Procédures modérées
Evaluation de traitements susceptibles d’augmenter les taux de facteurs de la coagulation dans des pathologies hémorragiques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Des souris génétiquement modifiées pour être déficientes en facteurs de coagulation, donc exposées à saigner, elles sont 1 210, dans des procédures allant de l'anesthésie sans réveil à un niveau de souffrance modéré. Chacune subit une partie du protocole, biopsie de l'oreille, jusqu'à quatre injections réparties sur cinq semaines, jusqu'à trois prélèvements sanguins. Le test central consiste à sectionner les trois derniers millimètres de leur queue sous anesthésie et à mesurer pendant trente minutes le sang qui s'écoule, avant de les tuer sans les réveiller. Le porteur écrit que toutes sont tuées en fin de procédure en raison du volume de sang prélevé ou perdu, pour une approche destinée aux patients dont la forme de la maladie est jugée trop modérée pour justifier les traitements existants.
Objectifs
La coagulation sanguine représente l'ensemble des mécanismes mis en jeu lors d'une blessure, aboutissant à la formation d'un caillot sanguin qui va permettre l'arrêt du saignement en réparant le ou les vaisseau(x) sanguin(s) lésés. Ce processus fait intervenir de nombreuses protéines, appelées facteurs de coagulation. Il existe plusieurs maladies hémorragiques congénitales caractérisées par un défaut dans l'un ou l'autre de ces facteurs. Des traitements existent et ont démontré leur efficacité pour les patients atteints des formes graves de ces pathologies. Du fait de la lourdeur de ces traitements, ils ne sont pas administrés aux patients, plus nombreux, qui présentent des formes plus modérées. Ces patients ont en général un défaut partiel en facteur de la coagulation (et non un déficit total comme pour les formes graves). En absence de solution adaptée à leurs besoins bien spécifiques, les patients avec les formes modérées voient leur qualité de vie significativement altérée. L'idée du projet est donc de tester une nouvelle approche thérapeutique dédiée à ces populations de patients, basée sur l'idée d'utiliser leurs facteurs de coagulation résiduels et d'en augmenter la disponibilité.
Bénéfices attendus
Ce projet a vocation à améliorer la prise en charge des patients souffrant de formes modérées de différentes pathologies hémorragiques. Une approche similaire dans une pathologie autre que celles faisant l'objet du projet présenté ici devrait être testée prochainement chez des patients, ouvrant la voie à des essais cliniques à moyen terme pour les patients avec maladies hémorragiques congénitales.
Procédures
Les souris seront soumises à plusieurs interventions pendant la durée des procédures mais chaque souris individuelle ne subira qu'une partie de ces gestes: 1) 1 biopsie à l'oreille. Ce geste dure 2 secondes. 2) 1 ou plusieurs injections. Le nombre maximal est de 4 injections réparties sur 5 semaines. Chaque injection va durer 1-2 secondes. 3) 1 ou plusieurs prélèvements sanguins sous anesthésie. En cas de plusieurs prélèvements, leur nombre maximum sera de 3 dont le dernier qui sera terminal suivi d'une euthanasie par les méthodes réglementaires. Ces prélèvements durent entre 5 et 45 secondes. 4) 1 test de saignement sur souris anesthésiées, test consistant à couper les 3 derniers millimètres de la queue de la souris et à mesurer la quantité de sang perdu en 30 minutes, suivi d'une euthanasie par les méthodes réglementaires sans retour préalable à la conscience
Impact sur les animaux
Lors de la procédure d'élevage, un stress lors de la contention des animaux afin de réaliser le génotypage peut être généré. Les injections peuvent être associées à une légère douleur transitoire, de courte durée. Le prélèvement sanguin peut être associé à une douleur moyenne et une légère hémorragie, nécessitant d'exercer un point de compression. Le test de saignement est réalisé sous anesthésie pendant 30 minutes et les souris sont sous surveillance permanente.
Devenir
En fin de procédure et en raison du volume sanguin prélevé ou perdu, tous les animaux seront euthanasiés selon les méthodes réglementaires et le constat de mort sera établi par des signes évidents de mort.
Remplacement
Le système de la coagulation est complexe et nécessite absolument un organisme vivant entier pour pouvoir être étudié de manière pertinente. Actuellement, il n'existe pas de techniques qui pourraient éviter le recours à l'animal.
Réduction
Seules 3 associations de molécules seront testés in vivo. Une dizaine de combinaisons sera produite et caractérisée in vitro et seules les combinaisons avec les profils biochimiques les plus prometteurs seront injectés aux animaux. Cela permet de réduire considérablement le nombre d'animaux utilisés. Par ailleurs, une analyse mathématique de puissance a permis d'établir le plus petit nombre d'animaux nécessaires au projet tout en s'assurant d'obtenir des résultats robustes et fiables.
Raffinement
Les procédures utilisées se feront dans le cadre adapté d'un hébergement agréé, respectant au maximum le bien-être des animaux avec un enrichissement du milieu (morceaux de bois à ronger, filaments de papier kraft pour faire un nid), en limitant la souffrance par le respect des méthodes d’anesthésie et d'analgésie. L’ensemble des expériences seront effectuées par une personne habilitée à expérimenter sur animaux. Les souris seront surveillées pendant toute la durée de la procédure afin de s'assurer qu'elles ne montrent pas de signes de souffrance auquel cas un calcul de score permettra de définir les mesures à mettre en place.
Choix des espèces
Ce projet fait appel à des modèles murins déjà développés qui ont prouvé leur pertinence dans de nombreuses publications scientifiques. Il s'agit d'animaux génétiquement modifiés qui sont déficients pour différents facteurs de la coagulation, reproduisant ainsi les pathologies humaines. Pour ce projet, uniquement des animaux adultes des deux sexes seront utilisés, représentant au mieux la population humaine, susceptible de souffrir de ces pathologies.
Manipulation pharmacologique d’agents anti-agrégats chez un modèle murin du syndrome d’Ondine (MODIFICATION)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
- Système respiratoire
1 182 souris porteuses de la mutation du syndrome d'Ondine vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures allant de la mise à mort sous anesthésie sans réveil à un niveau de souffrance modéré. Les nouveau-nées et les juvéniles sont anesthésiées puis tuées pour prélever une partie de leur système nerveux central. Les autres reçoivent des solutions dans le nez sous anesthésie et dans l'abdomen en vigile, avant soixante minutes enfermées dans une enceinte de mesure respiratoire, jusqu'à trois fois. Le porteur note que ces souris supportent mal l'anesthésie et risquent alors une défaillance respiratoire, tout en pratiquant sous anesthésie les administrations intranasales qui peuvent obstruer leurs voies aériennes.
Objectifs
Les syndromes d’hypoventilation alvéolaire centrale (SHAC) sont des pathologies associées à une dérégulation du fonctionnement du système nerveux autonome. Ces SHAC sont associées à une altération de la respiration et surviennent dès la naissance. Ces pathologies s’accompagnent d’une réduction voire d’une absence de réponse respiratoire à l’hypercapnie (trop de CO2 dans l’air inspiré) Cette réponse est vitale et nécessaire pour éliminer le CO2 de l’organisme. Elle est produite par les neurones du cerveau qui composent la commande respiratoire. L’endormissement et le sommeil s’accompagnent d’irrégularités respiratoires pouvant conduire à une situation d’hypercapnie. Ainsi, les personnes atteintes de ce syndrome doivent tout au long de leur vie supporter une aide ventilatoire dès qu’elles s’endorment. Le bon fonctionnement des cellules de la commande respiratoire, sensibles aux variations de CO2, dépend de l’expression d’un gène codant pour une protéine spécifique. Si le gène est muté, la protéine a une mauvaise structure et forme des assemblages protéiques anormaux (les agrégats) non fonctionnels. Les expérimentations seront réalisées chez des souris mutantes modèle d’un SHAC. Des approches utilisées chez des souris nouveau-nées et juvéniles permettront d’étudier la commande centrale respiratoire, d’identifier l’agent anti-agrégats le plus efficace et d’enregistrer l’activité des neurones respiratoires avec ou sans agents anti-agrégats, qui participent à la détection du CO2 dans l’organisme et à la mise en place de la réponse respiratoire à l’hypercapnie. Chez des mêmes souris juvéniles puis adultes, l’approche utilisée est non invasive. Elle permettra de déterminer l’effet bénéfique d’agents anti-agrégats sur la respiration. In fine, les données obtenues devraient donc permettre de mieux comprendre comment les agrégats impactent la respiration. Ainsi, les éléments observés chez l’animal (dans des conditions non réalisables chez l’Homme) permettront le développement de nouvelles pistes thérapeutiques dans le cadre des SHAC. MODIFICATION : l'ajout d'administration de molécule et de test physiologique nécessite une modification du projet initial sans ajout d'animaux.
Bénéfices attendus
Les souris mutantes modèles du syndrome d’Ondine que nous utilisons dans ce projet sont porteuses d’une mutation sur un gène dont la protéine est exprimée dans une population de neurones indispensables à la réponse respiratoire à l’hypercapnie. A la naissance, ces souris ne présentent pas de réponse respiratoire à l’hypercapnie. Cette dernière est partiellement restaurée chez les souris adultes. L’inhibition de la formation d’agrégats protéiques pourrait potentiellement : 1/améliorer la respiration des souris nouveau-nées, juvéniles ou adultes. 2/restaurer une réponse respiratoire à l’hypercapnie chez les souris nouveau-nées ou juvéniles. 3/restaurer ou potentialiser la réponse respiratoire à l’hypercapnie des souris adultes. De plus, nous souhaitons 1/identifier les cibles cellulaires et moléculaires des agents anti-agrégats au niveau de la commande respiratoire et 2/déterminer si ces cibles évoluent selon l’âge des souris mutantes dont certaines récupèrent naturellement une faible réponse respiratoire à l’hypercapnie. In fine, les données obtenues devraient permettre de mieux comprendre comment les agrégats impactent la commande respiratoire. Ainsi, les éléments observés chez l’animal (dans des conditions non réalisables chez l’Homme) devraient permettre d’identifier de nouvelles pistes thérapeutiques chez les patients.
Procédures
Les souris mutantes et contrôles, nouveau-nées et juvéniles sont anesthésiées (quelques minutes) puis euthanasiées afin d’isoler rapidement une partie du système nerveux central. D’autres souris juvéniles (1 fois entre 12 et 15 jours) puis adultes (3 fois entre 1-6 mois) recevront une administration de deux solutions (48 heures séparent les 2 administrations) selon deux techniques : une sur animal sous anesthésie générale (10 minutes maximum) et l’autre sur animal vigile (moins de 10 secondes). Une mesure non invasive de la ventilation sera réalisée 1 fois chez les souris juvéniles puis 3 fois chez ces souris adultes pendant 60 min à chaque fois (1 fois par jour pendant 2 jours) dans une enceinte hermétiquement fermée et alimentée par un flux d’air en continu. L’acclimatation des animaux à ces enceintes a lieu pendant 1 heure par jour pendant les 5 jours qui précèdent l’enregistrement (hors week end). L’hébergement individuel des animaux est limité au maximum.
Impact sur les animaux
Les données de la littérature mettent en évidence une sensibilité exacerbée à l’anesthésie chez ces souris mutantes modèles du syndrome d’Ondine ce qui conduit à un risque accru de défaillance respiratoire. L’administration intranasale des deux solutions peut entraîner une altération de la ventilation par obstruction des voies aériennes supérieures, sous anesthésie générale. L’administration intrapéritonéale (au niveau de l’abdomen) des deux solutions apparaît comme une source de douleur/un stress de courte durée. L'acclimatation aux enceintes de pléthysmographie et les mesures de ventilation pourront entrainer un stress social de courte durée chez les animaux.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à la fin des actes en vue des prélèvements et analyses nécessaires.
