Procédures modérées
Mise au point du modèle de sclérose dermique induite par HOCl chez la souris C57 BL/6 et traitement avec les candidats
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
540 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune recevant jusqu'à trente injections intradermiques d'acide hypochloreux. Le produit épaissit et durcit la peau du flanc, provoque des croûtes et une inflammation chronique, avec des léchages et des grattages excessifs, une perte de poids et une altération du pelage. Six injections intraveineuses et sept prises de sang par animal s'y ajoutent, pour tester des anticorps censés traiter la sclérodermie. Les anticorps ne seront testés que si la première partie du projet parvient d'abord à installer la maladie chez la souris, ce qui range les bénéfices annoncés derrière une condition quand les lésions cutanées, elles, sont programmées.
Objectifs
La sclérose dermique, maladie auto-immune, plus connue sous le nom de sclérodermie, est une maladie rare où la peau devient anormalement dure et épaisse. Cette maladie est due à une surproduction de collagène, une protéine qui rend normalement la peau souple, mais qui, en excès, la rend rigide et moins fonctionnelle. Dans ce projet, nous souhaitons mettre en place ce modèle sur des souris (première partie du projet) pour ensuite tester nos différents anticorps candidats ciblant une protéine membranaire pour traiter cette maladie (deuxième partie du projet).
Bénéfices attendus
A ce jour, il n’existe pas de traitement curatif de la sclérose dermique. Les approches thérapeutiques visent à ralentir la progression de la maladie, à soulager les symptômes et à améliorer la qualité de vie. Le traitement est adapté selon la forme de la maladie et les organes atteints. C’est pourquoi le développement de nouveaux traitements est à ce jour nécessaire.
Procédures
Pesées : 8 pesées x 30 sec = 4 min Injections intradermales : 30 injections x 30 sec = 15 min Injection intraveineuses : 6 injections x 1 min = 6 min Prélèvements de sang : 7 prélèvements x 1 min = 7 min
Impact sur les animaux
Douleur et inconfort localisés : L’injection intradermique peut provoquer une légère douleur au point d’injection, avec un risque d’inflammation locale, d’œdème, de rougeur et de sensibilité accrue de la zone traitée. Développement de lésions cutanées : Les souris développent un épaississement local de la peau, une induration, ou des croûtes, pouvant gêner la mobilité ou entraîner des comportements de léchage ou de grattage excessifs. Inflammation et stress : L’administration répétée de d'acide hypocloreux induit une inflammation chronique locale, source d’inconfort, de stress pour l’animal. Altération de l’état général : Si la réaction inflammatoire est importante ou si les lésions sont étendues, on peut observer une baisse d’activité, une perte de poids ou une altération du pelage, signes d’une souffrance plus globale.
Devenir
Tous les animaux des différentes procédures seront euthanasiés. En effet, les organes et sites d’injections sont prélevés pour analyse
Remplacement
Il existe à ce jour des méthodes in vitro permettant de reproduire au mieux de manière limité l’induction de la sclérose dermique comme par exemple l’utilisation de cultures de cellules humaines ou de tissus reconstruits, tels que la peau artificielle ou des organoïdes cutanés. Ces modèles permettent d’étudier les mécanismes de la fibrose, de tester des molécules et d’observer les effets sur des tissus humains. Cependant il est toujours impossible de reproduire l’effet biologique et physiologique de l’organisme tout entier. Ainsi, les constructions testées dans ce modèle ont d’abord été validées par test in vitro, notamment pour tester leur efficacité sur la cible mais aussi leur tolérance
Réduction
Nous utiliserons donc un nombre minimal d’animaux par groupe : induction de la maladie chez 12 souris pour une inclusion dans les procédures de 10 souris par groupe minimum à la fin de l’expérience (le taux de réussite de l’induction de la sclérose dermique est de 80-90% selon la littérature). Ce nombre nous permettra d’arriver à des résultats statistiquement significatifs. Lors de la première partie du projet, nous développerons le modèle avant de tester dans une seconde partie nos candidats. Par conséquent, si le modèle n’est pas validé en première partie, les anticorps ne seront pas testés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe de 4 avec enrichissement du milieu (tunnel et fristotis en carton), et surveillés quotidiennement. Les injections intradermiques sur le flanc (induction) ainsi que les injections intraveineuses (traitement) sont réalisées par un expérimentateur entraîné, et réalisées sous anesthésie (lidcoaine au point d'injection). Observation quotidienne des animaux (apparence, consommation aliment et eau, comportement), pesée des animaux tout au long de la procédure (jour 0, 2, 4, 7 et 14 puis une fois par semaine jusqu’à la fin de l’étude). Pour chaque animal et donc chaque injection l’aiguille sera changée, nous utilisons ici des aiguilles stériles. La salle de manipulation est intégralement nettoyée (paillasse et sol) avant toute injection. Nous veillerons à ce que toutes les conditions environnementales pour l’injection soient les plus propres possible. Les points limites sont décrits dans chacune des procédures. De plus, tout autre signe clinique observé, indépendamment des procédures (pendant la période d’acclimatation par exemple), fera l’objet de soins tels que définis en accord avec le vétérinaire suivant le tableau fourni en annexe.
Choix des espèces
Les souris C57BL/6 présentent une réponse inflammatoire marquée, ce qui les rend particulièrement adaptées à l’étude des maladies auto-immunes et inflammatoires comme la sclérodermie. Elles permettent de reproduire de façon fiable les mécanismes de fibrose et de vasculopathie observés chez l’humain. Elles sont sensibles au développement de la fibrose cutanée, notamment lors de l’administration de substances comme l'acide hypochloreux. Ce profil permet de modéliser efficacement les différentes phases de la maladie et d’évaluer l’efficacité de nouveaux traitements Nous utiliserons des jeunes adultes âgés de 6 semaines au début du protocole (20-25g). Cet âge permet d’assurer une bonne santé générale, une réponse immunitaire stable et une croissance terminée, ce qui est crucial pour la reproductibilité et l’interprétation des résultats. En fin d’expérience les animaux seront âgés de 12-17semaines (30-40g).
Développement d’un vaccin dirigé contre les flavivirus
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Vérifier si une émulsion de gouttelettes lipidiques chargées de protéines virales déclenche une production d'anticorps : 180 souris vont être utilisées pour cette seule question, toutes tuées à l'issue pour prélever leur rate, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent trois injections espacées de deux semaines, quatre prises de sang sur animal vigile, et sont manipulées chaque jour pour la pesée et la prise de température. Le porteur reconnaît que ces manipulations quotidiennes induisent du stress, que la piqûre provoque de la douleur et que l'émulsion peut enflammer le site d'injection. Il annonce poser "les bases d'une future formule vaccinale novatrice", à partir de groupes de cinq souris dimensionnés sur un effet statistique attendu élevé.
