuées avec précaution, sous anesthésie ou sur animaux vigiles selon les cas, et avec des médicaments contre la douleur si nécessaire, quelques heures avant la fin de l’expérience. La durée de chaque injection est estimée à environ 3 secondes chez les animaux vigiles, et à 5 secondes chez les animaux anesthésiés, incluant la manipulation. Au cours de cette étude, nous serons amenés à prélever du sang. Le nombre de prélèvements varie de 1 à 2 selon la durée de l’expérimentation (de 7 semaines à 6 mois), et la durée totale de chaque acte de prélèvement est comprise entre 30 et 60 secondes. Tous les prélèvements seront réalisés sous anesthésie générale, laquelle apporte également une analgésie efficace, garantissant l’absence de douleur pendant l’acte. À la fin de ce projet, tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
Des études antérieures utilisant les mêmes protocoles ont montré des atteintes hépatiques légères à modérées chez les animaux traités. Les manipulations, en particulier les injections et les prélèvements sanguins, peuvent entraîner un stress modéré. Les injections peuvent provoquer une douleur légère, un petit saignement ou un hématome localisé, généralement transitoires. Les prélèvements sanguins peuvent également induire une douleur légère ainsi qu’un stress transitoire. L’anesthésie peut induire un stress thermique lié à la perte de chaleur corporelle. L’administration de certaines substances peut entraîner une inflammation hépatique, voire, dans certains cas, une tumorigenèse. Des troubles digestifs transitoires peuvent également survenir, sans conséquences durables.
Devenir
L'euthanasie est effectuée, apres anesthesie, afin de prélever differents organes. Ces animaux vont permettre de réaliser de nombreuses analyses post-mortem (histologie, quantification de paramètres cliniques, virologiques et immunologiques...) pour répondre à la question scientifique. Cet acte nécessaire sera réalisé par du personnel compétent et selon les bonnes pratiques d'euthanasie des animaux.
Remplacement
Nous avons précedemment effectué des cultures cellulaires à l'aide de modèles bidimensionnels (2D) et tridimensionnels (3D) pour diverses lignées cellulaires invalidées ou non pour un gène cellulaire afin d'examiner si l'effet de l'expression d'une des protéines du VHB in vitro est modulée. Cette protéine du VHB a des effets intra- et extracellulaires. C'est pourquoi un modèle de co-culture en compartiments séparés a été créé pour examiner les rapports entre les cellules hépatiques, qui expriment cette protéine du VHB, et differentes sous-populations immunitaires présentes dans le foie. Toutefois, il n'existe pas encore de modèle in vitro qui condenserait toutes les cellules présentes autour des hépatocytes dans le foie. Le modèle in vivo est donc indispensable pour déterminer le mécanisme d'action des effets intra- et extracellulaires d'une des protéines du VHB sur la pathogenèse hépatique.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisé a été évalué par approche statistique afin que les résultats obtenus puissent être signigicatifs. Certains groupes contrôles seront utilisés pour plusieurs procédures, afin de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés. À la fin des procédures, les souris seront euthanasiées par une méthode réglementaire, et un grand nombre de tissus seront prélevés afin qu'un grand nombre d'analyses puissent être effectuées. Le nombre total de souris mâles à utiliser sera de 840.
Raffinement
Les souris sont hébergées dans une animalerie dont la température et l'hygrométrie sont contrôlées (vérifiée quotidiennement par les techniciens animaliers), avec un cycle de lumière du jour de 12 heures. L'eau et la nourriture sont fournies à tout moment. En outre, les cages seront enrichies de bandes de nidification en kraft et d'un bâton à ronger en bois. Les animaux ne sont manipulés que par du personnel qualifié et sensible au bien-être des animaux. Les procédures nécessitant le sommeil des animaux sont affinées par un protocole d'anesthésie et d'analgésie approprié, la gestion du risque d'hypothermie par l'utilisation d'une lampe chauffante ou d'un tapis chauffant, et l'ajout d'un gel protecteur pour les yeux afin d'éviter la sécheresse oculaire. Des limites sont fixées et respectées pour éviter la souffrance des animaux. Si les signes de douleur persistent ou si les points limites sont atteints, les animaux seront euthanasiés afin d'éviter toute souffrance.