Remplacement
L’utilisation de neurones isolés en culture ne permet pas d’appréhender les relations entre les structures neuronales et de mettre en évidence le développement de réseaux substitutifs nécessaires à la correction de la pathologie. La fonction respiratoire nécessite l’utilisation de modèles murins ex vivo et in vivo. Le projet nécessite d’avoir accès à la commande centrale respiratoire et aux neurones qui élaborent cette commande, dans des conditions qui ne peuvent être obtenues autrement que par un travail réalisé à partir de souris vivantes. L’étude de l’influence d’agents anti-agrégats sur la commande centrale respiratoire nécessite de conserver ex vivo un réseau vivant et fonctionnel de neurones et donc l’utilisation de souriceaux. L’étude des corrections des variables respiratoires par le(s) agent(s) anti-agrégats ne peut être réalisée que sur des souris vigiles, non contraintes et non anesthésiées.
Réduction
Nous utilisons aussi bien les souris mâles que les femelles (1182 animaux au total) dans nos travaux afin de limiter le nombre d’animaux mutants et sauvages (contrôles). La taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance et permet de mettre en évidence des différences biologiquement significatives dans les variables respiratoires. Des tests statistiques seront réalisés a posteriori pour procéder à une interprétation fiable des résultats.
Raffinement
Les conditions d’hébergement sont conformes. L'isolement est évité au maximum. Le milieu des animaux est enrichi avec au choix : lanières de papier Kraft, maisons en carton, tunnel en carton ou carré de coton compacté. L’habituation aux enceintes de pléthysmographie (technique permettant de mesurer de manière non invasive la ventilation de la souris in vivo) se traduit par la disparition des épisodes d’augmentation anormale de la fréquence respiratoire et de toilettages des souris lorsqu’elles sont dans un nouvel environnement. Après 5 jours d’habituation, les souris sont calmes et leur respiration est régulière dès le placement dans l’enceinte. Les souris mutantes présentent une sensibilité exacerbée à l’anesthésie ce qui conduit à un risque accru de troubles respiratoires mortels lors des administrations intranasales sous anesthésie. Lors des administrations intranasales d’agents pharmacologiques, sous anesthésie gazeuse, avant l’enregistrement de leur ventilation, les souris sont sous surveillances accrue, jusqu’à leur réveil complet pour ainsi éviter l’arrivée de points limites (irrégularités respiratoires, obstruction des voies aériennes, arythmie cardiaques) et prévenir le décès non souhaité des animaux.
Choix des espèces
Les rongeurs (rats et souris) sont depuis de nombreuses années les espèces animales de choix pour l’étude de la respiration et de son contrôle nerveux. Le modèle animal de la pathologie sur laquelle nous travaillons, n’existe, de nos jours, que sur modèle de souris mutées pour le gène responsable de la maladie. Ces souris mutantes ont été validées par des études antérieures. Le projet nécessite d’avoir accès, chez ces souris mutées, au réseau de neurones qui contrôle la respiration à différents âges (stade nouveau-né et juvénile) pour l’étude de l’influence des agents anti-agrégats sur l’activité de ce réseau ; et d’étudier la respiration des souris (juvéniles et adultes) vigiles et de l’effet des agents anti-agrégats sur celle-ci, appliqués de deux façons différentes aux souris.
Mise au point et criblage de candidats médicaments en efficacité antitumorale sur des modèles de tumeurs syngéniques ou de xénogreffes tumorales en ectopique.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Tuées en fin d'étude ou dès qu'elles atteignent les points limites, et pour 928 d'entre elles réutilisées ailleurs, 4 644 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Celles qui n'entrent pas dans le protocole sont reversées à l'entraînement du personnel aux gestes techniques, puis mises à mort. Une tumeur est greffée à chaque animal vigile, mesurée deux fois par semaine puis tous les jours à l'approche des points limites, avec jusqu'à trois injections de composés et deux prélèvements sanguins dont le dernier est terminal. Le porteur signale que les nids et les rouleaux de carton sont retirés des cages pour éviter que les tumeurs ne s'ouvrent, et conclut qu'aucune alternative ne peut remplacer la souris pour ce criblage de candidats médicaments.
Objectifs
Ce projet dans son ensemble consiste à développer et analyser l'efficacité de nouvelles thérapies "ciblées" à visée thérapeutique humaine. Ces thérapies de rupture permettent de cibler spécifiquement les cancers habituellement de très mauvais pronostiques, tout en diminuant drastiquement les effets secondaires. Elle représente ainsi l’un des meilleurs espoirs depuis l’avènement des immunothérapies anticancéreuses. Ces composés ayant une efficacité comparable entre humains/souris, les résultats d’efficacité permettront de désigner le meilleur candidat ainsi que sa dose minimale efficace et les meilleures fréquences d’administration. Ce projet s’effectuera en 3 temps : # une étude de tumorogénicité permettra de mettre au point différents modèles tumoraux d’intérêt (tumeur/ souris) et d’effectuer un premier tri parmi ceux-ci. # Une étude Pilote d’efficacité antitumorale permettra de tester un/des médicament/s contrôle/s de référence sur les meilleurs modèles précédemment validés. #Une étude d’efficacité permettra de déterminer quels sont les meilleurs candidats médicaments, ainsi que leur dose et fréquences d’injections optimales en utilisant le/les meilleurs modèles sélectionnés précédemment.
Bénéfices attendus
Ce projet dans son ensemble consiste à développer et analyser l'efficacité de nouvelles thérapies "ciblées" à visée thérapeutique humaine. Ces thérapies de rupture permettent de cibler spécifiquement les cancers habituellement de très mauvais pronostiques, tout en diminuant drastiquement les effets secondaires. Elle représente ainsi l’un des meilleurs espoirs depuis l’avènement des immunothérapies anticancéreuses. Les données d’efficacité (combinées avec les données de tolérance), permettent de choisir les candidat médicaments ayant la meilleure fenêtre thérapeutique chez les patients (c'est à dire la meilleure efficacité pour le moins d'effets indésirables). Ainsi, ces études permettront de définir quels seront les meilleurs candidats médicaments contre les cancers ciblés et de modéliser au mieux les doses et les fréquences à utiliser lors des premières études cliniques chez l’Homme. Une partie du projet permettra ainsi de sélectionner et caractériser le/les meilleurs modèles tumoraux alors que l’autre partie permettra de déterminer quels sont les meilleurs candidats médicaments, ainsi que leur dose et fréquences d’injections optimales (en vue d’une phase clinique chez l’Homme), en utilisant le/les modèles sélectionnés précédemment.
Procédures
# Greffe tumorale sur souris vigile (2-3 minutes_1 fois), # Prise de mesure des tumeurs sur souris vigiles minimum deux fois par semaine et quotidiennement en cas d’approche des points limites (2-3 minutes), # Injection des composés sur souris vigile (2-3 minutes_maximum 3 fois) # Un prélèvement sanguin intermédiaire sur souris vigile (2-3 minutes_1 fois), # Un prélèvement de sang terminal sur souris sous anesthésie et analgésie générale sans réveil (2-5 minutes_ 1 fois).
Impact sur les animaux
# Les animaux subiront un stress durant plusieurs minutes (pendant et suivant l’acte) lors de la manipulation : (1) changes, (2) pesées, (3) contentions, (4) mesures tumorales et (5) anesthésie fixe ou gazeuse. # Les animaux subiront une douleur de légère à modérée durant plusieurs secondes pendant l’acte lors : (a) de la greffe tumorale sur animal vigile, (b) de l’injection des composés sur souris vigiles et (c) de prélèvements sanguins intermédiaires. # Pour les groupes traités, une diminution de la croissance tumorale est attendue. En fonction des besoins de l’étude, un prélèvement terminal, pouvant induire un arrêt cardiaque, pourra être effectué.
Devenir
Pour chacune des trois procédures : Tous les animaux ayant atteint les points limites ou en fin d’étude seront euthanasiés. De même, les souris non entrées en protocole seront utilisées pour l’entraînement aux gestes techniques (DAP_FormationHabilitation#50826) avant d’être mises à mort. La Structure Bien Etre Animal (SBEA), assurera le suivi des animaux réformés afin de garantir les conditions d’utilisation en formation et la conformité avec le présent projet.
Remplacement
Les preuves de concept d’efficacité de ces candidats médicaments anticancéreux hors organisme vivant (dits in- vitro et ex-vivo), ont déjà été effectuées avec succès. A présent, seul un modèle physiologique complexe (organisme vivant) est nécessaire pour permettre de poser les bases d’une étude clinique afin d’obtenir des résultats représentatifs en termes de doses et de fréquences. De plus, les candidats médicaments étudiés dans ce projet étant majoritairement cross-réactif (cible anticancéreuse comparables entre l’Homme et la Souris), aucune alternative ne peut se substituer à un modèle Souris.
Réduction
Les études de tumorogénicité et de preuve de concept permettent de mettre au point les modèles, de les caractériser au mieux et de diminuer les nombres d'animaux utilisés dans l’étude d’efficacité. Selon les modèles, une implantation ectopique dans le tissu adipeux mammaire latéral plutôt que sous-cutanée peut permettre de réduire le nombre d’animaux nécessaires grâce à une croissance des tumeurs plus homogène, mieux vascularisée et de limiter les nécroses tumorales. Elles sont toutes deux effectuées sur un nombre limité d’animaux (sans toutefois mettre en péril l’interprétation des résultats). En effet, seul(s) le(s) modèle(s) ayant donné satisfaction lors des études de tumorogénicité et de preuve de concept seront utilisés pour l’étude d’efficacité avec un nombre d'animaux optimisé par rapport à chaque modèle. Par ailleurs, le fait de tester dans les 2 premières études une dose en injection unique ou répétée une à deux fois en fonction des résultats obtenus, permet de diminuer drastiquement le nombre de groupes utilisés. Des tests statistiques adaptés à un petit nombre d’animaux permettront de suivre au cours du temps le volume tumorale, le poids corporel et la survie des souris.
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupe sociaux de 4 à 5 dans des cages transparentes et aux dimensions adaptées avec un accès à l’eau et à la nourriture ad libitum et un enrichissement de l’environnement (cellulose pour nidification, tunnels, bâtons à ronger). Il est à noter que les enrichissements de type nid ou rouleaux en cartons seront proscrit afin d'éviter toute plaie sur les tumeurs et seront compensés par une augmentation des quantités de celluloses et de bâtons à ronger. Avant la mise en place du protocole, les souris seront acclimatées pendant une période d’environ une semaine afin de limiter leur stress. Une surveillance comportementale et physiologique poussée des animaux ainsi que la définition d’une grille de score adaptée et suffisamment prédictive, avec des points limites définis et qui seront appliqués, permettra d’anticiper et éviter au mieux toute souffrance animale. La surveillance des animaux sera quotidienne et les prises de mesure seront effectuées au moins deux fois par semaine avec une analyse scorée des critères physiques et comportementaux, du poids corporel, du volume tumoral et de la qualité de la tumeur. Cette surveillance sera renforcée à l’approche des points limites. Selon les modèles, une implantation ectopique dans le tissu adipeux mammaire latéral plutôt que sous-cutanée peut permettre de réduire le nombre d’animaux nécessaires grâce à une croissance des tumeurs plus homogène, mieux vascularisée et de limiter les nécroses tumorales. Un système de surveillance est mis en place au sein de l'Etablissement Utilisateur pour le suivi des animaux nécessitant une surveillance accrue le weekend et les jours fériés. Ainsi les animaux inclus dans la grille de score mais n’atteignant pas les critères éthiques de mise à mort recevront des soins conservateurs adaptés (alimentation et abreuvement facilités, réchauffement, isolement...). Les souris atteignant les points limites ou en fin d’expérience seront mises à mort. Il est à noter que le phénotype « immunodéprimé » ne sera pas un phénotype dommageable dans nos conditions d’hébergement et d’expérimentation (statut sanitaire sans pathogènes ni opportunistes et expérimentation en condition stérile).