Objectifs
Les gouttelettes lipidiques sont de petites structures présentes dans nos cellules qui servent à stocker des graisses. Depuis quelques années, il a été découvert qu’elles jouent aussi un rôle important dans certaines infections par des virus. En effet, certains virus utilisent ces réserves de graisses à leur avantage : ils modifient leur fonctionnement pour se reproduire plus efficacement. Certains virus s’en servent même comme « plate-forme » pour fabriquer de nouvelles copies d’eux-mêmes avant de sortir de la cellule. Pour cette raison, l'interaction de protéines virale et de gouttelettes lipidiques émerge comme une cible pertinente pour des stratégies thérapeutiques chez l'homme et l'animal. Ces interactions ont été mises en évidence pour le virus de l'hépatite C mais également pour le virus de la Dengue et le Zika. Ce mécanisme de détournement de la gouttelette lipidique semble donc être une généralité pour les virus de la famille du virus de l’hépatite C , dont certains sont également à l'origine de zoonoses préoccupantes, avec un impact économique important sur les élevages (ex. Tembusu du canard). Dans ce projet, nous allons utiliser notre expertise pour fabriquer et purifier des protéines virales associées aux gouttelettes lipidiques. Ces gouttelettes seront utilisées pour vacciner des souris. Cette méthode repose sur les propriétés bien connues de ces gouttelettes, en particulier des mélanges d'huile et d'eau, qui sont reconnues pour leur capacité à stimuler efficacement le système immunitaire. Nous espérons par ces expérimentations, identifier les bases d’une future formule vaccinale novatrice.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à démontrer si l'immunisation par des émulsions de gouttelettes lipidiques intégrant des protéines virales peut induire une production d'anticorps, posant ainsi les bases d'une approche vaccinale innovante.
Procédures
Les interventions réalisées sur les souris seront les suivantes : Trois injections espacées de 2 semaines sur 180 souris vigiles. Durée de l’intervention :20 secondes. Manipulation et potentielle contention pour pesée et prise de température quotidienne sur 180 souris, durée de l’intervention inférieur à la minute. Quatre prises de sang espacées de 1 à 2 semaines, i.e. contention et prélèvement sur 180 souris vigiles, durée de l’intervention environ 1 minute.
Impact sur les animaux
Le protocole nécessite de manipuler tous les animaux quotidiennement pour évaluer certaines constantes (poids, température, etc…) donc induction de stress L’immunisation en elle-même nécessite l’injection de l’émulsion, la piqure provoque donc de la douleur, l’exposition à l’émulsion peut également induire une petite inflammation à la zone d’injection. De même, les prélèvements sanguins peuvent induire une douleur lors de la prise de sang.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de prélever leur rate.
Remplacement
Notre thématique de recherche est impossible à mettre en œuvre sans animaux. En effet la mécanistique permettant la production d’anticorps nécessite l’implication dynamique de multiples acteurs cellulaires dans des contextes tissulaires complexes ne pouvant être reproduit par des méthodes alternatives.
Réduction
Notre stratégie de réduction est basée sur l’emploi de tests statistiques nous permettant de valider nos hypothèses scientifiques sur la base de résultats obtenus avec le nombre minimal d’animaux en termes d’effectifs. Les comparaisons inter-groupes seront réalisées au moyen de tests non-paramétriques. Les principales mesures réalisées seront les quantités d’anticorps spécifiques induites par les différentes immunisations. Les tests utilisés sont : Test de Mann-Whitney,ANOVA de Kruskal-Wallis, Analyse en composantes principales. Nous anticipons des différences nettes entre les groupes témoins et les groupes vaccinés lorsque la présentation de l’antigène est efficace. Par ailleurs, nous nous attendons à une variabilité interindividuelle relativement faible. Dans ce contexte, la puissance statistique dépend principalement du rapport entre l'effet attendu et l'écart-type (Différence de Cohen). Un effet ≥ 2 nous permet raisonnablement d’envisager une puissance approchant 80 %, ce qui justifie le choix de groupes de 5 souris.
Raffinement
Des observations quotidiennes seront effectuées afin de s’assurer du bien-être des animaux. Nous surveillerons l’apparition des symptômes suivants : diarrhée, poil hérissé, léthargie, yeux clos et dos courbé. Le cas échéant, l’administration d’analgésique (AINS) pourra être envisagée en concertation avec le personnel de l’animalerie. Nous veillerons également à réduire les sources de stress afin d’augmenter le bien-être animal. Les prélèvements sanguins seront réalisés avec des micro-aiguilles pour minimiser le saignement et prélever le volume le plus petit possible nécessaire à la sérologie. D’autre part, les administrations de gouttelettes lipidiques seront faites par injections lentes afin de minimiser la douleur et de réduire la variabilité intra et inter-expériences que le stress pourrait engendrer. Les souris seront hébergées dans un local climatisé, dans des cages à couvercle filtrant avec boisson et aliments standard ad libitum (maximum de 5 animaux/cage). Aucun animal ne sera isolé et les souris seront dès leur transfert réparties en groupe de 5 et maintenues au sein du même groupe pendant la durée de l’expérimentation.
Choix des espèces
La souris a été sélectionnée en raison de sa capacité à reproduire de manière pertinente les mécanismes immunitaires spécifiques ciblés par notre protocole vaccinal, notamment la génération de réponses humorales et cellulaires adaptatives comparables à celles observées chez l’humain. De plus, des modèles murins permettent de moduler précisément les conditions expérimentales (ex. lignées transgéniques ou knock-out) pour explorer les voies immunitaires impliquées, ce qui est indispensable à la compréhension fine des mécanismes d’efficacité et de tolérance du vaccin. De plus, le modèle souris dispose d’une richesse incomparable en outils immunologiques. Souris femelles à l’âge de 8 semaines car le système immunitaire est mature.
Etude de la tolérabilité ou toxicité subaiguë de molécules à potentiel thérapeutique.
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Rats : 480
Une entreprise évalue sur des rats ou des souris la toxicité de ses propres molécules, administrées de façon répétée, pour écarter tôt celles qui provoquent des effets indésirables. 960 rongeurs, 480 souris et 480 rats adultes, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger ou modéré, tous tués à l'issue pour l'examen histologique de leurs organes. Ils reçoivent un composé une ou deux fois par jour pendant 7, 14 ou 28 jours, surtout par gavage, à des doses aux effets "souvent inconnus", indique le porteur. Il attend des effets indésirables dans le "dernier groupe", comme une prostration, des difficultés à se déplacer ou une modification des expressions faciales, et cite, "dans de rares cas", une perforation de l'œil lors d'une prise de sang rétro-orbitaire. Selon lui, la réglementation exige ces essais sur deux espèces de mammifères dont l'une n'est pas un rongeur, et l'étude sur rats ou souris n'en est que la première.
Objectifs
La mise en place d’un programme d’optimisation de molécules, depuis la synthèse jusqu’à la qualification d’une molécule comme potentiel candidat clinique pouvant entrer dans les phases de test de toxicité et de tolérance chez l’animal, est un long processus avec des coûts très importants. Ce programme consiste en une série d’études obligatoires comprenant notamment des tests de toxicité. Les épreuves de toxicité (tolérabilité) par administrations réitérées ont pour objet de mettre en évidence les modifications physiologiques et anatomopathologiques consécutives aux administrations répétées d’un composé et d'établir les conditions de l'apparition de ces modifications en fonction de la posologie. Ce projet nous permettra d'évaluer la tolérabilité de composés pharmacologiques développés par notre société.
Bénéfices attendus
Grâce à ces études, nous pourrons identifier rapidement les molécules mal tolérées par l'animal et au potentiel toxicologique. Les molécules avec des effets secondaires seront éliminées du processus de développement. Nous limiterons alors le nombre de molécules à développer, le nombre d’études de toxicologie, le nombre d’études in vivo de modèles pathologiques, et réduirons in fine le nombre global d’animaux inclus dans des études précliniques. Cela apportera également de précieuses informations quant à la potentielle toxicité du composé, les organes cibles et son mode d'action in vivo. Ce dernier point nous permettra de modifier la constitution même de la molécule pour adapter les caractéristiques observées à celles attendues pour le développement de molécules efficaces.