Choix des espèces
Le modèle de souris utilisé dans cette étude est couramment employé en recherche car il permet d’obtenir des résultats fiables. Son système de défense naturelle fonctionne de manière similaire à celui de l’être humain, ce qui facilite l’étude de certaines maladies du foie. Les animaux seront utilisés à deux stades de développement, soit à 15 jours de vie (stade de développement murin pendant lequel le foie est encore en prolifération et permet l'induction de la pathogenèse hépatique), soit de 7 semaines (souris sevrées et adultes) car il est nécessaire que le foie soit mature.
étude du role du métabolisme du glucose dans la croissance du muscle chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
216 souris vont être utilisées, dans des procédures allant du sans réveil au niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever leur muscle plantaire. Quarante-huit d'entre elles sont opérées dix minutes sous anesthésie pour surcharger un muscle, puis marchent librement en cage pendant 21 jours en ne s'appuyant que sur lui, avec des douleurs et une inflammation post-opératoires. Seize reçoivent dans l'eau de boisson une molécule qui bloque la production d'énergie à partir des sucres, huit une injection quotidienne d'activateur pendant 21 jours, la fatigue et l'hypoglycémie faisant partie des effets attendus. Le porteur affirme qu'il n'existe pas de modèle alternatif pour l'étude du muscle à maturité, tout en indiquant que l'ensemble des analyses des mécanismes cellulaires sera réalisé sur lignées cellulaires.
Objectifs
La perte de masse musculaire est une caractéristique commune à de nombreuses maladies, altérant l’autonomie, la qualité de vie et la survie des patients. Les exercices de musculation sont efficaces pour prévenir cette perte, cependant, plusieurs pathologies sont associées à une moindre prise de masse musculaire induite par l’exercice, ce qui complique la prise en charge des patients. L’identification des facteurs impliqués dans la résistance musculaire à la prise de masse est une étape essentielle pour le développement de thérapies adaptées. Le contrôle de la masse musculaire dépend fortement de l’énergie disponible dans l’organisme. La prise de masse musculaire en réponse à un entraînement physique induit une augmentation d’environ dix fois de la consommation de glucose par le muscle, ce qui souligne l’importance de l’apport énergétique durant la croissance musculaire. Cette augmentation de l’absorption du glucose suggère que son utilisation par le muscle influence directement la croissance musculaire. Cependant, le rôle précis de la consommation musculaire de glucose lors de cette croissance reste encore mal compris. La détermination de l’impact des apports énergétiques sur la prise de masse musculaire constitue un domaine de recherche prometteur qui permettra de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à la croissance musculaire. Ce projet vise à identifier les mécanismes cellulaires responsables de l’adaptation musculaire, en se concentrant plus particulièrement sur les voies de production d’énergie au sein des cellules musculaires
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans l'insensibilité aux effets de l’exercice physique observée chez de nombreux patients (obèses et âgés notamment). Ce projet pourrait donc permettre d’améliorer la prise en charge des patients et d’améliorer leur qualité de vie.