Choix des espèces
# S’agissant d’analyses d’efficacité in-vivo, un organisme entier et vivant est nécessaire afin d’obtenir des résultats représentatifs. Pour les modèles de tumeurs humaines, des animaux immunodéprimés sont nécessaires afin d’éviter tout rejet des cellules humaines par le système immunitaire. Dans le cas des tumeurs de souris, l’utilisation de la souche consanguine dont sont issues les cellules cancéreuses est indispensable. # La souris est une espèce animale à la fois petite et parfaitement caractérisée pour ces études (avec des données permettant de transposer les résultats chez l’Homme). En plus, les données de tolérances et de pharmacologie seront générées sur cette même espèce animale afin de déterminer au mieux la fenêtre thérapeutique de ces candidats médicaments. # Les animaux seront livrés à partir de 7 semaines de développement et inclus en expérience à partir de 8 semaines (après 7 jours d’acclimatation dans l’établissement utilisateur). A cet âge-là, les animaux sont adultes avec des organes matures permettant leur comparaison avec les patients humains. Pour les animaux non-immunodéprimés, leur système immunitaire sera complètement mature et adulte.
Rôle du récepteur CB1R dans la polykystose rénale chez la souris : nouvelles approches thérapeutiques
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
Un bout de queue coupé à cinq ou six jours pour lire leur génotype, puis un gavage quotidien pendant un mois, douze heures en cage métabolique, deux anesthésies gazeuses pour poser et retirer un capteur de fluorescence sur le dos, 1 400 souris atteintes de polykystose rénale enchaînent ces étapes, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Le porteur indique que le gavage peut irriter la gorge et provoquer des fausses routes, et que l'anesthésie peut entraîner une détresse respiratoire ou un arrêt cardio-respiratoire. Si le saignement de la queue dure plus d'une heure, la souris est tuée. Toutes le sont à la fin, y compris celles qui n'ont pas le génotype recherché, tuées sans qu'on leur prélève quoi que ce soit.
Objectifs
L'impact de l'insuffisance rénale chronique en Santé Publique est majeur puisque cette maladie touche des millions d'individus dans le monde. Malgré les efforts de recherche considérables, il existe toujours très peu d'options thérapeutiques. Nous nous intéressons dans ce projet à une insuffisance rénale particulière d’origine génétique : la polykystose rénale humaine. Cette maladie génétique correspond à dix pour cent des patients en insuffisance terminale en France. Il n'existe pas jusqu'à présent de traitement préventif ou curatif efficace en dehors d’un médicament dont l'efficacité est limitée et la tolérance, médiocre. Ce projet vise à étudier l’effet bénéfique potentiel dublocage de deux gènes impliqués dans le développement de cette maladie. Nous allons tester l'efficacité de deux nouvelles molécules sur le développement de cette maladie en les testant sur une lignée de souris qui développent spontanément la maladie kystique rénale.
Bénéfices attendus
Les traitements proposés aujourd'hui pour la prise en charge de la maladie rénale kystique ne sont pas efficaces et ne parviennet pas à freiner l'évolution de la maladie. Les stratégies thérapeutiques envisagées dans ce projet permettront de tester si nos deux inhibiteurs sont de bonnes options thérapeutiques pour la prise en charge de la maladie, en combiné ou séparément. Ces traitements pourraient avoir un impact de manière plus générale sur l'insuffisance rénale chronique et aboutir à un essai clinique chez l'homme.
Procédures
1) Dans le cadre du génotypage de ces animaux, les souris seront soumises au prélèvement d'une petite partie distale de la queue. Ce prélèvement ne dure que quelques secondes sur des souris vigiles. (2) Une partie des animaux recevront un traitement ou un placebo par administration orale quotidienne pendant un mois. Cette étape est très rapide, environ dix secondes par animal et elle est effectuée sur animal vigile. (3) Les animaux seront placés pendant douze heures dans une cage métabolique pour le recueil urinaire, elles seront hydratées et nourries normalement dans une pièce dédiée de l’animalerie sous la surveillance du personnel. (4) Les souris seront soumises à la mesure de leur fonction rénale par une nouvelle technique qui nécessite une anesthésie gazeuse pour injecter le traceur fluorescent et installer sur le dos de l'animal un capteur de fluorescence miniaturisé. Cette partie de la procédure dure cinq minutes. Une deuxième anesthésie est nécessaire deux heures plus tard pour retirer le capteur. Cette partie de la procédure ne dure que deux minutes. La mesure ne sera effectuée qu’une fois en fin de protocole. Pendant la mesure non invasive de la fonction rénale, les animaux sont placés dans des cages individuelles pour ne pas risquer d’abimer le matériel de mesure. Les animaux retournent dans leurs cages initiales deux heures après. (5) En fin de protocole, le sang est prélevé sous anesthésie et analgésie (trente secondes environ), sur un plateau thermostaté ; suivi de l'euthanasie par une méthode règlementaire en vue des différents prélèvements et analyses nécessaires.
Impact sur les animaux
Les animaux utilisés pour ces procédures sont des souris mutées. L’accumulation de kystes entraîne le développement d’une insuffisance rénale à 6 mois. Cependant, les animaux seront utilisés à partir de 4 ou 8 semaines. Les protocoles durant 4 semaines, les souris n'auront pas encore développé ce phénotype dommageable survenant après 6 mois. Le prélèvement à la queue induit une brève douleur lors du prélèvement et un saignement est possible ainsi qu'une éventuelle infection au niveau du site de prélèvement. Toutes manipulations quotidiennes de l'animal peuvent induire un stress chez ce dernier, mais en particulier le recueil d’urine en cage métabolique et le gavage. Le gavage oral peut être source d’inconfort et d'irritation de la gorge pour la souris, de même qu'il peut occasionner des fausse-routes correspondant à l'administration involontaire du produit dans les voies aériennes. La douleur liée à l'administration de traceur pendant la mesure de la fonction rénale sera de courte durée. Ces administrations peuvent entrainer un saignement, un œdème ou une irritation oculaire. Les complications liées à l'anesthésie au moment de la mesure transcutanée de la fonction rénale et le prélèvement de sang : détresse respiratoire, arrêt cardio respiratoire, stress thermique.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin de chaque procédure. Les animaux ne présentant pas le génotype d’intérêt pour le projet seront euthanasiés par une méthode réglementaire sans réalisation de prélèvement. Les animaux disposant du génotype d’intérêt seront euthanasiés sous anesthésie générale et analgésie par une méthode réglementaire en vue de réaliser les différents prélèvements nécessaires postmortem pour les analyses.
Remplacement
Nos travaux préliminaires sur lignées cellulaires prouvent un rôle fonctionnel des deux gènes étudiés dans ce projet au cours du développement de la maladie, pré-requis indispensable à un test thérapeutique in vivo. En raison de la complexité du tissu rénal qui comporte des dizaines de types cellulaires et au vu de l’état encore embryonnaire de la recherche sur les organoïdes, l’étude des maladies rénales requiert l’obtention de tissu rénal prélevé sur l’animal d’expérience ou l’homme. Il n’existe pas de méthode alternative in vitro pouranalyser l’évolution de défaillance chronique progressive d’organes. De plus, l'un des critères majeurs de la caractérisation de l'effet thérapeutique des deux inhibiteurs est l'amélioration de la fonction rénale, qui est mesurée soit par dosage de la concentration plasmatique de créatinine ou d'urée ou l'évaluation du débit de filtration glomérulaire, par mesure transcutanée.
Réduction
Le nombre minimal d'animaux par expérience a été calculé à partir des données déjà connues dans ce modèle. Des lots de 10 animaux sont nécessaires pour obtenir la puissance suffisante pour mettre en évidence les différences phénotypiques entre les groupes d’animaux, et s’assurer de la reproductibilité de ces résultats d’une série à l’autre. Chaque procédure sera effectuée deux fois sur des lots indépendants. Le nombre total d'animaux est de 1400 souris. Des tests statistiques seront utilisés pour une interprétation fiable des résultats.
Raffinement
Les nuisances seront réduites au maximum grâce à l'utilisation de mesures de raffinement appropriées. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation en vigueur pour l’espèce concernée. La surveillance des animaux par du personnel qualifié est quotidienne. Le bien- être des animaux est assuré par un enrichissement de leur environnement grâce à l'utilisation d'une litière à base de cellulose composée de plusieurs éléments, de tailles différentes (matière compacte initialement, décompactée par les animaux), de morceaux de bois à ronger et d'un dôme refuge en cellulose dans toutes les cages. En cas de saignemment lors de la biopsie un point de compréssion sera effectué sur le bout de la queue .Si le saignement persiste au delà d'une heure (problème de coagulation) l'animal sera euthanasié .Le rejet de la mère sera vérifié en regardant le lendemain s' il y a bien une poche de lait visible sur le nouveau né et éventuellement une adoption sera sera envisagée si possibilité . En dehors d'une courte période en cage individuel limité à deux heures pendant la mesure de la fonction rénale, les souris restent dans leur cage initiale dans les mêmes groupes. Le bien-être des animaux sera également assuré par une surveillance quotidienne de l’aspect et de la motricité ainsi que d'une pesée hebdomadaire pendant tous les différents protocoles (et tous les deux jours pendant les périodes de gavage). Des points limites ont été définis, tels qu'une perte de poids trop importante, la prostration, l'hérissement du pelage. Il existe aussi un risque de saignement causé par les injections avant la mesure de la fonction rénale. Il peut survenir aussi des complications liées à l'anesthésie gazeuse (détresse respiratoire, arrêt cardio-respiratoire, stress thermique)
Choix des espèces
Le modèle de souris génétiquement modifié utilisé dans ce projet est un modèle reconnu dans la littérature comme modèle pertinent de la maladie kystique rénale chez l’homme. C'est donc le meilleur modèle pour une expérimentation à visée mécanistique et thérapeutique. Les animaux (mâles et femelles) seront utilisés entre 1 et 6 mois. Ils ne seront pas gardés au-delà du stade terminal de la maladie (6 mois). Les interventions thérapeutiques seront effectuées dans un groupe précoce de souris âgées d'1mois (Groupe préventif) et un sous-groupe plus tardif de souris âgées de 2 mois considéré comme âge adulte (Groupe curatif) : elles visent à diminuer la gravité de la maladie et à améliorer la survie des animaux. Le stade de 2 mois est choisi car les souris présentent déjà des kystes rénaux à cet âge. L'identification génétique est réalisée très précocement (5-6 jours) pour limiter la douleur.
Impact d’amyloïdes protecteurs sur la pathologie Alzheimer chez des souris transgéniques de la maladie (MODIFICATION)
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
3 561 souris transgéniques vont être utilisées, toutes tuées pour prélever leur cerveau, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, certaines subissant deux ouvertures du crâne de trente minutes chacune. La première injecte dans le cerveau un produit qui y déclenche la pathologie d'Alzheimer, la seconde y administre le médicament testé. Le porteur signale que cette induction peut provoquer des crises d'épilepsie fugaces et une perte de mémoire, et que les reproductrices sont tuées en fin de période de fertilité. La modification ajoute 120 souris pour examiner l'influence de l'environnement de l'établissement sur la maladie, quand le bénéfice attendu tient en une phrase, le projet "pourra mettre en évidence de nouveaux traitements".