Procédures
Les animaux recevront le composé une ou deux fois par jour (selon la demi vie de la molécule), pendant 7, 14 ou 28 jours (selon la phase de developpement de la molécule et l'indication envisagée). L'administration par voie orale dure une dizaine de secondes. D’autres voies alternatives d'administration (sous-cutanée - 10 secondes, intraveineuse - 1 minute, intrapéritonéale - 10 secondes) pourront être utilisées selon les caractéristiques intrinsèques des composés et leur propriétés pharmacologiques. Un prélèvement sanguin sous anesthésie gazeuse (3 minutes au total) sera fait préalablement au sacrifice afin d’analyser la réponse inflammatoire dans le serum et/ou de doser le composé pharmaceutique dans le plasma (taux d’exposition). Il est possible que plusieurs prélèvements soient réalisés chez le même animal au long de l'étude (1 par semaine maximum).
Impact sur les animaux
Par le choix des doses de composé (aux effets souvent inconnus), il est attendu des effets indésirables sur les animaux du dernier groupe. La douleur ou le mal-être ressentis par les animaux peuvent se manifester, entres autres, par une hypo- ou une hyperactivité, des difficultés à se déplacer, une prostration, une modification des expressions faciales. La douce contention nécessaire pour le traitement par voie orale, ainsi que l'anesthésie pour le prélèvement sanguin, ne devraient pas imposer de souffrance aux animaux, même si il existe des risques d'hypothermie et de sècheresse oculaire dans ce dernier cas. Ils pourront néanmoins engendrer un stress. Malgré la très bonne formation du personnel, il pourrait dans de rares cas y avoir des conséquences dues aux administrations ou aux prélèvements (par exemples : irritation lors de gavages répétés, hématome lors d'intraveineuse, douleur, perforation de l'oeil lors d'un prélèvement en retro-orbital).
Devenir
La mise à mort de tous les animaux est nécessaire dans la mesure où les organes seront observés et prélevés pour analyse histologique.
Remplacement
En amont des tests chez l’animal, les composés sélectionnés sont évalués sur des tests in vitro, permettant d’identifier les composés les plus prometteurs, de comprendre leur mécanisme d’action et de limiter le nombre de molécules inactives ou pouvant entrainer des nuisances ou effets indésirables chez les animaux (via les tests de toxicologie cellulaire). Les tests in vitro apportent des renseignements sur la toxicité potentielle des substances, mais ils ne sont pas encore suffisants pour éviter l'expérimentation sur l'animal entier avant l'administration à l'Homme. Un composé qui réussit les premiers tests de sécurité et de toxicologie peut être pris en considération pour les études à doses répétées sur les animaux. Ces études apportent l'essentiel des informations fondamentales sur la façon dont le composé agit sur l'organisme. La relation entre la dose et la réaction de l'animal au composé est étudiée plus en détail et les organes ayant subi d'éventuels effets toxiques sont examinés. Ces premières informations sont essentielles pour évaluer la dose initiale sûre pour les essais cliniques chez l'Homme.
Réduction
La sélection des composés est faite en utilisant des tests cellulaires ou non cellulaires in vitro. Seules les molécules présentant une activité sur les tests in vitro et ayant des caractéristiques pharmacocinétiques adéquates seront étudiées avec les animaux. Ce modèle a déjà été utilisé par le passé pour obtenir des informations sur la potentielle toxicité des molécules au sein de notre laboratoire. Les données obtenues précédemment ont été utilisées dans le but de déterminer le nombre d’animaux maximum nécessaire pour obtenir des résultats significatifs dans les tests statistiques utilisés.
Raffinement
Toutes les dispositions nécessaires en matière d’hébergement, d’enrichissement, d’observation et de soins aux animaux sont prises afin d’assurer les meilleures conditions de vie aux animaux. La Structure Chargée du Bien Être Animal (SBEA) émet ses recommandations en matière de prévention de la douleur, souffrance et détresse des animaux. Afin de limiter le stress causé aux animaux, les composés testés seront administrés majoritairement par voie orale. Cette technique, rapide et nécessitant une contention courte, est bien tolérée par les animaux. D’autres voies alternatives pourront être utilisées selon les caractéristiques intrinsèques des composés et leur propriétés pharmacologiques (voies sous-cutanée, intraveineuse ou intrapéritonéale). La formation du personnel, la taille de la sonde et l’adaptation des volumes administrés selon la voie d'administration permettront de limiter le stress ressentit par l’animal lors du traitement. Après réception, les animaux seront placés dans des cages par 4 à 5 souris ou par 2 à 3 rats. Un programme d’enrichissement permet de varier les éléments de la cage afin d’encourager leur comportement de rongeur : coton pour la construction de nid, dôme rouge pour se cacher, bois à ronger… Les animaux seront monitorés à chaque traitement pour la surveillance de signes cliniques éventuels et vérifier l'absence de souffrance.
Choix des espèces
Selon les textes réglementaires, « les essais de toxicologie par administration réitérée devront être effectués sur deux espèces de mammifères dont l'une ne sera pas un rongeur ». Nous pouvons alors réaliser la première étude sur rongeur. Comme mentionné plus haut, l’espèce de rongeur sera choisie en fonction de la connaissance de la molécule, des études antérieures et préliminaires de pharmacocinétique et de métabolisme. Nous travaillerons avec des rats ou des souris (mâles et femelles), pour suivre les textes réglementaires. Nous utiliserons des animaux adultes de 8 à 10 semaines environ pour les 2 espèces. Il n’est pas justifié d’utiliser des animaux très jeunes ou âgés.
Système nerveux central – Modèle des troubles de stress post-traumatique chez le rongeur
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Rats : 300
Tremblements, convulsions, posture anormale, absence de réaction à la stimulation : ce sont les signes dont l'apparition déclenche la mise à mort anticipée des rongeurs de ce projet. 300 souris et 300 rats vont être utilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont exposés à des situations stressantes et à des chocs électriques, puis soumis à des tests d'anxiété de cinq à quinze minutes et à des administrations pouvant aller jusqu'à deux fois par jour pendant huit semaines, pour construire un modèle de trouble de stress post-traumatique et y tester une dizaine de candidats médicaments. Cent vingt d'entre eux pourront être réutilisés après une période de repos, les autres seront tués en fin d'étude, le porteur expliquant que les effets à moyen et long terme des substances testées sont méconnus.
Objectifs
Dans l'histoire américaine, les troubles de stress post-traumatique (PTSD) ont été reconnus sous divers noms après les guerres : "cœur de soldat de la guerre civile", choc de la Première Guerre mondiale, fatigue de combat de la Seconde Guerre mondiale, stress retardé de la guerre du Vietnam avant d’être formalisés en 1980. Ces dernières années, on a assisté à une augmentation d’intérêt pour ces psychopathologies liées à l’exposition aux traumatismes, en particulier à cause du terrorisme, des catastrophes naturelles ou encore des violences urbaines. La prévalence des troubles de stress post-traumatique serait de 5 à 12% de la population générale. Les patients, suite à leur exposition à un évènement traumatique, souffrent de symptômes sévères tels que la peur intense, des flash-backs, des cauchemars et des pensées imposées et incontrôlables. Malgré les avancées scientifiques importantes dans ce domaine, il n’y a aujourd’hui aucune thérapie réellement efficace sur l’ensemble des symptômes des troubles du stress post-traumatique. Les modèles animaux demeurent indispensables pour mieux comprendre ces troubles et identifier de nouveaux candidats médicamenteux. Ce projet vise à mettre en place un modèle de trouble de stress post-traumatique chez le rat qui intègre la sensibilité au traumatisme observée chez l’humain et de tester l’efficacité d'une dizaine de candidats médicaments existants ou en cours de développement.