Procédures
Quarante-huit animaux seront soumis à un prélèvement peu douloureux au bout de la queue afin de déterminer, par analyse génétique, leur aptitude à participer à l’étude. Ces 48 animaux recevront une injection quotidienne (piqûre de 2 secondes) pendant 5 jours. Ils recevront également une injection de sédatif et d’analgésique (piqûre de 2 secondes) avant l’opération, puis une injection d’un autre analgésique immédiatement après celle-ci (piqûre de 2 secondes). Une fois endormis et sous analgésie, les animaux subiront une intervention chirurgicale (10 minutes). Les animaux des mêmes groupes effectueront une prise de masse musculaire par surcharge des muscles, ces derniers étant alors seuls responsables du travail mécanique de la marche pendant 21 jours, simplement par déambulation libre dans la cage. Seize animaux recevront un traitement par une molécule réduisant la production d’énergie à partir des sucres pendant ces 21 jours (cette molécule sera diluée dans l’eau de boisson et ne nécessitera aucune manipulation supplémentaire). Huit animaux seront traités avec un activateur de la production d’énergie, sous forme d’une injection quotidienne (piqûre de 2 secondes) pendant 21 jours. Enfin, huit animaux subiront un prélèvement peu douloureux au bout de la queue pour obtenir une goutte de sang destinée à mesurer la glycémie.
Impact sur les animaux
Les animaux opérés pourront ressentir des douleurs légères et de l’inconfort liées à l’opération, la surcharge du muscle ainsi qu’à l’inflammation les jours suivant l’opération. Les autres effets indésirables sont la fatigue induite pas l’inhibition de la production d'énergie et de potentielles hypoglycémies provoquées par l’activateur de la production d'énergie.
Devenir
Pour mener notre une étude et identifier les mécanismes impliqués dans la réponse à la croissance du muscle, nous devons prélever le muscle plantaire et réaliser des analyses moléculaires à l’issue de la procédure. Cela nécessite de mettre à mort les animaux en fin de projet.
Remplacement
Cette étude ne peut être conduite que chez l'animal car il n’y a pas de modèles alternatifs pour l’étude du muscle à maturité. Cependant, toutes les études visant à déterminer les mécanismes cellulaires impactés par l'utilisation des sucres par les cellules musculaires seront ralisées sur lignée cellulaires.
Réduction
Pour réduire le nombre d’animaux nous analiseront les deux pattes des animaux réduisant de moitier le nombre d’individus nécessaire. La quantité de tissu prélevable pour ce genre d’expérimentation est faible ; pour éviter d’augmenter le nombre de souris nécessaires pour identifier les mécanismes cellulaires d’un côté et analyser la prise de masse du muscle de l’autre, nous réaliseront les études des mécanismes cellulaires sur des cultures cellulaires.
Raffinement
Les groupes contrôles ne seront pas incisés pour éviter les souffrances inutiles. Les souris sont opérées sous anesthésiant, analgésique et hypnotique, les muscles dont le tendon aura été sectionné ne sont pas enlevés de la loge (pas de retrait du muscle), cela réduit un peu les effets de prise de masse mais réduit la lourdeur de l’opération (plus petite incision et moins d’inflammation) et donc l’ampleur des douleurs et gènes post opératoire. Les souris sont placées sur un plateau chauffant (37°C) pendant la période de réveil post opératoire. Un gel hydraté (hydrogel) est placé dans la cage des souris et la nourriture est mise au sol la semaine suivant l’opération pour faciliter l’accès à l’hydratation et à l’alimentation. Les souris sont surveillées (apathie, toiletage, expression faciale et poids) pendant les 3 premiers jours post opératoirse. Une perte de poids de plus de 20% ou une apathie chronique (3jours) conduira à la mise à mort de l’animal de façon anticipée.
Choix des espèces
Les conditions d’hypertrophie du muscle chez l’humain que nous souhaitons étudier plus précisément sont bien reproductibles dans le modèle souris. De plus, nous utiliserons des modèles génétiquement modifiés qui n’existent que chez la souris. Les animaux seront utilisés au stade adulte afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé.