Objectifs
Dans le monde, les maladies neurodégénératives touchent 55 millions de personnes avec plus de 10 millions de nouveaux cas par an. Elles sont la 7ème cause de décès et la première cause d’invalidité et de dépendance chez les personnes âgées. Parmi elles, la maladie d’Alzheimer (MA) représente 60 à 70% des cas. La MA, est une maladie du sujet âgé, dont le premier facteur de risque est le vieillissement. Actuellement, seuls des traitements à visée symptomatique sont disponibles ; c’est-à-dire qu’ils ne traitent pas la maladie mais masquent certains déficits comportementaux. Ainsi, il parait indispensable de développer de nouveaux médicaments visant à traiter efficacement cette pathologie. L’examen de l’influence de l’environnement de l’établissement utilisateur sur le développement de la pathologie nécessite la modification du projet initial avec ajout de 120 animaux transgéniques devant être génotypés.
Bénéfices attendus
Ce projet pourra mettre en évidence de nouveaux traitements dans la lutte contre la maladie d'Alzheimer.
Procédures
Les animaux (sauf les souris homozygotes) seront soumis à des prélèvements de queue pour génotypage (1 fois par souris, durée de l'acte : 1 seconde), certains animaux vieilliront sans recevoir de procédure supplémentaire. Certains animaux recevront une chirurgie au niveau du crâne afin de pouvoir injecter un produit qui induit la maladie d'Alzheimer (âge adulte, durée de la chirurgie : 30 minutes). Certains animaux recevront une deuxième chirurgie au niveau du crâne pour administrer un médicament (âge adulte, durée de la chirurgie : 30 minutes). Une partie des animaux recevra un médicament injecté dans les veines pour traiter la maladie d'Alzheimer (à 3 mois, duré de lacte : moins d’une minute).
Impact sur les animaux
Lors de la procédure d'élevage, un stress lors de la contention des animaux afin de réaliser le tatouage et le génotypage peut être généré. L’induction de la pathologie Alzheimer peut conduire à une perte de mémoire légère et certaines souris peuvent développer des crises d’épilepsie fugaces. La chirurgie peut conduire à une légère perte de poids transitoire (de 48 à 72h).
Devenir
Tous les animaux nécessaires à la réalisation de ce projet seront mis à mort à la fin de l’étude, c’est-à-dire à la fin des procédures expérimentales, afin de récupérer le cerveau pour des analyses histologiques. Les animaux reproducteurs utilisés pour générer les souris d'expérimentation seront euthanasiés en fin de période de fertilité.
Remplacement
La maladie d'Alzheimer est une pathologie qui touche de façon très intégrée le système nerveux central et altère les fonctions cognitives et comportementales des patients. L’hypothèse que nous posons vise à identifier le potentiel thérapeutique de certains produits pouvant conduire à l’amélioration des troubles cognitifs et comportementaux. A ce niveau d’intégration, seuls des tests in vivo sur animaux vigiles peuvent répondre à cette question. De plus, les procédures expérimentales ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes alternatives pertinentes n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information. En effet, les études in vitro et in silico ne permettent pas à l’heure actuelle de prédire l’efficacité d’un traitement sur l’amélioration de troubles cognitifs. De plus, le nombre et la complexité des mécanismes mis en jeux dans la propagation des protéines altérées dans le cerveau ne sont actuellement pas modélisés par des méthodes alternatives alors qu’ils sont présents de façon similaire chez la souris. L’ensemble de ces facteurs complexes ne peut donc être appréhendé qu’in vivo sur un modèle animal.
Réduction
Sur la base de notre expérience de ce modèle, nous utiliserons le nombre minimum d’animaux nécessaire à la réalisation de ce projet mais permettant d’obtenir des résultats prédictifs et représentatifs. Ce modèle présente une variabilité importante en ce qui concerne les résultats obtenus lors des évaluations comportementales ou des observations neuroanatomiques post-mortem (propagation de la protéine notamment). Cette variabilité, bien que comparable à ce qui se passe dans la réalité clinique, entraine l’utilisation d’un nombre important d’animaux par groupe afin d’obtenir des résultats statistiquement exploitables. Ainsi, nous concilions le nombre minimum d'animaux utilisés pour notre projet et sa valeur scientifique.
Raffinement
Le suivi quotidien des souris hébergées en groupe de 2 à 5 individus, nourris ad-libitum, et ayant accès à l'eau à volonté, dans un milieu enrichi et l’application de critères d’arrêt en élevage et en expérimentation permettra de garantir leur bien-être et de mettre en œuvre des traitements appropriés si besoin. L’état de santé des animaux sera surveillé tout au long de l’expérience. Les protocoles de chirurgies ont été définis et validés par une équipe vétérinaire. Des points limites précoces précis et stricts ont été définis. Des échelles cliniques, un soutien nutritionnel adapté et l’application de critères d’arrêts basés sur les points limites permettent de veiller au bien-être des rongeurs. Les animaux bénéficieront de périodes de récupération suffisantes après les anesthésies générales et les gestes chirurgicaux.
Choix des espèces
Les animaux utilisés seront des souris modèles de la maladie d'Alzheimer. La souris est l’espèce animale qui a été et est encore la plus étudiée dans le domaine des maladies neurodégénératives notamment dans le cadre de développement de médicaments. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier les performances de mémoire et les effets d’un médicament sur le développement dans la MA. La maladie se déclare la plupart du temps chez le sujet âgé, mais des déficits discrets apparaissent longtemps en amont du diagnostic. Nous étudierons donc les souris à un temps précoce et à un temps tardif pour refléter les effets observés en début et en fin de maladie, soit entre 4 et 11 mois.
Étude longitudinale de l’impact de l’hypertension sur le développement des déficits cognitifs dans un modèle de maladie rénale chronique chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système nerveux
Cinquante-cinq minutes d'opération pour implanter une sonde de mesure sur la carotide gauche, avec un risque d'hémorragie et de détresse respiratoire, 130 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent ensuite pendant 28 jours un régime qui leur provoque une maladie rénale, des injections répétées dans la veine de la queue, deux mesures de filtration rénale de deux heures et des tests d'exploration, d'apprentissage et de mémoire dont aucun n'est nommé. Le porteur annonce des nuisances réduites au maximum, et compose dans le même texte des lots de dix animaux parce qu'il en attend jusqu'à 20 % de morts en cours de route. Toutes finissent exsanguinées sous anesthésie, organes et sang prélevés.
Objectifs
L'insuffisance rénale chronique touche près de 700 millions d'adultes dans le monde, avec des taux plus élevés dans les pays les plus développés. Les complications liées aux maladies rénales chroniques incluent notamment l’hypertension artérielle, qui est la cause principale des maladies cardiovasculaires et des décès prématurés dans le monde. Les patients atteints de maladie rénale chronique souffrent également de nombreuses complications neurologiques, notamment d'anxiété, de dépression, d'anomalies motrices, de troubles du sommeil et de troubles cognitifs. Le dysfonctionnement de la barrière hémato-encéphalique est un mécanisme clé dans le développement des troubles cognitifs au cours de la maladie rénale chronique. Notre projet vise à évaluer l’influence de l’hypertension sur les troubles cognitifs dans un modèle animal de maladie rénale chronique. Nous utiliserons notamment une approche pharmacologique afin d’évaluer l’impact de la modulation de la pression sanguine sur l’intégrité de la barrière hémato-encéphalique et la fonction cognitive.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif de mieux comprendre le lien les atteintes cérébrales et l’hypertension au cours des maladies rénales chroniques, et de développer des stratégies de prévention de ces atteintes cérébrales via des approches pharmacologiques. La possibilité d’améliorer la prise en charge et le pronostic neurologique des patients atteints de maladie rénale chronique présente un bénéfice en santé humaine. Les troubles cognitifs pouvant être associés aux maladies rénales chroniques entraînent des répercussions négatives sur la qualité de vie du patient et représentent un impact médicosocial considérable pour la société. Il est essentiel de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le but de réduire ces troubles cognitifs.
Procédures
Les animaux seront soumis à une chirurgie pour placer un implant afin de pouvoir mesurer leurs constantes cardio-vasculaires (55 min). Les animaux seront soumis à un régime alimentaire spécifique induisant le modèle de maladie rénale (28j). Les animaux seront soumis à l’administration de substances pharmacologiques (schéma d'administration dépendant des molécules). Les animaux seront soumis à deux reprises à une injection sous courte anesthésie de molécules fluorescentes, puis mesure pendant 2 heures de la décroissance de la fluorescence avec une caméra miniature afin de mesurer la filtration glomérulaire. Les animaux seront soumis à des imageries qui seront espacées d’au moins 24h pour une durée maximale de 30min. Les animaux seront soumis à des tests comportementaux de l’exploration, de l'apprentissage et de la mémoire afin d'évaluer les troubles cognitifs (moins d'une heure pour l'ensemble des tests). Enfin un prélèvement de sang sera réalisé sous anesthésie à la fin de l’étude.
Impact sur les animaux
La chirurgie peut provoquer un stress de la manipulation, un risque de déshydratation et de détresse respiratoire lié à l’anesthésie, de la douleur et un risque d’hémorragie . L’induction d’une maladie rénale par un régime spécifique provoque une altération de l’état général et un stress de l’animal qui peut se manifester par une perte de poids. L’imagerie et l’injection de molécules fluorescentes nécessiteront une anesthésie halogénée et pourront engendrer un stress, ainsi qu’une hypothermie. Les tests comportementaux pourront induire un stress par des manipulations quotidiennes. L’administration de substances pharmacologiques pourra engendrer un stress. Plusieurs injections intraveineuses dans les veines caudales seront réalisées pouvant entrainer une douleur et un stress chez l'animal. L'exsanguination, pratiquée sous anesthésie et analgésie, provoquera la mort des animaux.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort au terme de la procédure. Les organes et le sang seront prélevés pour réaliser des analyses histologiques et biochimiques.
Remplacement
La pose d’implants au niveau de la carotide gauche chez la souris ne peut se faire que sur animaux vivants. C’est une méthode validée et utilisée chez la souris. Il n’y a pas d’alternative non animale. En partant de nos résultats observés chez la souris montrant une altération de la barrière hématoencéphalique en contexte de modélisation de maladie rénale chronique, nous étudions une communication entre des organes : le rein et le cerveau, qu'il est impossible de modéliser in vitro et il n’existe actuellement pas de modèle de substitution in vitro pour étudier l’impact d'une substance sur la survenue de troubles cognitifs à la suite d’une insuffisance rénale. De plus, pour caractériser les atteintes neurologiques fonctionnelles après une maladie rénale chronique, nous réalisons des évaluations neurocomportementales des animaux, qui n'est pas modélisable in vitro.
Réduction
Comme évalué dans des expériences précédentes notamment concernant l’implantation des sondes télémétriques, des lots de 8 animaux sont nécessaires afin d’obtenir la puissance suffisante pour mettre en évidence les différences phénotypiques entre les groupes d’animaux, et s’assurer de la reproductibilité de ces résultats. Nous utiliserons des tests statistiques spécifiques pour comparer deux lots entre eux ou pour comparer plusieurs (>2) lots. La mortalité est estimée
Raffinement
Les nuisances seront réduites au maximum grâce à l'utilisation de mesures de raffinement appropriées. Le bien-être des animaux est assuré par un enrichissement de leur environnement dans toutes les cages. Pour assurer le bien-être des animaux pendant et après la chirurgie, tous les actes chirurgicaux seront réalisés sous anesthésie et s'accompagneront d'une prise en charge peri-opératoire de la douleur avant, pendant et après la chirurgie. Le bien-être des animaux sera également assuré par une surveillance quotidienne, par du personnel qualifié et formé, de l’aspect et de la motricité ainsi que d'une pesée quotidienne pendant toute la durée du protocole. Toute atteinte de points limites amènera à la mise en place d'actions décrites dans cette annexe. Les critères d’arrêt sont la prostration, la présence de plaies ne cicatrisant pas, ou une perte de poids trop importante.