Bénéfices attendus
Ce projet participera à l'amélioration de la qualité de vie des patients et de leur entourage. Un traitement plus efficace pourrait réduire plus rapidement et plus durablement les symptômes des troubles de stress post-traumatique permettant ainsi une meilleure qualité de vie des patients, de maintenir un état de santé stable plus longtemps, de diminuer les taux d'invalidité . Ce projet permettra également d'avoir un impact socio-économique positif en réduisant les coûts de santé (nombre de consultations médicales, d'hospitalisations et de traitements complémentaires nécessaires).
Procédures
Les animaux sont exposés à différentes situations stressantes en fonction des procédures. Les tests comportementaux visant à évalualer le niveau d'anxiété des animaux sont généralement effectués 1 seule fois et leur durée varie de 5 à15 minutes environ. Les administrations de substances pourront être réalisées jusqu’à 2 fois par jour (en général 1 minute par administration) principalement par voie orale sous cutanée ou intrapéritonéale sur animal vigile. La durée du traitement peut aller jusqu’à 8 semaines.
Impact sur les animaux
Les animaux seront exposés à des situations induisant une état de stress. Les chocs électriques pourront également induire une faible douleur de très courte durée. Les manipulations/contentions réalisées notamment pendant les phases d'administration ou de prélèvements peuvent également entrainer un léger stress. Les candidats médicaments qui seront évalués ont été selectionnés en amont pour leur absence de toxicité sévère.
Devenir
Tous les animaux ayant reçu une substance d’essai dont les effets à moyen et long terme sont méconnus seront euthanasiés en fin d’étude afin de s’assurer que le traitement expérimental n’induira pas d’effet délétère sur l’animal, ce qui ne serait pas compatible avec un maintien des animaux en vie dans de bonnes conditions de santé.
Remplacement
Dans le cadre du développement des médicaments, des tests in vitro ont déjà eu lieu avant l'utilisation chez l'animal. Ceux-ci constituent un point de départ permettant de générer des données préliminaires et d’effectuer un tri moléculaire pour ne retenir que les molécules présentant une certaine efficacité, réduisant de façon significative le nombre de substances à tester et donc le nombre d’animaux. L'impact des traitements pré-sélectionnés sur le comportement des animaux, et l'amélioration de symptômes liés aux états de stress et d'anxieté ne peut se faire que sur des animaux vigiles. Ainsi, les modèles d'animaux restent indispensables pour valider et optimiser de nouvelles thérapies pour leur utilisation en toute sécurité chez l'Homme.
Réduction
Les mesures de réduction s'intégrant à la règle des 3Rs vont consister à utiliser le plus petit nombre d’animaux possible pour chaque étude permettant d'obtenir des données suffisantes pour interpréter les résultats de façon correcte et d’éviter ainsi une répétition inutile des études. Le nombre d’animaux utilisés pour chaque étude sera optimisé de façon à intégrer dans une même expérience la relation dose-effet et la comparaison par rapport à un groupe contrôle négatif et éventuellement à un contrôle positif (substance de référence ou de comparaison) si cela s'avère pertinent. Selon les données de la littérature, il est estimé qu’un effectif de 12 animaux en standard par groupe (nombre d'animaux et groupes variables, selon l’objectif de l’étude) sera nécessaire pour atteindre une sensibilité correcte des tests. Le cas échéant, une réutilisation des animaux pourra être envisager après une période de repos entre l'évaluation de différentes molécules. L'analyse statistique prévue repose sur des tests paramétriques de type ANOVA "analyse de la variance" et/ou test de Student selon l'objectif de l'étude. Par ailleurs, des prélèvements terminaux (tissus, organes, sang) peuvent être ajoutés en fin de procédure pour éviter une répétition inutile de l'étude.
Raffinement
Les mesures de raffinement s'intégrant à la régle des 3Rs vont consister en un suivi des points limites clairement définis et spécifiques pour chaque procédure, permettant de stopper l'étude et/ou d'euthanasier, de façon précoce, tout animal présentant des signes de douleur et de souffrance (incluant une surveillance de l'aspect général, un suivi de poids). De plus, les animaux sont suivis par le vétérinaire et manipulés fréquemment par des techniciens préalablement formés et attentifs, prêts à agir lorsque les critères d'interruption prédéfinis sont atteints. Il est également mis en place un enrichissement complet dans leur hébergement, sous la forme de litière, objets de nidification, objets à ronger ou mastiquer, tunnels, présence de congénères (sauf cas contraire imposé par la procédure). En cas de doute, une évaluation approfondie sera réalisée quotidiennement jusqu'au retour aux paramètres physiologiques normaux ou attendus ou jusqu’à atteinte des points limites. Tous les points limites et leur cotation sont décrits dans un formulaire interne. Cette observation faite par du personnel formé inclut une surveillance de l'aspect général, l’aspect du pelage, des yeux, la posture, les réactions de l’animal sous stimulation, la respiration, l’appétit, l’état d’hydratation, les tremblements ou convulsions. Une évaluation interne impliquant la cellule de bien-être animal pourra permettre de réévaluer et d’adapter à postériori la catégorie éthique si nécessaire. Lorsque nécessaire, les animaux sont anesthésiés et analgésiés. Le programme d’anesthésie et d’analgésie est défini par un vétérinaire, afin de réduire au maximum toute douleur ou sensation de souffrance. Prises dans leur ensemble, ces mesures tendent à limiter la variabilité des données.
Choix des espèces
Les troubles de stress post-traumatique sont largement évalués chez les animaux, en particulier chez le rongeur. Ainsi, divers tests ont été conçus pour mesurer ces différents aspects. L’impact de substances pharmacologiques sur le comportement de rongeurs est prédictif de leur efficacité en clinique. Tous les animaux seront utilisés à partir de 4 semaines de développement (après sevrage) que ce soient des rats ou des souris, conformément à la littérature. Les symptômes de stress et d'anxiété se retrouvent plutôt chez des sujets adolescents ou adultes, aussi les traitements qui seront appliqués dans ce projet seront appliqués sur des rongeurs dont le système nerveux central a atteint ce niveau de maturité.
Approches thérapeutiques des fistules pancréatiques chez le rat.
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
L'ablation partielle du pancréas provoque chez le rat des fistules puis une accumulation de liquide dans l'abdomen, que le porteur prévoit de ponctionner ou, à défaut, de traiter par la mise à mort de l'animal. 360 rats vont être utilisés ainsi, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit une laparotomie de trente minutes, jusqu'à deux administrations quotidiennes de traitement pendant quatorze jours, des prélèvements sanguins sous anesthésie et jusqu'à trois séances d'IRM d'une heure, pour mettre au point un modèle de fistule pancréatique et y évaluer de nouvelles approches thérapeutiques. Le choix du rat, le porteur le justifie par ses "facilités d'entretien, de stabulation et de manipulation" autant que par sa proximité physiologique avec l'humain.
Objectifs
Ce projet vise 1) à mettre en place un modèle de fistule pancréatique chez le rat et 2) utiliser ce modèle pour évaluer l’efficacité de nouvelles approches thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Ce modèle permettra de vérifier la faisabilité d'une thérapie novatrice pour soigner les patients atteints de fistules pancréatiques et de détecter d'éventuels effets secondaires indésirables.
Procédures
Une chirurgie viscérale avec ablation partielle du pancréas afin de mimer une opération chez l'humain (durée estimée à 30 minutes). Traitements médicamenteux administrés au maximum de 2 fois par jour pour une durée maximale de 14 jours (durée : 1 minute / administration). En cas de prélèvement sanguin, ceux-ci seront réalisés sous anesthésie et limités à un par jour et à un volume inférieur à 10 % sur 2 semaines. Une imagerie par IRM réalisé 3 fois maximum sur une durée de 14 jours (15 - 60 min par session).