Etudes d’immunogénicité précliniques pour le développement de vaccins humains et vétérinaires.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Lapins : 75
Furets : 75
Cochons : 24
324 hamsters, lapins, furets et porcelets vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, chacun recevant une à quatre immunisations, une prise de sang par semaine et une anesthésie par semaine. Les porcelets, vaccinés à six semaines, sont mis à jeun avant chaque anesthésie. Tous sont tués sous anesthésie générale en fin d'étude pour prélever la rate, les nœuds lymphatiques et une grande quantité de sang. Les bénéfices avancés, des vaccins antigrippaux plus stables pour l'humain et un meilleur contrôle de la grippe porcine en élevage, restent au conditionnel, et le porteur rappelle que les autorités exigent de toute façon ces études d'immunogénicité.
Objectifs
D’après l’organisation mondiale de la santé animale, la grippe porcine est une infection virale hautement contagieuse et très fréquentes dans les élevages. Elle se propage rapidement avec un taux de contamination de 100%. Elle est généralement bénigne associant de l’hyperthermie, de l’apathie, une perte de poids et des signes respiratoires peu intenses. Cependant, la maladie peut être exacerbée (en fonction la souche ou d’une possible co-infection) ou persister au sein d’un élevage, entraînant des problèmes sanitaires et des pertes économiques importantes. Lorsque la grippe porcine est établie dans un élevage, il peut être difficile de l’éliminer complètement, et une dépopulation des troupeaux peut être nécessaire. D’autre part selon l’Organisation Mondiale de la Santé, la grippe représente une menace sérieuse pour la santé publique, surtout dans les pays à faible revenu. Les infections respiratoires aiguës, dont la grippe, sont parmi les principales causes de mortalité, particulièrement chez les enfants de moins de 5 ans et les personnes âgées ou ayant des maladies chroniques. La vaccination est essentielle pour protéger les populations vulnérables contre ces maladies. Plusieurs vaccins saisonniers sont disponibles, mais leur efficacité peut varier d'une année à l'autre en raison des mutations virales. Dans les deux cas, chaque année, les virus de la grippe subissent des changements, ce qui nécessite souvent l'ajustement des formulations vaccinales. L'objectif de la recherche est de développer des vaccins plus stables qui pourraient offrir une protection durable, réduisant ainsi la nécessité de modifier fréquemment les vaccins. La recherche se concentre également sur le développement de vaccins contre d'autres agents pathogènes respiratoires. Ce processus nécessite la sélection d'antigènes capables de déclencher une réponse immunitaire efficace, souvent renforcée par des adjuvants. Notre projet a donc pour objectif d'utiliser des animaux pour évaluer la capacité de candidats vaccins à stimuler le système immunitaire contre la grippe, afin 1) d'améliorer la protection des populations à risque 2) enrayer sa diffusion et sa persistance dans les élevages de porcs.
Bénéfices attendus
Le projet vise à évaluer l'immunogénicité et la tolérance de candidats vaccins, ainsi il permet de sélectionner des molécules qui seront ensuite étudiées plus en détail en vue de leur mise sur le marché. En développant des vaccins plus stables et durables, nous espérons : 1) Si le vaccin est a visée humaine, réduire la morbidité et la mortalité liées aux infections respiratoires. 2) Si le vaccin est destiné à l’élevage porcin, un meilleur contrôle de la grippe porcine par la capacité du vaccin enrayer l’introduction, la diffusion et la persistance des virus influenza porcins dans les élevages. Ce qui constitue un challenge majeur tant d’un point de vue de la santé animale que de la santé publique (transmission à l'homme). De plus, les résultats contribueront à la recherche sur d'autres maladies respiratoires, enrichissant notre compréhension des réponses immunitaires et renforçant l'importance de la vaccination dans la prévention des maladies infectieuses. D’autre part, il est encore possible d’améliorer le confort, la tolérance et l’efficacité des vaccins déjà existants.