Choix des espèces
Nous utiliserons le modèle souris car ce modèle est largement décrit dans la littérature concernant l’implantation de sondes télémétriques et la modélisation d’insuffisance rénale. Ces espèces permettent également le recours à des techniques validées d’évaluation neurocomportementales, d’imagerie cérébrale et d’immunohistochimie cérébrale, permettant de répondre à nos hypothèses. Un stade de développement adulte est souhaité car cohérent avec le développement de cette pathologie chez l'être humain.
Preuve de concept et étude de toxicocinétiques non règlementaires de candidats médicaments de thérapies ciblées anticancéreuses sur modèle souris porteuses ou non de tumeur, humanisées ou non.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Un prélèvement sanguin terminal qui peut provoquer un arrêt cardiaque, pratiqué sous anesthésie sans réveil, c'est la fin prévue pour la plupart des 3 870 souris de ce projet, utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. 774 d'entre elles sont réutilisées ailleurs, celles qui n'entrent pas dans le protocole étant reversées à l'entraînement du personnel aux gestes techniques. Greffées de tumeurs, injectées dans la veine de la queue, elles subissent des prélèvements répétés destinés à mesurer combien de temps un candidat médicament anticancéreux reste dans le sang et à quelle dose il devient toxique. Le porteur revendique là une "avancée majeure dans le respect des 3R", ces souris humanisées remplaçant selon lui les primates non humains habituellement utilisés pour ce type de composés.
Objectifs
Ce projet consiste à mettre au point des modèles d'étude de toxicocinétiques non réglementairement pour des candidats médicaments de thérapies anticancéreuses ciblées par des antiticorps. Ces modèles de souris permettront ainsi de remplcer d'autres éspèces plus grandes (commes les primates non humains généralement utilisé pour les études de toxicocinétiques de ce type de composés), tout en étant plus pertinents que ces derniers. # Les études de toxicocinétiques sont les études précliniques les plus importantes pour pouvoir accéder à une première étude clinique sur l’homme pour de nouveaux candidats médicaments. Elles consistent à interpréter en parallèle les effets toxiques et l’exposition sanguine de candidats médicaments et ainsi à définir les paramètres de dose, de distribution et d’élimination qui peuvent être utilisés dans l’évaluation des risques pour l’homme. # Ce projet ce divise en trois parties distinctes: (1) Une mise au point et preuve de concept du modèle constituée d’une étude de toxicocinétique sur un médicament de référence connu, testé à une dose forte, en comparaison direct sur les différents modèles testés. Cette étape permettra de comparer les données sur l'ensemble des modèles avec leurs contrôles. (2) Des études de toxicocinétique de candidat médicament en injection unique à trois doses (faible, moyenne et haute) sur les modèles retenus lors de la preuve de concept. Cette étude sera répétable pour 3 candidats médicaments. (3) Des études de toxicocinétique de candidat médicament en injections répétées et à trois doses (faible, moyenne et haute), sur les modèles retenus lors de la preuve de concept. # L'ensemble de ces études réalisées précocement sur des modèles simples et pertinents permettront d’éviter des essais réglementaires lourds si des toxicités majeures sont identifiées précocement. Elles sont cruciales pour les médicaments comme les anticancéreux.
Bénéfices attendus
Il s'agit ici d'un protocole de mise au point et d'utilisation de modèles de substitution à l’utilisation de primates non humains pour les études de toxicocinétiques dédiées aux composés anticancéreux dérivés d'anticorps. Les études toxicocinétiques de composés thérapeutiques sont essentielles pour analyser le comportement des candidats médicaments dans la circulation sanguine (temps de demi-vie, biodisponibilité, clairance, exposition plasmatique…), et à relier ce comportement à des effets toxiques pour établir des relations dose-effet pour prédire la toxicité chez l’humain de définir des marges de sécurité et déterminer un choix de dose dans les premiers essais cliniques chez l’homme. La mise au point de nouveaux modèles à la fois plus éthique, plus fiables et plus pertinents pour préparer au mieux une phase clinique chez l’homme est une priorité mondiale, récemment annoncées par les autorités de controle des médicaments. Les modèles murins testés ici permettront, non seulement de substituer l’utilisation de primates non humains pour les études de toxicocinétiques dédiées à ce type de composés, mais également de leur être supérieur en matière de pertinence (modèles porteurs de tumeur) et de calcul des doses cliniques (modèle humanisé pour le récepteur aux anticorps), constituant ainsi une avancée majeure dans le respect des 3R dédiés aux thérapies anticancéreuses dérivées d’anticorps.
Procédures
Les animaux subiront un stress durant plusieurs minutes (pendant et suivant l’acte) lors de la manipulation : (1) changes, (2) pesées, (3) contentions, (4) mesures tumorales et (5) anesthésies fixes ou gazeuses. # Les animaux subiront une douleur de légère à modérée durant plusieurs secondes pendant l’acte lors: (a) de la greffe tumorale, (b) de l’injection par intraveineuse dans le veine de la queue des candidats médicament, et (c) de chacun des prélèvements sanguins. # Enfin, de grands prélèvements de sang peuvent induire des problèmes de volémie et d'hématocrites chez les animaux en fonction des volumes et des fréquences de prélèvement de sang. # Un prélèvement de sang terminal, sera pratiqué sous anesthésie et analgésie générale sans réveil pouvant durer plusieurs minutes.
Impact sur les animaux
# Les animaux subiront un stress durant plusieurs minutes (pendant et suivant l’acte) lors de la manipulation : (1) changes, (2) pesées, (3) contentions, (4) mesures tumorales et (5) anesthésies fixes ou gazeuses. # Les animaux subiront une douleur de légère à modérée durant plusieurs secondes pendant l’acte lors: (a) de la greffe tumorale, (b) de l’injection par intraveineuse dans le veine de la queue des candidats médicament, et (c) de chacun des prélèvements sanguins. # Les souris ayant des tumeurs atteignant les points limites seront mises à mort. # S’agissant d’une expérience de tolérance, les candidats médicaments peuvent induire des évènements indésirables en cas de surdosage (parmi les plus attendus : perte d’appétit, fatigue, neutropénie, diarrhées, perte de poils…). Ces effets sont généralement transitoires (environ une semaine pour les doses les plus fortes). Il est à noter que ces études ne sont pas conditionnées à une atteinte de la dose maximale tolérée chez l'animal, la dose maximale de cette étude étant plafonnée à une dose considérée comme la mieux tolérée en clinique pour cette classe thérapeutique. # Enfin, de grands prélèvements de sang peuvent induire des problèmes de volémie et d'hématocrites chez les animaux en fonction des volumes et des fréquences de prélèvement de sang. # Un prélèvement de sang terminal, pouvant induire un arrêt cardiaque, sera pratiqué sous anesthésie et analgésie générale sans réveil pouvant durer plusieurs minutes.
Devenir
# La majorité des animaux entrés en experience, seront euthanasiés après un prélèvement sanguin terminal (sous anesthésie/analgésie générale, profonde et sans réveil), pour permettre une étude toxicocinétique du composé dans le sang, une numération, formulation sanguine, une chimie du sang, une étude de biomarqueurs plasmatiques et des prélèvements d'organes. # Les animaux non entrés en protocole (problème à l'injection, poids inférieur à celui désiré, tumeur inadéquate...), seront reformées pour entraînement aux gestes techniques permettant la formation du personnel ou pouront etre réutilisés dans d'autres experiences sur décision vétérinaire.
Remplacement
Les analyses hors organisme vivant de ces candidats médicaments ont déjà été effectuées avec succès avant de passer à une étude toxicocinétique. A cette étape, seul un modèle physiologique complexe (organisme vivant) est nécessaire pour permettre de poser les bases d’une étude clinique afin d’obtenir des résultats représentatifs en terme de doses et de fréquences. Ainsi, aucune alternative ne peut se substituer à un modèle vivant. En revanche, ce projet consiste à mettre au point un modèle de substitution de l’espèce utilisée (essentiellement primate non humain pour ces types de composés), par une espèce rongeur humanisée ou non, et/ou porteuse de tumeur, afin d’être le plus transposable et pertinent possible par rapport aux futures études clinique sur l’humain . Les études toxicocinétiques de composés thérapeutiques sont essentielles pour analyser le comportement des candidats médicaments dans la circulation sanguine et à relier ce comportement à des effets toxiques pour établir des relations dose-effet pour prédire la toxicité chez l’humain, de définir des marges de sécurité et de déterminer un choix de dose dans les premiers essais cliniques chez l’homme. La mise au point de nouveaux modèles à la fois plus éthique, plus fiables et plus pertinents pour préparer au mieux une phase clinique chez l’homme est une priorité mondiale. Les modèles murins testés ici permettront, non seulement de substituer l’utilisation de primates non humains pour les études de toxicocinétiques dédiées à ce type de composés, mais également de leur être supérieur en matière de pertinence et de calcul des doses cliniques, constituant ainsi une avancée majeure dans le respect des 3R dédiés aux thérapies anticancéreuses dérivées d’anticorps.
Réduction
# Une première étude de mise au point et de preuve de concept permettra (1) de valider le nombre d'animaux nécessaire par modèle et (2) de déterminer quels sont les modèles les plus adéquats pour les études suivantes. # Le nombre d’animaux par groupe est en accord avec la guideline de l’agence européenne du médicament, et nos connaissances sur cette classe thérapeutique : - Pour l’étude de tolérance, 4 à 5 animaux par groupe et par sexe sont considérés comme le nombre minimum à la fois nécessaires et suffisants. - Pour l’étude de toxicocinétique, les prélèvements par micro-échantillonnage seront privilégiés. Ce procédé permettra d’avoir autant que possible l’ensemble des valeurs provenant d’un même animal, augmentant ainsi l’homogénéité et la fiabilité des résultats permettant la réduction du nombre d’animaux. # Des méthodes statistiques adaptées aux petits nombres seront utilisées augmentant ainsi considérablement la significativité et la pertinence de ces statistiques, permettant la réduction du nombre d’animaux.
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupe sociaux (jusqu’à 5 par cage et jamais isolés) dans des cages transparentes et aux dimensions adaptées avec un accès à l’eau et à la nourriture à volonté et un enrichissement de l’environnement. Les souris seront acclimatées pendant une période minimale de 5 jours. Les souris dépourvues de système immunitaire ne seront pas infectées du fait du fait du statut sanitaire préservé de l'animalerie et des manipulations et hébergement en conditions asceptiques. Selon les modèles, une greffe tumorale dans le tissu mammaire sera préférée car plus homogène et moins sujette aux nécrose. Chaque nouvel essai de dose sera séparé du précédent de 1 à 2 semaines, ce qui permettra de ne pas passer à la dose supérieure si une dose toxique est trouvée précocement. Les animaux seront suivis quotidiennement ainsi qu’à chaque geste expérimental. Les animaux seront pesés et leurs tumeurs mesurées (si nécessaire) minimum 2 fois par semaine. Une grille de score suffisamment prédictive et adaptée à l’étude, incluant une surveillance physiologique et comportementale, permettra d'éviter la souffrance des animaux. Un système de surveillance est mis en place au sein de l'établissement utilisateur pour le suivi des animaux le week-end et les jours fériés. Les prélèvements sanguins seront effectués préférentiellement par micro-échantillonnage sans jamais dépasser les doses recommandées. # Un prélèvement de sang terminal sera pratiqué sous anesthésie et analgésie générale sans réveil.