Impact sur les animaux
La procédure chirurgicale inclut une laparotomie, l'ablation partielle du pancréas, puis la survenue de fistules pancréatiques. Une analgésie adaptée sera appliquée limitant la gêne au maximum. De l'ascite pourra être consécutif à la génération des fistules occasionnant également une gêne. Afin de limiter celle-ci nous réaliserons des ponctions ou, si cela n’est possible, nous euthanasierons les animaux. Le stress lié à la préhension et à la contention, et les administrations, induiront une gêne inférieure / équivalente à la piqure d’une aiguille.
Devenir
Euthanasie des animaux pour réaliser des prélèvements d’organes / fluides corporels pour analyse.
Remplacement
Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez le rat, car il n’existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) permettant d'évaluer les effets d’une nouvelle approche thérapeutique dans le contexte des fistules pancréatiques. De plus, avant toute administration à l’homme, l’animal constitue une étape obligatoire pour évaluer l’efficacité, la toxicité et la pharmacocinétique d’une nouvelle thérapeutique.
Réduction
Un nombre minimal et suffisant d’animaux sera inclus au départ pour la mise en place du modèle. Trois séries de dix animaux permettront d'évaluer la robustesse de la procédure expérimentale réalisée. Par la suite, lors des essais de traitements, nous inclurons 10 animaux par groupe, en fonction des résultats attendus, afin de réaliser une analyse valable des données, notamment par approche statistique.
Raffinement
Dans ce projet, l'objectif est d'atteindre un niveau de raffinement élevé grâce à : • La mise au point de procédures rigoureuses ; • La formation du personnel ; • Un suivi quotidien de l’état de santé des animaux ; • Le suivi des signes cliniques et la détermination des points limites ; • Le recours à un suivi par imagerie si possible / nécessaire ; • le suivi de l'apparition d'ascite et la ponction de celui-ci si possible ; • Le recours aux procédures d’euthanasie dès que nécessaire ; • Un protocole analgésique adapté pour la chirurgie et la période post-opératoire, ainsi qu'un suivi post-opératoire de l’état de santé des animaux avec des soins et un enrichissement adaptés, afin de permettre une bonne récupération des animaux ; • La réduction du volume sanguin prélevé grâce à l’amélioration de la sensibilité des méthodes d’analyse.
Choix des espèces
Le rat est l'une des espèces animales les plus pertinentes et les plus couramment utilisées pour évaluer l’efficacité de nouveaux traitements, notamment en raison de leurs facilités d’entretien, de stabulation et de manipulation, ainsi que de leurs similitudes physiologiques avec l’espèce humaine. Les animaux utilisés sont adultes.
Ménopause modélisée chez le rat pour l’étude de composés pharmacologiques
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
Pour tester des candidats médicaments contre les symptômes de la ménopause, 2 100 rates vont subir une ovariectomie bilatérale sous anesthésie, toutes tuées à l'issue, 600 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 1 500 un niveau modéré. Suivent, selon les protocoles, l'implantation d'un capteur de température, un traitement pouvant durer six mois, une cystométrie de quatre heures précédée de la pose d'un cathéter intravésical, une collecte d'urine en cage à métabolisme et jusqu'à cinq jours d'isolement pour la cicatrisation. Le porteur indique que les interventions seront limitées "selon les recommandations dans le cadre d'un partenariat avec une entreprise pharmaceutique". Les points limites doivent permettre aux zootechniciens de signaler l'apparition des critères déclenchant l'arrêt des souffrances, sans que ces critères soient nommés.
Objectifs
La ménopause est un événement physiologique qui survient entre 45 et 55 ans chez la femme, et qui correspond à l’arrêt du fonctionnement ovarien entraînant un arrêt de la production de progestérone puis des œstrogènes, marquant ainsi la fin des menstruations et donc de la fertilité. Cette carence en œstrogènes peut se manifester par des symptômes susceptibles d’altérer la qualité de vie des patientes, tels que des troubles vasomoteurs (bouffées de chaleur et sueurs nocturnes) et des symptômes génito-urinaires (atrophie et sécheresse vaginales, douleurs lors des rapports sexuels, augmentation de la fréquence des infections urinaires, etc.). Il s’agit également d’une période durant laquelle des pathologies potentiellement graves peuvent survenir en raison des changements hormonaux et du vieillissement, telles que les fractures ostéoporotiques, les maladies cardiovasculaires ou certains cancers. Le traitement hormonal de la ménopause (THM), destiné à compenser la carence en œstrogènes et en progestérone liée à l’arrêt de leur production par l’organisme, constitue l’approche thérapeutique la plus couramment prescrite aux femmes ménopausées. Toutefois, depuis 2002, plusieurs études ont mis en évidence des effets indésirables graves, notamment une augmentation du risque de cancers du sein et de l’utérus, ainsi que de maladies cardiovasculaires. En conséquence, depuis 2003, l’utilisation du THM n’est plus recommandée de manière systématique ni à titre préventif. Pour soulager leurs symptômes, certaines femmes se tournent également vers des alternatives, dont les risques potentiels restent encore mal connus. Dans ce contexte, il est nécessaire de mener une recherche préclinique intensive visant à identifier et/ou développer un traitement des symptômes de la ménopause à la fois efficace et présentant une sécurité d’emploi optimale. À cet égard, la rate ovariectomisée constitue un modèle préclinique de référence pour l’étude des mécanismes physiopathologiques associés à la ménopause et pour le développement de nouvelles approches thérapeutiques. Des études antérieures ont d’ailleurs montré une diminution du taux d’œstrogènes circulants chez la rate ovariectomisée, reproduisant les modifications physiologiques observées chez la femme après la ménopause.
Bénéfices attendus
Depuis la parution de l’étude montrant les risques des traitements THM, moins de 6% des femmes ménopausées prennent actuellement ces traitements. Certaines femmes se tournent donc vers des solutions alternatives dont on ne connaît pas toujours les risques. Il est donc nécessaire d’identifier ou de développer des traitements efficaces qui offrent une sécurité d’emploi optimale. Cette étude vise à évaluer l’efficacité, et dans certains cas les effets indésirables, des nouveaux candidats médicaments dans la prise en charge des symptômes chez les femmes ménopausées, dans un modèle animal validé.
Procédures
Les animaux vont avoir une ovariectomie bilatérale sous anesthésie afin de modéliser la ménopause chez la femme. Cette opération est faite une seule fois au début de l'étude dure au maximum une demi-heure. Ensuite, les animaux seront traités par le composé à analyser ou ses contrôles, la fréquence et la durée du traitement dépendra du composé à tester (généralement moins de 6 mois). Tout type d’administration dure moins d’une minute sur un animal vigile, et moins de 30 min si l'administration nécessite une anesthésie. L’implantation d’un capteur télémétrique permet de suivre les variations de températures qui fait suite à l’ovariectomie. Une cystométrie peut être faite pour évaluer l'effet du composé administré, l’expérience dure 4 h au maximum, précédée de l’implantation d’un cathéter intravésical. Enfin, des prélèvements de sang, d’urines ou d'organes après euthanasie des animaux pourront être envisagés. Chaque prélèvement de sang durera moins de 3 minutes. Une collecte d’urine se fait en cage à métabolisme et en moins de 24h. A noter que tous les animaux n’auront pas forcément toutes ces interventions. En effet, les interventions seront limitées selon leur pertinence et selon les recommandations dans le cadre d’un partenariat avec une entreprise pharmaceutique.