Procédures
Les animaux seront soumis à un ensemble d'administration et de prélèvements :(1) Administration du vaccin par voie intramusculaire ou intradermique (2) Prélèvements sanguins en cours et fin d'étude sous anesthésie (3) Prélèvements d'organes après l'euthanasie en fin d'étude. Le nombre d’immunisation (administration du vaccin) et les volumes d’administration respecteront les recommandations éthiques : ils dépendront de l’espèce animale, de la voie d’administration et du poids de l’animal. Cependant, il sera compris entre 1 à 4 immunisations selon le plan d’administration avec 1 semaine à 1 mois entre deux immunisations. Le volume et la fréquence des prélèvements sanguins respecteront les recommandations éthiques : ils dépendront de l’espèce animale et du poids de l’animal. Les prises de sang seront réalisées une fois par semaine. La durée pour les administrations et les prélèvements seront de quelques secondes. En fonction de l'espèce et de la voie de prélèvement, les animaux seront préalablement anesthésiés (anesthésie gazeuse réversible en quelques minutes ou anesthésie chimiques d'environ 20min). Les injections d'anesthésique chimique se feront dans le muscle et seront très brèves. Les anesthésies gazeuses constistent en l'inhalation d'un gaz qui endormira l'animal. Il est prévu de réaliser une anesthésie par semaine.
Impact sur les animaux
La principale nuisance attendue chez les animaux est liée aux injections de vaccin ainsi qu’aux prélèvements sanguins, ce qui est susceptible d’apporter un inconfort et/ou de générer du stress chez l’animal. Le nombre d’immunisations et les volumes administrés respecteront les recommandations éthiques : ils dépendront de l’espèce animale, de la voie d’administration et du poids de l’animal. Les prélèvements sanguins et les volumes de prélèvement respecteront également les recommandations éthiques : ils varieront en fonction de l’espèce animale et de son poids. Un temps de repos nécessaire sera observé entre deux prélèvements, en fonction du volume prélevé. De plus, comme tout produit de santé, un vaccin peut entraîner des effets indésirables. Ces derniers surviennent généralement dans les deux semaines suivant la vaccination, ou plus rarement deux mois après. Dans l’immense majorité des cas, ces effets sont légers à modérés. Il s’agit principalement de réactions inflammatoires naturelles dues à la mobilisation du système immunitaire après l’injection du vaccin. Cette inflammation peut provoquer des symptômes tels que fièvre, douleur et rougeur au site d’injection. Plus rarement, des réactions allergiques à l’un des composants du vaccin peuvent survenir. Les contentions et injections pour les anesthésies provoqueront un stress et une douleur transitoire chez les animaux. Ces nuisances ne dureront pas plus de quelques minutes pour les animaux. Les mises à jeûn avant les anesthésies provoqueront également un stress chez les animaux (seulement pour les porcs).
Devenir
Les animaux seront euthanasiés sous anesthésie générale. Pour les besoins des études, certains organes sont prélevés après l'euthanasié (exemple : rate, noeuds lymphatiques), ainsi qu’une grande quantité de sang.
Remplacement
Après des phases préliminaires in silico (par ordinateur) et in vitro (tests cellulaires), il est essentiel d’obtenir des données dans des conditions réelles d’utilisation, étant donné que le vaccin à développer a une visée clinique (humaine ou vétérinaire). L’utilisation d’un organisme complet et vivant devient donc indispensable, notamment pour le suivi post-immunisation. Par ailleurs, le fonctionnement du système immunitaire est très complexe et implique des mécanismes qu’il est impossible de reproduire autrement. De plus, des études d’immunogénicité sont exigées par les autorités dans le cadre du développement des vaccins.
Réduction
Le nombre d’animaux doit permettre d’identifier une différence significative entre les produits testés, sur la base de la comparaison quantitative et qualitative des immunisations obtenues (taux d’anticorps, affinité, spécificité, etc.). Les premières études sont réalisées avec des nombres reduits d'animaux, par exemple 3 lapins par groupe. En fonction des résultats obtenus, ce nombre peut être affiné s’il est possible de mettre en évidence des différences significatives avec moins d’animaux. Les effectifs et les tests statistiques seront définis en fonction du nombre de série d’observation, la dépendance ou indépendance de ces séries d’observation, la nature des variables (quantitative ou qualitative), et la nature du test (test paramétrique ou non paramétrique).