Choix des espèces
Les études de toxicocinétiques nécessitent d’être effectuées dans un organisme vivant. La souris est une espèce animale à la fois petite et bien caractérisée pour ces études (avec des données permettant de transposer les résultats chez l’Homme). En plus, les données d’efficacité anticancéreuses et de tolérances seront générées sur cette même espèce animale afin de déterminer au mieux la fenêtre thérapeutique de ces candidats médicaments. Les animaux seront des souris femelles et/ou mâles en fonction des besoins de l’étude. Ils seront livrés à partir de 7 à 8 semaines. A cet âge-là, les animaux sont adultes avec un système immunitaire et des organes matures permettant une toxicocinétique physiologiquement pertinente.
MODIFICATION Chirurgies d’implantations de dispositifs d’administration ou de mesures pour les études de toxicologie et pharmacologie règlementaire.
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Chiens : 250
Ouistitis et tamarins : 320
Macaques à longue queue : 225
Opérés puis intégrés à des études de toxicologie et de pharmacologie réglementaires, 2 400 rats, 320 ouistitis et tamarins, 250 chiens et 225 macaques à longue queue subissent des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chacun reçoit par chirurgie un dispositif d'enregistrement de ses constantes ou un cathéter veineux, une opération de trente minutes à deux heures selon l'espèce, suivie d'un isolement pouvant aller jusqu'à vingt-quatre heures. Le porteur reconnaît des risques d'inflammation, d'infection et de douleurs opératoires et post-opératoires, et présente ces implants comme un moyen de réduire le stress des manipulations invasives qui viendront ensuite. Il indique que les lignes directrices ICH/EMA imposent deux espèces, un rongeur et un non-rongeur, et prévoit de recourir à des animaux juvéniles quand le produit vise des indications pédiatriques.
Objectifs
L’objectif du projet est de réaliser des chirurgies d’implantation de système de mesure, d’administration ou de prélèvements de différents paramètres physiologiques, produits d’études ou fluides biologiques. Ces systèmes sont nécessaires à la réalisation d’études de toxicologie et pharmacologie réglementaire suivant les lignes directrice ICH/EMA afin d’évaluer la sécurité, l’efficacité et la toxicité de candidats médicaments ou substances chimiques chez différentes espèces animales avant leur utilisation chez l’humain ou l’animal.
Bénéfices attendus
Ces chirurgies permettent de : - Faciliter et sécuriser le traitement des animaux et donc diminuer leur stress induit par des manipulations invasives répétées. - Faciliter les prélèvements de sang et limiter le nombre de site de prélèvement - Evaluer de manière fiable certains paramètres physiologiques comme la fréquence cardiaque, des bio-potentiels comme l’électroencéphalogramme, des températures comme la température corporelle ou l’activité motrice. - Collecter des données sur la sécurité, l’efficacité et/ou la toxicité, de candidats médicament avant administration chez l’Homme ou chez l’animal.
Procédures
Les animaux se verront implantés par chirurgie un système d'enregistrement des paramètres physiologies et/ou un système de cathétérisation veineuse afin de pouvoir administrer des molécules testés dans le cadre d'essais pré-cliniques de développement de médicaments. La pose de ces implants prends de 30 minutes à 2h, selon l'espèce. Si un prélèvement sanguin est nécessaire, il est fait vigile, en quelques minutes.
Impact sur les animaux
La chirurgie représente un risque de nuisance modérée pour les animaux. Les risques sont une inflammation ou un gonflement des zones de chirurgie, d’infection, de douleurs opératoires et post opératoire. L’isolement post opératoire, bien que limité à 24h maximum, représente aussi une source de stress pour les animaux.
Devenir
Les procédures décrites dans ce projet permettront d'intégrer les animaux dans des projets de toxicologie et pharmacologie pré-cliniques dans le cadre du développement de médicaments. Cette intégration se fait dans le cadre d'une utilisation continue des animaux sur des projets liés à la même question scientifique.
Remplacement
Les chirurgies préparatoires menées dans le cadre de ce projet permettent la réalisation d’études règlementaires évaluant l’efficacité, la sécurité et la toxicité de candidats médicament ou de substances chimiques en vue de leur mise sur le marché. Ces études réglementaires sont des prérequis aux essais cliniques de phase I, II et III et sont réalisées en suivant des guidelines nationales et internationales (ICH/EMA). Selon ces guidelines, ces études doivent être effectuées sur des modèles animaux, il n’est donc pas possible actuellement de remplacer les modèles in vivo par des modèles in vitro ou in silico.
Réduction
Une fois les animaux implantés ils participent à plusieurs études, ce qui permet d’en réduire le nombre nécessaire. De plus, pour les études réglementaires le nombre d’animaux est réduit au minimum pour permettre la détection d’effet indésirables/toxicologique/pharmacologique en accord avec les lignes directrices ICH/EMA.
Raffinement
Afin de réduire les nuisances liées à la chirurgie, un protocole anesthésie/analgésie est avec une prémédication (qui permet de rendre plus rapide et plus stable l’anesthésie et d’apporter une analgésie), une application d’anesthésique locale avant l’incision et générale en fin de chirurgie et une anesthésie générale gazeuse avec inhalation d’isoflurane sont mis en place pour permettre une chirurgie et un réveil rapide et sans douleur. Le suivi post-opératoire sera quotidien, et inclus l’administration d’analgésie injectable et/ou par voie orale systématiquement durant 2 à 3 jours. Des points limites ont été définies afin de mettre en place des actions correctives afin d'éviter tout souffrance.
Choix des espèces
Toutes les espèces retenues pour ce projet sont des espèces reconnues pour leur aptitude à prédire les effets pharmacologiques, indésirables et/ou toxiques de candidats médicament ou substances chimiques. Les lignes directrices requièrent deux espèces (rongeurs et non rongeurs) selon la nature du produit à tester (molécule chimique de synthèse, peptide, protéine, anticorps monoclonal ou produit de thérapie génique ou cellulaire). Ce projet utilise des rongeurs à partir de 6 semaines, des chiens à partir de 6 mois, des macaques à partir de 2 ans et des marmousets à partir d’un an. Exceptionnellement, ce projet pourra être menées sur des animaux juvéniles pour des produits à visée pédiatrique afin de révéler des effets toxiques dépendant de l’âge (retard de croissance, effet sur la maturation sexuelle, effet toxique lié à l’immaturité de certaines fonctions physiologiques). La ligne directrice suivie est : “guideline on the need for non-clinical testing in juvenile animals of pharmaceuticals for paediatric indications - EMEA/CHMP/SWP/169215/2005”.
Production de lignées à phénotype dommageable et génotypage par une méthode invasive
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
- Troubles respiratoires
Produire et entretenir des lignées de souris reproduisant l'amyotrophie spinale, dans ses formes sévère et modérée, 4 105 souris vont être utilisées pour cela, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré à sévère, celles qui portent le génotype recherché partant ensuite vers des projets de test de traitements. Les nouveau-nés susceptibles de porter la forme sévère subissent dès la naissance une analyse génétique invasive. Ceux qui l'ont vivent une dizaine de jours, incapables de se déplacer, de s'alimenter ou de respirer normalement. Dans la forme modérée, le porteur décrit des nécroses sèches qui apparaissent au bout de la queue vers trois à quatre semaines, gagnent les oreilles puis quelques orteils, et qu'il note sur une échelle où le grade 2, nécrose sévère avec infection, déclenche la mise à mort.
Objectifs
L’amyotrophie spinale (SMA) est une maladie rare affectant les muscles suite à un problème génétique : un gène absent. Ce problème empêche la production d’une protéine importante pour les cellules nerveuses, ce qui entraîne une faiblesse musculaire. Un autre gène peut produire un peu de cette protéine en quantité plus ou moins importante : plus il y a cette protéine, plus la maladie est légère. Pour mieux comprendre la SMA et tester des traitements, des chercheurs utilisent des souris qui ont différentes versions de ce gène afin de reproduire la maladie et chercher des solutions, comme des traitements basés sur l'ADN ou l’ARN, pour améliorer la qualité de vie des patients.
Bénéfices attendus
Ce projet scientifique est important pour la recherche de traitements contre l’amyotrophie spinale (SMA). Il commence par créer des modèles de souris qui reproduisent bien la maladie, avec des formes légères à sévères, pour mieux comprendre comment elle fonctionne. Le projet assure aussi que ces modèles soient cohérents d'une étude à l'autre, ce qui permet d’obtenir des résultats fiables pour comparer différentes solutions et valider les traitements plus facilement.
Procédures
Il s'agit d'une procédure de maintien et d’élevage de souris génétiquement altérées porteuses de la maladie SMA, afin de tester des traitements par la suite : seules les portées de nouveau-nés potentiellement porteurs de la forme sévère de la maladie subiront une analyse génétique invasive à la naissance pour déterminer s'ils sont malades (environ 25% des naissances) ou sains. Ce ne sera pas le cas pour ceux porteurs de la forme plus légère, issus d'un autre type d'accouplement, qui naissent tous avec la même version de la maladie.
Impact sur les animaux
Les souris SMA type 1 ont une espérance de vie très courte (environ 10 jours). Cela limite les études à long terme sur la maladie ou les traitements. Ces souris présentent des anomalies sévères dès la naissance (faiblesse musculaire extrême, incapacité à se déplacer, à s’alimenter ou à respirer normalement, poids moindre), donc les manipuler n'est pas un acte anodin car ils sont extrêmement fragiles. Le modèle SMA type 3 (forme modérée à légère) présente une progression plus lente. A partir de 3 à 4 semaines de vie environ, ces souris présentent des nécroses sèches au bout de la queue, puis les nécroses évoluent au niveau des oreilles, et beaucoup plus tard (1 an environ) à quelques orteils. Ces nécroses sèches sont attendues chez ces animaux, sans automutilation et qui n’entravent pas le comportement normal de l’animal (alimentation, déplacements, survie …). En outre, la fertilité de cette lignée décroit rapidement, il est donc nécessaire de renouveler les accouplements régulièrement.
Devenir
Les souris obtenues par cet élevage seront utilisées pour tester des traitements sur cette pathologie. En fonction des résultats de nos études expérimentales, les accouplements pourront être réduits ou arrêtés plus tôt que prévus.
Remplacement
Dans le cas de la SMA, les modèles animaux, notamment les souris, restent essentiels pour étudier les aspects physiologiques complexes de la maladie et tester les traitements dans un organisme entier, donc aucun remplacement n'est possible à ce stade.
Réduction
Dans le cadre de l'élevage de souris utilisées pour l'étude de la SMA, la stratégie de réduction vise à limiter au maximum le nombre d'animaux tout en garantissant la validité scientifique des travaux. Cette réduction est mise en œuvre par l'optimisation des protocoles d'élevage et des plans expérimentaux. Cela inclut une gestion rigoureuse des colonies, avec un suivi précis des lignées génétiques pour éviter les reproductions excessives ou inutiles. Des techniques précoces et fiables sont utilisées afin d’identifier rapidement les animaux malades, réduisant ainsi le nombre d’animaux nécessaires. Enfin, les animaux de sain en surplus seront utilisés autant que possible sur d'autres projets. Ces mesures garantissent une utilisation éthique et raisonnée des souris tout en répondant aux objectifs scientifiques.