Impact sur les animaux
L’ovariectomie, l’implantation de cathéter et de capteur de température sont réalisées sur des animaux anesthésiés, sous antalgiques et avec une antibiothérapie prophylactique. Toutefois, une sensation d’inconfort peut apparaître chez l’animal après ces procédures, ainsi qu’un stress potentiellement induit par l’isolement durant la période de cicatrisation, d’une durée de 5 jours au maximum en l’absence de complications. L’administration des composés ou les prélèvements sanguins et ou d’urine peuvent aussi entraîner un stress et ou une sensation d’inconfort chez les animaux.
Devenir
Les animaux seront ovariectomisés afin de mimer la ménopause et vont être traité avant ou après par les composés à évaluer. L’efficacité des nouveaux traitements vont être évalués par le suivi de température, la cystométrie, et ou par l’analyse des différents prélèvements de sang, d’organe ou d’urine. Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de l’étude.
Remplacement
La rate ovariectomisée est le modèle préclinique de choix pour la compréhension des événements physiopathologiques associés à la ménopause et pour le développement de nouvelles thérapies efficaces. Une diminution du taux d'œstrogènes circulants est observée chez la rate ovariectomisée, imitant les modifications physiologiques post-ménopausiques humaines. A ce jour, il n’existe pas de modèle in vitro pertinent rendant ainsi indispensable l’utilisation d’un modèle intégré faisant appel à des animaux vivants.
Réduction
Une analyse de puissance statistique a été réalisée afin de réduire au minimum le nombre de rats par groupe. De plus, une réduction du nombre d’animaux en testant 2 composés à la fois sera mise en place lorsque cela s’avèrera possible, afin d’éviter des tests en doublon pour les groupes non traités ou traité par molécule de référence.
Raffinement
Une réduction de la douleur, la souffrance et l’angoisse est mise en place dès que cela est possible : - Les rats sont hébergés par 2 animaux par cage quand cela est possible, afin de favoriser leur interaction sociale et réduire leur stress. - Un suivi quotidien de tous les rats sera réalisé par les zootechniciens (observation comportement, état de santé général et état sanitaire de leur cage). - Des points limites sont fixés afin que les zootechniciens puissent signaler aux responsables des soins et du projet l’apparition des critères nécessitant les traitements nécessaires pour arrêter les souffrances. - Les différentes interventions chirurgicales (ovariectomie, implantation d’une pompe osmotique ou d’un cathéter intraveineux, pose de capteurs de température ou d’un cathéter intravésical) sont réalisées sous anesthésie générale et analgésie. Un traitement antibiotique est également administré pour prévenir les infections. Lorsque le protocole le permet, plusieurs de ces interventions peuvent être combinées afin de réduire le nombre d’opérations au cours de l’étude.
Choix des espèces
L’expérimentation animale est nécessaire pour l’étude de modifications physiologiques multi-symptomatiques consécutives à la diminution des hormones féminines à la ménopause. Les rongeurs sont ainsi le modèle le plus utilisé en recherche et limitent l’utilisation de gros animaux tels que le chien. De plus ces derniers présentent comme chez la femme une ovulation spontanée contrairement au lapin qui a une ovulation provoquée suite à un accouplement. Par ailleurs, les évaluations incluses dans le cadre de ce projet sont plus faciles à réaliser chez le rat, par rapport à la souris. Concernant l’analyse des données de miction spontanée, la vessie du rat a une capacité plus importante et permet de faciliter l’analyse de la mesure du volume uriné. Des rates adultes de plus de 6 semaines sont employées, âge auquel les organes sexuels sont à maturité. Ce choix est justifié par la littérature scientifique.
Evaluation de l’effet potentialisateur d’une combinaison d’immunothérapies dans un modèle de mélanome chez la souris.
- Recherche appliquée
- Cancers
84 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent sous anesthésie une implantation tumorale sous la peau, puis neuf injections dans la veine de la queue ou en intrapéritonéale sur animal vigile, avec pesée et mesure du volume tumoral trois fois par semaine jusqu'à un point limite fixé sur ce volume. Le projet teste si l'ajout d'un stimulateur de l'immunité innée renforce l'effet d'un anticorps que le porteur décrit déjà comme "très efficace" contre le mélanome, les retombées pour les patients en échec thérapeutique étant renvoyées à un élargissement futur des pistes de recherche clinique. Sur le remplacement, il indique que l'efficacité de chaque composé a déjà été validée avant le passage à l'animal, et affirme que seule l'évaluation de leur combinaison sur un "organisme entier" reste possible chez la souris.
Objectifs
Même si les traitements d’immunothérapie ont amélioré les chances de survie pour les personnes atteintes d’un mélanome (cancer de la peau), certains patients ne répondent toujours pas à ces traitements. Pour aider ces patients, de nouvelles stratégies sont en cours de développement. Parmi elles, un anticorps qui agit comme un "pont" entre les cellules immunitaires et les cellules cancéreuses. Il reconnaît une protéine souvent présente sur les cellules de mélanome et aide les cellules immunitaires à mieux attaquer et détruire ces cellules cancéreuses. Ce traitement s’est montré très efficace pour freiner la croissance des tumeurs. D'autres substances sont testées pour booster encore plus cette réponse immunitaire, comme une version modifiée de l’interleukine-2 ou l’anti-PD1. Elles aident à activer les cellules immunitaires qui combattent les tumeurs, sans stimuler celles qui pourraient freiner cette réponse. L’ajout d’un stimulateur de l’immunité innée (appelé agoniste TLR4) permettrait de renforcer l’effet des autres traitements. Cette étude cherche donc à voir si une combinaison de tous ces éléments peut mieux activer les défenses immunitaires contre le mélanome chez la souris.
Bénéfices attendus
Ce projet va renseigner si l’injection d’un agoniste TLR4 en combinaison avec un anticorps et des stimulants est possible, et s’il améliore leurs effets. Cela va permettre l’élargissement des pistes d’études en recherche clinique, et également de proposer des alternatives aux patients atteints de mélanomes qui ne répondent plus aux thérapies.
Procédures
- 1 chirurgie (animal sous anesthésie générale) – durée 5 min - contention + injection du composé immunostimulant dans la veine de la queue et/ou en intra-péritonéale (animal vigile) – durée
Impact sur les animaux
- Stress lié à la contention, aux mesures des volumes tumoraux et pesées (durée de quelques minutes, 3 fois/semaine) - Douleur lors d’injection des traitements dans la veine de la queue et/ou en intra-péritonéale (durée de quelques minutes, 3 fois) - Douleur post-chirurgicale après implantation sous la peau et suture. - Gêne à la locomotion, nuisances possibles si le volume tumoral atteint le point limite.
Devenir
Les animaux seront à mis à mort à la fin des procédures.
Remplacement
Avant le passage sur modèle animal, l’efficacité des différents composés testés ont été préalablement validées. Le modèle animal doit être utilisé pour évaluer l’effet de combinaison de ces composés sur un organisme entier. En effet, la sensibilité des cellules tumorales aux molécules anticancéreuses dépend fortement du système immunitaire et de ses interactions complexes. Par ailleurs, plusieurs paramètres jouant sur la diffusion d’un composé dans le sang et les différents organes, la mise en place de la réponse immunitaire activée, sa migration et son effet sur la tumeur nécessitent de travailler sur un organisme entier. Pour ces raisons, les études chez le modèle souris s’avèrent essentielles.
Réduction
Selon les précédentes expériences, le nombre d’animaux strictement nécessaire pour obtenir des résultats statistiquement significatifs a pu être déterminé grâce à un logiciel statistique, en tenant compte du pourcentage de prise tumorale.