Raffinement
Après réception, les animaux auront une période d’acclimatation d’une durée propre à chaque espèce animale. Les animaux feront l'objet d'un conditionnement positif, basé sur des intéractions amicales avec les personnels en charge des soins, ceci afin de permettre des manipulations sans stress et avec un minimum de contraintes. Les animaux seront hébergés en groupe sociaux et recevront un enrichissement du milieu adapté à leur espèce, régulièrement renouvelé (rotation des jouets par exemple). Des évaluations cliniques sont mises en place (observation quotidienne de l’état général, du comportement, etc.). Les actes douloureux ou provoquant un stress élevé, seront réalisés sous anesthésie, avec analgésie adaptée. Tout au long des études les animaux sont manipulés/observés par un personnel formé et habilité à travailler chez les espèces en question. Les voies et volumes de prélèvement et d’administration suivront les recommandations des publications. De plus, des points limites suffisamment prédictifs sont mis en place pour suivre l'état de l'animal.
Choix des espèces
Le but de cette manipulation, qui précède une étude de toxicité, est de s'assurer que l’espèce est adaptée aux vaccins que nous allons tester. Si le vaccin est destiné à la clinique humaine, il est important de choisir un modèle qui réagit correctement au vaccin, et pour cela, nous utiliserons le hamster, le lapin et le furet qui sont les espèces les plus appropriées. Nous utiliserons le porc lorsqu’il s’agira de l’espèce cible du vaccin. Les animaux seront de jeunes adultes (car croissance terminée, paramètres physiologiques stables, réponse immunologique optimale) mais pourront également être des animaux jeunes, dont le système immunitaire ne serait pas mature. Pour le porc les animaux seront utilisés seront des porcelets agés de 6 semaines au moment de la vaccination afin de réfléter les programmes de vacination dans les élevages.
Pressions acoustiques liées à l’éolien en mer sur le bar européen Dicentrarchus labrax et la sole commune Solea solea dans un contexte de changement climatique
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Autres poissons : 330
Anesthésiés cinq minutes, munis d'une puce d'identification implantée, mesurés, puis enfermés en cage trois semaines ou placés soixante-douze heures en respiromètre. 780 bars européens et soles communes juvéniles vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, 420 bars et 270 soles tués pour prélèvement d'organes, 30 bars et 30 soles relâchés après leur passage en respiromètre. Certains sont transportés moins de quatre heures hors de l'établissement pour être placés près d'une éolienne en mer, d'autres subissent deux mises à jeun de douze puis soixante-douze heures et six jours cumulés de bruit, l'enjeu étant de documenter les effets du bruit des parcs éoliens sur le comportement et la physiologie des poissons. Sur la réduction, le porteur écrit seulement que les effectifs tiennent compte de la variabilité individuelle, sans justifier le nombre retenu.
Objectifs
La France montre des ambitions importantes en matière d’éolien en mer, et souhaite développer massivement cette énergie. Face aux enjeux environnementaux, une meilleure compréhension des mécanismes d’impacts est essentielle pour améliorer la prise en compte du milieu marin dans le développement de cette activité. Aujourd’hui, on ne connaît pas encore très bien tous les effets du bruit sur les poissons. On sait que des bruits de très fortes amplitudes peuvent leur causer des problèmes de santé, comme des pertes d’audition ou des blessures. Mais avant de provoquer de blessures, le bruit peut déjà déranger les poissons : il peut les empêcher de bien communiquer, les stresser ou les forcer à changer de comportement. Par exemple, un poisson peut fuir une zone où il trouve habituellement de la nourriture ou où il se reproduit. Ces effets peuvent ensuite avoir des conséquences plus larges sur la santé et la reproduction de ces animaux. Il faut donc s'intéresser non seulement aux blessures visibles, mais aussi à ces effets indirects. Il est aussi possible que certains poissons s’habituent au bruit avec le temps, mais cela reste à étudier. Ce projet de recherche veut mieux comprendre les effets des éoliennes en mer sur les poissons, en étudiant deux espèces présentes dans les zones côtières où les éoliennes se développent beaucoup : le bar européen (Dicentrarchus labrax) et la sole commune (Solea solea). Le réchauffement climatique ajoute un autre problème : la température de l’eau augmente. Or, chez les poissons, la température environnementale influence leur température corporelle, et donc l’ensemble des processus physiologiques y compris leur fonction auditive. Plusieurs études suggèrent ainsi que la sensibilité auditive pourrait augmenter avec la température, mais cela reste encore peu étudié, surtout chez les espèces marines. C’est pourquoi ce projet va aussi s’intéresser à l’effet de la température sur l’audition du bar.