Raffinement
De la nourriture en gelée pourra être ajoutée dans la cage pour les animaux jeunes ou faibles, afin de faciliter leur accès à la nourriture. Si un animal ne prend plus de poids dans sa phase de croissance, ou en perd 15% il sera séparé (si possible avec d'autres animaux de même gamme de poids de sa fratrie pour éviter la solitude). Les manipulations des animaux sont réalisées par un personnel formé, avec des techniques atraumatiques (nouveau-nés placés sur plaque chauffante pour le génotypage, avec un échantillon de nid et de litière pour l'odeur afin d'éviter le rejet ; les adultes ne sont jamais attrapés par la queue) et adaptées à leur bien-être. De plus, une surveillance rigoureuse de l'état de santé des souris est mise en place avec une mesure de l'évolution des nécroses chaque semaine, permettant une détection précoce des signes de détérioration liés à la maladie, afin de leur prodiguer des soins appropriés (désinfectant en cas de saignement, ou mise à disposition de gelées alimentaires) ou d’envisager une euthanasie si nécessaire. S’il y a des nécroses avec saignement, celles-ci seront désinfectées quotidiennement et évaluées selon les critères suivants : grade de 0 : légère, 1 : modérée désinfection quotidienne, 2 : sévère avec infection, euthanasie. La litière sera également changée s’il y a du sang dans la cage
Choix des espèces
Nous utilisons deux modèles de souris SMA pour nos études : SMA de type 1 (forme sévère de la maladie) ou de type 3 (forme modérée de maladie). Ces modèles animaux sont les plus appropriés pour évaluer l’efficacité thérapeutique de nos molécules sur cette pathologie ainsi que leur éventuelle toxicité. Les modèles de souris que nous employons sont de tous âges puisqu'il s'agit d'une DAP d'élevage. Ils sont bien décrits et documentés depuis de nombreuses années et reproduisent les différentes sévérités de la maladie humaine.
Apprentissage des gestes techniques de base chez la souris, pour les nouveaux entrants
- Formation professionnelle
Une contention, une injection dans l'abdomen ou sous la peau, un prélèvement sanguin sous anesthésie, puis une mise à mort réglementaire, 1 200 souris subissent cet enchaînement pour que de nouveaux arrivants s'exercent aux gestes de base, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Quatre animaux au maximum par personne formée, avec des anesthésies pouvant durer une heure pour les gestes les plus complexes. Ce qui est produit ici, c'est l'habileté manuelle de gens déjà titulaires d'une habilitation en expérimentation animale, que le porteur juge trop théorique. Il décrit une souris en silicone permettant d'apprendre la contention, l'administration orale et l'injection, avant de conclure que la formation sur animal vivant reste "indispensable".
Objectifs
Chaque année, de nouveaux étudiants, techniciens, ingénieurs et chercheurs arrivent dans les établissements utilisateurs. L’objectif de ce projet est d’apprendre à ces nouveaux entrants, titulaires d’une habilitation en expérimentation animale à maitriser les gestes techniques dont ils auront besoin pour leurs projets scientifiques. L’apprentissage technique dispensé lors de l’habilitation en expérimentation animale n’est pas suffisant d’un point de vue technique pour maitriser les gestes en autonomie. Cet apprentissage technique est essentiel pour manipuler les animaux sans stress et réaliser dans de bonnes conditions les protocoles auxquels ils sont associés. Pour les nouveaux entrants non formés aux gestes techniques, il est important de proposer une formation leur permettant de pouvoir acquérir les gestes techniques de base sur la souris (contentions des animaux sans stress, injections, prélèvements sanguins, anesthésies…), notamment dans les zones à risque infectieux. En effet, ces nouveaux entrants sont destinés à la manipulation d’animaux en zone à risque infectieux, le risque biologique pour le personnel doit donc être pris en compte. Une maitrise des gestes techniques sur les animaux est primordiale et doit être enseignée et évaluée pour s'assurer de travailler dans des conditions optimales, autant pour le manipulateur que pour l'animal.
Bénéfices attendus
L’objectif de ce projet est de pouvoir former les nouveaux entrants aux bonnes pratiques, notamment ceux qui entrent dans les zones à risques infectieux. À court terme, la formation des nouveaux entrants permet le respect des bonnes pratiques et la prise en compte du bien-être animal au laboratoire. À long terme, un geste réalisé de manière sûre et maitrisée sera reproductible et donc bénéfique pour les protocoles scientifiques menés.
Procédures
Les animaux seront soumis à différents types d’injections et de prélèvements sanguins, selon les besoins d’apprentissage des nouveaux entrants dans leurs protocoles scientifiques. Pour la majorité des cas, la formation technique se limitera à l’apprentissage de la contention, d’une injection et d’une méthode de mise à mort réglementaire. Les autres gestes seront enseignés selon les besoins, au cas par cas. Deux types d’injections simples peuvent être réalisées sur des animaux vigiles : dans l’abdomen et sous la peau (une fois, 15 secondes). Pour des protocoles nécessitant l’administration de substances par la voie orale, les nouveaux entrants pourront être formés à l’administration volontaire, sur des animaux vigiles (une fois, 30 secondes). Quatre autres types d’injections, plus complexes à mettre en œuvre seront enseignées. Ces injections seront réalisées sur des animaux sous anesthésie locale ou générale (une fois, 15 secondes, avec durée d’anesthésie variable, de 2 minutes à 1h,selon le geste enseigné). Trois types de prélèvements sanguins pourront être réalisés, sous anesthésie (une fois, 30 secondes). Chaque animal ne subira pas plus d’une injection et un prélèvement sanguin par session de formation (en excluant les injections nécessaires pour l’anesthésie et/ou l’analgésie).
Impact sur les animaux
Les injections peuvent provoquer une douleur transitoire de faible intensité au point d’injection. Les prélèvements sanguins peuvent également provoquer chez les animaux une douleur transitoire et un inconfort de faible intensité. La réalisation de ces gestes par des personnes peu expérimentées peut provoquer un stress et un inconfort passager pour les animaux.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à l’issue de la procédure. Les animaux utilisés pour cet apprentissage sont des animaux initialement destinés à la mise à mort, car leur patrimoine génétique ne correspond pas aux besoins des projets scientifiques. Ces animaux ne peuvent pas être replacés en raison de leur caractère OGM (organisme génétiquement modifié).
Remplacement
Avant la mise en œuvre de gestes effectués sur l’animal vivant, les nouveaux entrants seront formés sur des souris de simulation ou sur des animaux morts. La souris de simulation est une souris en silicone permettant l’apprentissage de quelques gestes techniques (contention, administration orale volontaire et injection). La limite de ces méthodes de remplacement est que les gestes réalisés dans les protocoles scientifiques sont réalisés sur des animaux vivants, qui sont mobiles. Les animaux vivants ne seront utilisés qu’en cas de besoin, pour des gestes techniques que les nouveaux entrants doivent maitriser en autonomie pour leurs protocoles expérimentaux. Les habilitations à l’expérimentation animale sont essentiellement théoriques. Cette formation pratique est donc indispendable pour améliorer les conditions de manipulation des animaux et la fiabilité des résultats obtenus.
Réduction
Les animaux utilisés ne seront pas produits pour ces entrainements mais sont des animaux destinés à la mise à mort. En effet, les animaux utilisés seront des animaux anciens reproducteurs ou qui ne possèdent pas les caractéristiques génétiques leur permettant d’être inclus dans des projets scientifiques. Par ailleurs, le nombre d’animaux utilisé est limité à 4 par nouvel entrant. Si le nouvel entrant est déjà à l’aise avec les gestes qu’il doit effectuer, les animaux ne seront pas utilisés. Le nombre d’animaux utilisé sera adapté à la demande d’acquisition de gestes techniques. Ce nombre est réduit au maximum tout en permettant l’acquisition des actes techiques.
Raffinement
Les gestes de base en expérimentation qui seront réalisés lors de cette formation ne seront réalisés qu’après une bonne maitrise de la contention des animaux, sans stress. La supervision de cet apprentissage sera réalisée par un formateur expérimenté. La majorité des gestes techniques est réalisée sous anesthésie locale ou générale. Pour les gestes qui le nécessitent, des analgésiques adaptés seront utilisés. Des points limites prédictifs d’un échec de la maitrise du geste ont été définis afin d’éviter toute souffrance pour les animaux utilisés.
Choix des espèces
Les expérimentations réalisées au sein de notre établissement utilisateur sont essentiellement réalisées sur des souris. Former les nouveaux entrants sur la même espèce est essentiel pour mener à bien leurs expérimentations selon les bonnes pratiques. Les animaux utilisés seront des animaux de réforme adultes dont l’âge est compris entre 8 semaines et 9 mois. Pour les projets nécessitant l’entrainement sur un âge non prévu dans ce projet, le protocole d’entrainement sera décrit dans le projet scientifique affilié.
Etude du stroma FT2 muté
- Recherche fondamentale
- Oncologie
8 564 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. 2 816 d'entre elles boivent pendant six semaines une eau additionnée de doxycycline, 160 subissent jusqu'à cinq prélèvements de moelle osseuse au cours de leur vie, et les autres sont irradiées puis greffées de moelle avant de recevoir des injections dans le péritoine et des prélèvements mensuels. Certaines sont suivies jusqu'à 24 mois, soit une vie entière. Le porteur veut comprendre ce que devient, des années après une greffe, un environnement de moelle resté porteur d'une mutation, et affirme avoir "besoin" de travailler sur un "organisme entier" parce que les cultures cellulaires ne reproduisent pas ces échanges.
Objectifs
La moelle osseuse joue un rôle essentiel en produisant toutes les cellules du sang à partir de cellules immatures appelées cellules souches. Ce processus, très précisément contrôlé, dépend de signaux envoyés par l’environnement de la moelle, qui influencent le comportement de ces cellules. Quand des anomalies génétiques héritées viennent perturber ce mécanisme, cela peut mener à des maladies graves comme les leucémies. Le projet se concentre sur un gène particulier, impliqué dans la régulation de ces cellules souches. Des mutations héritées dans ce gène augmentent le risque de développer une leucémie. Ce gène est actif à la fois dans les cellules du sang et dans celles de l’environnement de la moelle osseuse. Ainsi, même après une greffe de cellules souches — qui permet de remplacer les cellules du sang — les cellules de l’environnement de la moelle osseuse restent porteuses de la mutation. L’objectif de cette recherche est de mieux comprendre comment ces mutations influencent les échanges entre les cellules du sang et leur environnement, surtout chez des patients greffés depuis plusieurs années. Pour cela, des souris génétiquement modifiées ont été créées pour reproduire ces mutations, afin d’observer leur impact au fil du temps (en particulier en mimant les évènements de la vie comme des infections).
Bénéfices attendus
Ce projet vise à approfondir notre compréhension du rôle d'un facteur de transcription dans l'hématopoïèse normale et leucémique. Une mutation de ce facteur entraîne une leucémie, qui ne peut être soignée que par une greffe de cellules souches. Cependant, lors de cette greffe, seules les cellules sanguines sont remplacées, tandis que les cellules de la moelle osseuse, qui produisent ces cellules sanguines, ne le sont pas. Ce projet a pour objectif de mieux comprendre l'impact à long terme de cet environnement muté de la moelle osseuse sur les cellules greffées, afin d'évaluer comment cet environnement pourrait affecter l’efficacité et la durabilité de la greffe.
Procédures
2816 animaux seront soumis a l'ingestion d'eau supplémentée de doxycycline ,pendant 6 semaines (non toxique à la dose utilisée). 160 animaux subiront un prélèvement de moelle osseuse maximum 5 fois au cours de leur vie sous anesthesie et analgésie. Lles autres animaux subiront une transplantation de moelle osseuse necessitant une irradiation de 2 minutes maximum et une injection de cellules (en anesthesie et analgésie, maximum 20 secondes). Au bout d’un mois pour permettre la prise de greffe, ces animaux subiront une injection de certaines drogues dans le péritoine (moins de 20 secondes en contention) à des doses non mortelles pour une souris sauvage. Ces souris seront ensuite étudiées par prélèvement régulier (maximim une fois/mois) de moelle osseuse et de sang.