Raffinement
Les souris seront observées quotidiennement en surveillant leur état général, leur comportement critères physiques, ou le moindre signe de douleur. L’altération de ces critères éventuels sera annotée sur une fiche de suivi, et comparée à une grille de score pour détecter le moindre signe de souffrance et prendre les mesures nécessaires afin que le bien-être de l’animal soit respecté. Les souris seront sous anesthésie générale et un antidouleur leur sera administré avant et après implantations des tumeurs. Lors de l’anesthésie, les yeux seront protégés du dessèchement et la baisse de température corporelle sera palliée. Les copeaux de litières seront remplacés par de la cellulose afin d’être moins irritants pour les souris présentant des tumeurs. Les souris seront randomisées par marquage à la queue (feutre de couleur) afin d’éviter le stress des changements de cages/congénères. Lorsque cela est possible, les traitements seront mélangés pour réduire le nombre d’injection à 1 au lieu de 2.
Choix des espèces
Les souris sont particulièrement adaptées pour l’étude de tumeurs de par la disponibilité de modèles tumoraux, de réactifs, et permettent de constituer des groupes avec un nombre de souris suffisant, compatibles avec des résultats suffisamment représentatifs. Les souris seront utilisées entre 5 et 10 semaines. Cette tranche d’âge permet aux souris d’avoir un système immunitaire mature tout en ayant une prise tumorale optimale. Des femelles et des mâles seront utilisés afin d'avoir une bonne représentation de l'effet du médicament.
Etude de l’hétérogénéité des macrophages cérébraux dans les maladies neurodégénératives
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
6 000 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les actes expérimentaux déclarés tiennent en peu de choses : un gavage unique de trente secondes et, pour certaines, une prise de sang sous anesthésie. L'essentiel de ce que subissent ces souris vient de leur génome, trois lignées modélisant la maladie d'Alzheimer qui développent à partir de neuf mois pertes de mémoire, apathie, déclin cognitif, comportements sociaux altérés et troubles moteurs dont l'ataxie, observés jusqu'à douze mois. Le porteur annonce l'identification à terme de cibles thérapeutiques applicables à l'humain, quand l'objet immédiat reste de décrire la cinétique d'infiltration des macrophages cérébraux.
Objectifs
Ce projet a pour but d'étudier l'hétérogénéité des macrophages cérébraux dans les maladies neurodégénératives. Dans les 10 dernières années une grande diversité de cellulaire a été décrite dans les cerveaux neurodégénératifs grâce à des technique de haute résolution permettant de faire des analyses dans chaque type de cellules. Des macrophages particuliers associés aux plaques amyloïde beta dans la maladie d'Alzheimer ont été identifiés. Parmi ces cellules, une partie est dérivée de microglies embryonnaires et l'autre de monocytes circulants. Le développement de ces macrophages est donc un facteur déterminant leur diversité. Avec le vieillissement et les maladies neurodégénératives, des monocytes infiltrent le cerveau et se différencient en cellules ressemblant à des microglies , ce sont des macrophages inflammatoires associés à la maladie. Des premières expériences semblent montrer que ces programmes et dynamiques varient en fonction du sexe. Or la maladie d’Alzheimer est elle-même grandement corrélée au sexe. L'objectif de ce projet est de caractériser en détail les dynamiques d'infiltration de cellules dans des modèles murins mâles et femelles de vieillissement et maladies neurodégénératives, en particulier la maladie d'Alzheimer, et de comparer ces cellules aux cellules dérivées de macrophages embryonnaires. Cela permettra de donner une nouvelle compréhension des facteurs cellulaires inflammatoires influençant l’établissement de la maladie d’Alzheimer et comment ceux-ci varient en fonction du sexe.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche a pour objectif de déchiffrer les dynamiques cellulaires de macrophages cérébraux dans les cerveaux en vieillissement et neurodégénératifs. En étudiant avec des techniques et modèles murins innovants ces cellules à plusieurs temps de vieillissement, nous pourrons obtenir une cinétique de la neuro-inflammation et de l’infiltration cellulaire. La maladie d’Alzheimer concerne en majorité le sexe féminin. L’étude des deux sexes en parallèle permettra de donner des indications sur les caractères influençant ce déséquilibre . Cela permettra à terme d’identifier de potentielles cibles thérapeutiques pouvant être appliquées à l’Homme.
Procédures
Des procédures incluront un gavage unique (durée 30 secondes), sur animaux vigiles. Des prises de sang uniques seront faites sur certains animaux sous anesthésie générale (durée 1-2 minutes).
Impact sur les animaux
Les principales nuisances attendues lors de cette étude proviennent des trois modèles murins Alzheimer utilisés dans cette étude. Ceux-ci développent des comportements ressemblant à la maladie d’Alzheimer humaine qui peuvent nuire au confort global de l’animal. Ces souris peuvent développer des comportements tels que l'altération de la mémoire, apathie, déclin cognitif, comportements sociaux aberrants à partir de 9 mois liés à la perte neuronale dans certaines zones du cerveaux et des troubles moteurs dont l'ataxie. Des nuisances sont également attendues lors de la manipulation des animaux, notamment un stress et un inconfort de courte durée lors de la contention de l'animal, du gavage qui entraîne un inconfort léger et temporaire.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure pour analyses sur tissus et organes post-mortem.
Remplacement
Pour étudier les dynamiques cellulaires complexes intervenant dans le cerveau neurodégénératifs, les modèles in vitro de culture cellulaires ne font pas intervenir suffisamment de types cellulaires. Les modèles de cérébroïdes et organes sur puces en développement reproduisent uniquement le cerveau embryonnaire mais pas encore le cerveau en vieillissement qui a des dynamiques plus complexes. L’étude de mécanismes au niveau cérébral et sanguin dans le contexte de maladies neurodégénératives requiert l’utilisation d’un organisme vivant complet avec une activité cellulaire complète. De plus, comme ce projet vise à étudier les dynamiques d’infiltration, un contexte physiologique global est nécessaire avec une génération de monocytes dans la moelle et un passage à travers une barrière hémato-encéphalique. Il est donc important de conserver l’activité de l’organisme et des mécanismes physiologiques dans un état dynamique (c'est à dire en mouvement et fonctionnel) dans le cadre d’une étude temporelle.
Réduction
Le nombre d’animaux a été déterminé par un calcul de puissance statistique afin de garantir une robustesse des résultats tout en limitant l’utilisation d’animaux. Pour une analyse comparative multi-groupes (effet du modèle Alzheimer, sexe, temps d'intêret), nous avons calculé et optimisé le nombres d'animaux nécessairesavec un calcul de puissance, basé sur les observations passées au laboratoire. Ce design expérimental permet d’atteindre une puissance statistique suffisante tout en respectant les principes éthiques de la réduction animale. Le caractère des expérimentations (études sur les cerveaux) ne permet malheureusement pas de suivre un animal. La mise en place des procédures finales sera réalisée en fonction des résultats obtenus dans les premières procédures
Raffinement
Les cages sont enrichies avec du matériel de nidification, maisons en cartons, bâtonnets. L'enrichissement pourra être augmenté pour les animaux vieillissants. Pour faciliter l'alimentation en cas de besoin, du u aliment adapté énergétique et facile à consommer sera utilisé. Les manipulations (contention, gavage, prélèvements) seront effectuées par des personnes formées et compétentes. Les méthodes d'analgésie et d'anesthésie des animaux permettront de diminuer toute souffrance ou détresse liées aux manipulations. Des mesures de surveillance quotidienne sont mise en place par des personnes compétentes et formées.Des points limites précoces ont été définis et seront strictement appliqués.