Bénéfices attendus
Les résultats à courts termes permettront de mieux évaluer les impacts de l'environnement sonore émanant de l'activité de l'éolien offshore sur la faune marine. Ces impacts sont généralement établis au travers des lésions physiologiques qu'ils génèrent sur la fonction auditive. Or, d'autres types d'effets qualifiés d'indirects, comme des modifications du comportement, des déséquilibres cellulaires en lien avec une situation de stress, ..., peuvent aussi être déclenchés. C'est sur ce type d'impacts que le présent projet est centré, en s’intéressant à deux espèces: le bar et la sole. Les résultats permettront d'établir à moyens termes des mesures de type 'Eviter, Réduire, Compenser' afin de réduire les effets néfastes sur les écosystèmes marins et la biodiversité.
Procédures
1/ 60 soles et 60 bars seront anesthésiés 1 fois pendant 5 minutes pour implantation d'une puce d'identification active et pour des mesures biométriques (poids, taille). Parmi eux, 30 soles et 30 bars seront ensuite exposés, de manière vigile et pendant 12 jours, à des enregistrements sonores (bruits éoliens). 2/ 240 soles et 240 bars seront anesthésiés 1 fois pendant 5 minutes pour implantation d'une marque d'identification active et pour des mesures biométriques (poids, taille). Les 480 poissons seront mis en cage 3 semaines (dont une semaine d'acclimatation), et parmi eux, 120 soles et 120 bars seront mis à proximité d'une éolienne offshore 2 semaines (donc exposés à du bruit). Transport de ces 480 poissons, en condition vigile, durée inférieure à 4 heures, une fois. 3/ 30 soles et 30 bars seront placés, en condition vigile, dans un respiromètre pendant 72 heures une fois. Ils seront soumis à 2 mises à jeun, l'une de 12 heures et l'autre de 72 heures et exposés à du bruit pendant 24 heures. Chaque individu sera anesthésié 1 fois pendant 5 minutes pour des mesures biométriques (poids, taille). 4/ 120 bars auront une mise à jeun de 12 heures une fois puis seront placés, en condition vigile, dans des arènes pendant 9 jours. Parmi eux, 60 seront, en plus, exposés à 6 jours cumulés de bruit en alternance avec 48 heures cumulées de silence pendant 8 jours consécutifs. Chaque individu sera anesthésié 1 fois pendant 5 minutes pour des mesures biométriques (poids, taille).
Impact sur les animaux
Un stress de très faible intensité et de très courte durée (moins de 5 minutes) pourrait être déclenchés par les manipulations associées aux biométries. Une angoisse de faible intensité (moins de quelques minutes) pourrait avoir lieu lors du réveil suite aux évènements d’anesthésie. Un stress modéré, une douleur et un prurit localisé de faible intensité durant les deux premiers jours pourraient être provoqués par l’injection des puces d'identification. Un stress de faible intensité et un risque faible de blessures mineures pourraient être provoqués lors de la manipulation et du déplacement des animaux hors de l'établissement utilisateur (durée d’environ 4 heures). Un stress de faible intensité lié à une limitation modérée de la mobilité des animaux lors de leur placement en respiromètre (72 heures) pourrait être observé. Une sensation de faim de faible intensité pourrait être induite par la mise à jeun des animaux pendant 84 heures, soit 12 heures avant transfert plus 72 heures en respiromètre. Un stress et une angoisse de faible intensité, voire une faible baisse d’appétit pourrait être induite en présence de bruit représentatif de l’environnement sonore produit par une éolienne en fonctionnement sur la durée de l’exposition (d’une durée variant entre 1 et 15 jours), ou de manière temporaire en cas de phénomène d’habituation.