Impact sur les animaux
Les prélèvements de moelle osseuse, réalisés sous anesthésie générale et locale, durent moins de deux minutes et ne sont effectués qu’une fois par mois maximum au cours de la vie de l’animal. Cette procédure est considérée de sévérité modérée. Les expérimentations impliquant une transplantation nécessitent une irradiation préalable, également de sévérité modérée, réalisée une seule fois au cours de la vie de l’animal pour une durée inférieure à deux minutes. Une greffe de moelle osseuse est ensuite effectuée quelques heures après l’irradiation afin de garantir la survie de l’animal et de greffer les cellules d’intérêt, cette procedure dure moins de 2 minutes anesthesie comprise. Une surveillance étroite est assurée dans les heures qui suivent, et du gel hydratant est ajouté dans les cages durant la première semaine post-procédure.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure pour permettre l'analyse des tissus de ces animaux
Remplacement
Nous avons validé au laboratoire, in vitro et in vivo , que les mutations hétérozygotes du gène d'interet impactent la différenciation des cellules hématopoïétiques et induisent un état qui pourrait précéder une leucémie. Les mutations que nous étudions sont des mutations germinales et donc exprimées à la fois dans les cellules sanguines et dans les cellules du microenvironnement médullaire. Afin de déterminer la part intrinsèque (aux cellules sanguines) et extrinsèque (stroma) dans ce dysfonctionnement des cellules hématopoïétiques nous avons besoin de le faire sur un organisme entier et en particulier en créant des chimères ayant des cellules du microenvironnement muté et des cellules hématopoïétiques normales (comme après une greffe chez les patients mutés) et inversement. Pour remplacer l’utilisation des animaux, nous allons également utiliser les cellules de ces souris pour réaliser des tests de différenciation ex vivo (coculture des différentes combinaisons de cellules). Les modèles murins sont utilisés majoritairement par la communauté scientifique internationale pour étudier les cellules souches hématopoïétiques dans des pathologies hématologiques. De nombreux outils d’analyse moléculaire sont mis en place dans ces modèles : Le modèle murin est un modèle d'étude en cancérologie et particulièrement dans les cancers du sang. En effet, la production des cellules du sang se fait grâce à des protéines très conservées entre l'espèce humaine et murine.
Réduction
Les études sur l'animal sont réalisées après une étude bibliographique détaillée et une analyse statistique adaptée aux petits échantillons, optimisant ainsi nos protocoles et réduisant au maximum le nombre d'animaux utilisés. Les travaux de la littérature et des test statistiques adaptés au petits echantillons nous aident à déterminer le nombre minimum de souris nécessaires pour garantir la valeur scientifique de l'expérience et éviter qu'elle ne doive être reproduite. De plus, les études longitudinales nous permettent de réduire significativement le nombre d’animaux nécessaires.
Raffinement
Les animaux bénéficient d'un enrichissement environnemental comprenant l'utilisation de cylindres de coton pour réduire le stress potentiel et la présence d'igloos rigides rouges dans toutes les cages pour offrir un abri sécurisé. En cas de comportement inhabituel tel que la prostration, un pelage terne et hirsute, ou des signes de blessures infligées par d'autres animaux, l'individu concerné est isolé et reçoit une attention renforcée. Une perte de poids soudaine dépassant 20% du poids initial de l’animal est également surveillée (selon une grille de scoring en annexe). Des soins appropriés sont alors prodigués, incluant la désinfection des plaies ou un accès facilité à la nourriture si nécessaire. Si aucune amélioration n'est constatée malgré ces mesures, des décisions seront prises pour mettre fin à la vie de l'animal de la manière la plus humaine possible afin de prévenir toute souffrance inutile, en accord avec les principes des 3R (Remplacement, Réduction, Raffinement). Les souris immunodéficientes NSG sont hébergées dans un environnement répondant aux normes « Specific and Opportunistic Pathogen Free (SOPF) » pour prévenir l'apparition de phénotypes dommageables). Les prélèvements médullaires (de degré de sévérité modérée) sont réalisés sous anesthésie et analgésie, avec l'animal placé sur une plaque chauffante et surveillé attentivement jusqu'à son réveil. Les personnes effectuant ces prélèvements sont formées à cette technique et possèdent les compétences nécessaires pour manipuler les souris et effectuer les gestes techniques dans le respect du bien-être animal. L'animal est surveillé et une grille de «scoring » est appliquée: ses critères principaux sont: le poids corporel et la taille; l’apparence physique, la posture et démarche, les signes cliniques, l’environnement (état de propreté de la cage par exemple), le comportement non provoqué et le comportement après stimulation. Ces critères sont notés de 0 à 3, 0 étant normal, 1 à surveiller attentivement, 2 soins si nécessaires et 3 mise à mort .
Choix des espèces
La communauté scientifique internationale privilégie l'utilisation de modèles murins pour étudier les cellules souches hématopoïétiques dans les pathologies hématologiques, en raison de la conservation des gènes et des voies de signalisation entre l'Homme et la souris. Ainsi, les résultats obtenus chez la souris en hématopoïèse sont souvent extrapolables à l'humain. De nombreux outils d'analyse moléculaire et cellulaire sont déployés dans ces modèles, permettant une analyse fine à l'échelle de la cellule unique Nous réaliserons des études longitudinales tout au long de la vie des animaux, en incluant des périodes à différents âges (1, 3, 6 et 12 mois) ainsi que durant le vieillissement (souris âgées de 24 mois minimum). Ces différentes étapes permettront d’observer l’évolution de l’hématopoïèse, chez la souris pouvant être extrapolée chez l’Homme (hématopoïèse jeune, adulte et clonale) dans des conditions basales. Les patients ayant notre gène d'interet muté sont soumis tout au long de leur vie à des stimulations répétées de l’hématopoïèse par des virus, des bactéries, etc. Nous allons les mimer par injection de certains produits stimulant la formation des cellules sanguines.
Nouvelles stratégies pour inverser l’immunosuppression des glucocorticoïdes et améliorer le traitement du cancer
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
2 580 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, chacune pouvant recevoir jusqu'à seize injections en vigile, deux injections sous anesthésie, cinq gavages et dix séances d'imagerie de vingt minutes. Des tumeurs leur sont greffées dans un flanc ou dans les deux, puis mesurées tous les deux ou trois jours. Le projet teste si neutraliser une protéine restaure la réponse immunitaire antitumorale chez des patients sous corticothérapie, un bénéfice que le porteur place au conditionnel et à long terme. Il écrit par ailleurs que les chimiothérapies employées, dont l'oxaliplatine et la mitoxantrone, "n'entraînent pas de nuisances chez la souris aux doses utilisées".
Objectifs
Le système immunitaire est fortement influencé par des facteurs tels que les glucocorticoïdes, dont les taux augmentent notamment en situation de stress psychologique. Ces interactions jouent un rôle déterminant dans la réponse immunitaire, y compris dans le contexte oncologique. Le succès des traitements anticancéreux, qu’il s’agisse de chimiothérapie, de thérapies ciblées ou d’immunothérapie, repose en grande partie sur leur capacité à induire une réponse immunitaire antitumorale efficace. Certaines chimiothérapies, comme la mitoxantrone et l’oxaliplatine, induisent une mort cellulaire immunogène, capable de stimuler puissamment le système immunitaire contre les cellules tumorales. Cependant, l’utilisation des inhibiteurs du point de contrôle immunitaire (ICIs) est souvent associée à des effets secondaires inflammatoires ou auto-immuns nécessitant une corticothérapie. Par ailleurs, les glucocorticoïdes sont également largement prescrits en oncologie pour contrôler des symptômes tels que la douleur, la dyspnée ou les œdèmes associés aux traitements comme la radiothérapie et la chimiothérapie. Leur action immunosuppressive peut compromettre les effets bénéfiques des traitements anticancéreux en inhibant l’immunité antitumorale. Dans des expériences in vitro récentes, nous avons observé que les glucocorticoïdes induisent la sécrétion et l’expression d’une petite molécule spécifique et que la neutralisation extracellulaire de celle-ci inhibait les effets secondaires induits par les glucocorticoïdes. Le présent projet vise à tester l’hypothèse selon laquelle la neutralisation de notre protéine pourrait non seulement restaurer ou renforcer la réponse immunitaire antitumorale induite par la chimiothérapie et l’immunothérapie, mais aussi contrecarrer les effets immunosuppresseurs des glucocorticoïdes administrés en parallèle des traitements antinéoplasiques.
Bénéfices attendus
Si nos hypothèses se vérifient, ce projet permettra de valider dans des modèles précliniques une nouvelle stratégie pharmacologique antitumorale efficace contre plusieurs types de cancer en monothérapie et/ou en association avec d'autres thérapeutiques et immunothérapies. À long terme, ce projet pourrait ouvrir la voie au développement de combinaisons thérapeutiques plus efficaces et mieux tolérées, en particulier chez les patients nécessitant une corticothérapie pour le contrôle des effets secondaires des traitements anticancéreux.
Procédures
Les animaux seront soumis à : Soit 1 injection sous anesthésie générale (2min), 15 injections sur animaux vigiles (
Impact sur les animaux
La manipulation et la contention peuvent stresser transitoirement et légèrement les animaux, au cours des injections, gavages et avant les séances d'imagerie. Il peut apparaitre une irritation au niveau du point d’injection induisant un prurit léger. La croissance des tumeurs peut provoquer une gêne mécanique et induire une perte de poids modérées.Les chimiothérapies n'entraînent pas de nuisances chez la souris aux doses utilisées.
Devenir
Tous les animaux du projet seront mis à mort afin de collecter divers organes pour des analyses immunologiques.
Remplacement
L'utilisation d'animaux est indispensable car ce projet vise à tester l'efficacité des traitements anticancéreux et à confirmer l'activation du système immunitaire. Actuellement, il est, en effet, impossible de reconstruire un système immunitaire fonctionnel et mature in vitro/ex vivo ou in silico (modélisation mathématique et informatique).
Réduction
Une analyse statistique a été effectuée afin de déterminer le nombre minimal d'animaux nécessaires. Les expérimentations seront regroupées au maximum afin de réduire le nombre d'animaux contrôles. L’étude sera arrêtée si la procédure initiale invalide l’hypothèse de travail. 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 manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux. Les injections seront réalisées après anesthésie générale (isoflurane). Une analgésie sera mise en place si nécessaire. La mise en place d’une grille de suivi stricte des points limites permettra d’éviter au maximum le stress et/ou la douleur au cours de l’expérimentation, des critères d'arrêt précoces de souffrance ont été définis et seront strictement appliqués. Les animaux seront observés quotidiennement afin de détecter tout changement.
Choix des espèces
Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordres scientifiques, pratiques et éthiques. En effet, la souris est l’animal dont la génétique est la mieux connue. Ensuite, notre centre de recherche utilise principalement des souris ce qui offre de nombreux avantages en termes d’élevage, d’animaleries, d’expertise en techniques d’expérimentation animale ainsi que le suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. Et pour finir, la souris est l’animal de laboratoire le plus couramment utilisé par la communauté scientifique internationale et pour les études précliniques en oncologie. La méthodologie envisagée est d’une mise en place relativement aisée sur ce type d’animal et nous avons acquis une pratique expérimentale sur cette espèce. Les animaux seront utilisés à partir de 7 afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé et un système immunitaire mature.