Devenir
420 bars et 270 soles seront mis à mort pour effectuer le prélèvement de différents organes en vue d’une étude moléculaire complémentaire des paramètres de comportement mesurés sur les poissons vigiles exposés au bruit. 30 bars et 30 soles seront relâchés après le passage dans le respiromètre. Ce replacement sera effectué en accord avec le vétérinaire référent de l'établissement.
Remplacement
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact de l’environnement sonore produit par l’activité de l’éolien offshore en conditions thermiques stables ou variables au travers d’analyses écophysiologiques et comportementales chez le bar et la sole. Aux vues des phénomènes biologiques étudiés (comportement) et de l’approche visée (écophysiologie intégrative) le projet requiert l’utilisation d’animaux vivants. Le recours à d’autres stratégies d’expérimentation telles que des études in vitro ne s’avère pas pertinent. Il n'existe pas encore de modèle in vitro ou in silico permettant d'évaluer l'impact sonore sur le développement des poissons
Réduction
Le nombre d’animaux par condition expérimentale a été évaluée de façon à prendre en compte la variabilité individuelle.
Raffinement
Le bien-être des animaux est pris en compte à chaque étape par une surveillance régulière des animaux selon une grille de score qui aide dans le suivi des points limites stricts et précis et des critères d’intervention et d’arrêt suffisamment précoces. Un animal atteignant un des points limites définis nécessitant une intervention est pris en charge sans délai. Pour les anesthésies, l’utilisation d’un linge humide permettra de limiter la dessication et maintenir le poisson au calme et immobile. Un suivi sera effectué au réveil avec vérification de la reprise de la fréquence operculaire. Les volumes des diverses structures d’hébergement (bassins, claires, arènes, respiromètres) sont adaptés à la morphologie et à taille des individus ce qui leur permet de s’y mouvoir. Les biomasses sont largement inférieures à celle des milieux d’élevage dont sont issus les animaux. Ce sera également le cas pour les bidons utilisés pour le transport des animaux. L’oxygénation de l’eau pendant ces phases de transport sera assurée par un aérateur sur batterie. La teneur en oxygène sera vérifiée toutes les 2 heures. Les amplitudes sonores auxquelles seront exposés les animaux sont en deçà des seuils sonores connus pour engendrer des désordres physiologiques chez le bar et la sole.
Choix des espèces
Le bar européen a été ciblé du fait de son importance écologique et économique, et de sa dépendance vis à vis des habitats littoraux au vu de son cycle de vie qui en dépend en totalité ou en partie. Dans le souci d’une meilleure compréhension des effets, et d’une approche intégrée encore plus avancée, une espèce benthique (c'est à dire vivant sur le fond plutôt que dans la colonne d'eau) sera également considérée sur certaines des procédures, afin de transposer et de valider les approches et les effets qui auront pu être mis en évidence sur le bar. Il s’agira de la sole Solea solea. En effet, au vu de son écologie et sa tolérance au stress différentes, des stratégies de réponses variées et complémentaires sont attendues chez cette espèce benthique en comparaison des observations qui pourraient être faites chez le bar européen. C’est le stade juvénile qui sera ciblé. C’est à ce stade que ces 2 espèces se distribuent principalement dans les zones côtières, terrain d’installation privilégié des champs d’éoliennes.