Choix des espèces
Les souris sont des modèles expérimentaux largement utilisés dans la recherche biomédicale en raison de leur similitude génétique avec l'humain, leur taille modeste et leur cycle de vie relativement court, ce qui permet d'étudier les effets de traitements et de pathologies sur plusieurs générations. Des modèles ont été choisis pour cette étude en raison de leur pertinence dans la recherche sur la maladie d'Alzheimer et leur complémentarité. Ces modèles murins ciblent différents gènes associés à la pathologie et reproduisent des aspects clés de la pathologie, notamment les dépôts de plaques amyloïdes et les déficits cognitifs, permettant d'étudier les mécanismes sous-jacents de la maladie à différents stades de son développement. L'utilisation de trois stades de développement (3, 6, 9 et 12 mois) permet d'examiner l'évolution progressive de la pathologie, en ciblant des périodes spécifiques du développement de la maladie : l'apparition initiale des symptômes, leur progression intermédiaire, et les stades avancés.
Etude de l’impact de l’isolement social durant l’adolescence sur les caractéristiques anatomiques des différentes populations de neurones granulaires dans le gyrus denté de l’hippocampe
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
288 souris subissent une chirurgie de quarante minutes sous anesthésie et une injection, réalisée pendant la vie embryonnaire ou à la naissance, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur justifie le choix de la souris par le seul fait que ce travail fait suite à un autre projet mené chez la souris. Une partie des jeunes est ensuite hébergée seule pendant deux semaines, pour mesurer l'effet de l'isolement social à l'adolescence sur les neurones du gyrus denté. Toutes les femelles gestantes opérées sont mises à mort, jugées inutilisables ailleurs, tandis qu'une partie de la progéniture est gardée en vie pour la suite de l'étude et une autre mise à disposition de l'institut pour d'autres projets.
Objectifs
Ce projet vise à étudier comment l’isolement social à l’adolescence influence le développement des neurones d'une structure du cerveau très sensible au stress.
Bénéfices attendus
En caractérisant l’effet de l’isolement social sur l’architecture des neurones générés à différentes périodes de vie, cette étude pourrait contribuer à une meilleure compréhension des altérations neurobiologiques impliquées dans les troubles psychiatriques liés au stress social précoce.
Procédures
Les animaux seront soumis aux procédures suivantes : Anesthésie : Chaque animal recevra 1 anesthésie d'une durée de 30 min ; Procédure chirurgicale : Chaque animal sera soumis à 1 procédure chirurgicale d'une durée de 40 min ; Injection : Chaque animal sera soumis à 1 injection d'une durée de 5 sec lorsque réalisée durant la vie embryonnaire ou lorsque réalisée à la naissance. Une partie des animaux, provenant des groupes « isolement social » seront soumis à une période d’hébergement individuel de deux semaines.
Impact sur les animaux
Les nuisances majeures que pourraient subir les souris sont liés principalement à la chirurgie. La douleur associée à ces chirurgies pourrait avoir des répercussions sur le bien-être de l'animal. De plus, l'isolement social peut induire un état de stress et de détresse de degré modéré puisque de courte durée.
Devenir
Toutes les femelles, anciennement gestantes, seront mises à mort car ayant déjà subi une intervention chirurgicale, elles ne pourront pas être utilisé dans le cadre d’un autre projet. Une partie de la progéniture sera gardée en vie pour la réalisation de la suite de l’étude, et l'autre partie sera mis à disposition à l'ensemble de l'institut afin de réaliser d'autre projet, après accord de la vétérinaire de l'établissement. Tous les animaux ayant reçu les deux injections seront mis à mort à la fin de l’étude afin de pouvoir collecter et analyser les différentes populations de neurones. Les souriceaux de la portée n’ayant pas été soumis à la seconde injection seront mis à disposition au sein de l’Institut pour la réalisation d’autre projet, après accord avec la vétérinaire.
Remplacement
L’objectif de ce projet est d’étudier les caractéristiques anatomiques de neurones générés à différents moments de la vie dans une structure cérébrale particulièrement sensible au stress en réponse à un isolement social. Pour cela, il est nécessaire de réaliser ces manipulations sur des animaux vivants, car le stress et le développement de cette structure cérébrale ne peuvent pas être modélisés in vitro ou in silico.
Réduction
Nous prévoyons d’utiliser le nombre minimal de souris nécessaire pour obtenir des analyses statistiques fiables et cohérentes. Nos expériences précédentes ainsi que la qualité de nos procédures basées sur des années d'expertise, nous permettront de réduire significativement le nombre d'animaux utilisés. Les animaux d'une même portée seront utilisés pour deux temps d'analyse différents.
Raffinement
Pour réduire toute souffrance liée à la chirurgie, les règles suivantes seront appliquées pour le bien-être des animaux : 1- Avant les chirurgies, un analgésique sera administré, à titre préventif afin d’éviter la souffrance post-opératoire. 2- Les chirurgies se feront sous anesthésie générale. Un suivi post-opératoire sera assuré afin d'évaluer le bien-être de l'animal par la mesure du poids, l’évaluation de l’apparence et du comportement. Des points limites stricts et précis sont définis pour détecter précocement d'éventuelles souffrances des animaux. Si l'animal est en souffrance, un analgésique sera injecté. Un soin particulier sera également accordé à leurs conditions d’hébergement.
Choix des espèces
Le modèle utilisé dans ce projet est la souris car il fait suite à un autre projet réalisé chez la souris. Dans la structure cérébrale étudiée, les neurones sont générés de la vie embryonnaire à l'âge adulte. Nous ciblerons les cellules à l'origine de ces neurones et ce à différents moments de la vie de l'animal : 1) pendant la vie embryonnaire, 2) à la naissance, 3) en période juvénile et à 4) l'âge adulte. Ces temps précis d'analyse ont été choisi en fonction de la littérature et de nos études précédentes.
Etude de phytomolécules pour renforcer l’immunité et le microbiote intestinal lors des infections respiratoires chez le poulet
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Inoculés par voie intratrachéale d'un virus influenza aviaire, 576 poulets subissent aussi un prélèvement de sang au sinus occipital, tous tués à l'issue pour autopsie et prélèvement d'organes. 320 d'entre eux relèvent d'un niveau de souffrance modéré, 256 d'un niveau léger. Le porteur indique que l'infection peut provoquer dès vingt-quatre heures une prostration et une gêne respiratoire, et que les oiseaux présentant au moins trois de six signes cliniques seront tués au pentobarbital, l'objet du projet étant d'évaluer si une alimentation enrichie en phytomolécules renforce l'immunité des poussins de couvoir industriel. Le nombre d'animaux par lot n'est jamais donné, le porteur se bornant à écrire qu'il sera "adapté aux buts de l'expérimentation" et "optimisé".
Objectifs
Chez les mammifères, le microbiote intestinal contribue au développement et au fonctionnement du système immunitaire. Toute perturbation dans cette communication favorise les maladies et les infections. Dans les couvoirs industriels, les poussins éclosent dans des environnements extrêmement propres, ne permettant pas la transmission naturelle du microbiote par les poules, ce qui empêche la mise en place précoce d’un microbiote intestinal bien équilibré. Il s’avère donc essentiel d’étudier comment le microbiote intestinal contribue au développement immunitaire et à la robustesse des poulets face aux virus influenza aviaires, très présents dans les élevages. Notre projet a pour objectif de fournir une description complète du développement fonctionnel du système immunitaire des muqueuses du poulet en relation avec la colonisation intestinale précoce due à une alimentation riche en métabolites secondaires de plantes (phytomolécules A et B), ce qui permettra de mieux comprendre les effets bénéfiques de cette alimentation sur l'immunité des muqueuses des voies gastro-intestinales et respiratoires dès le début de vie et face aux infections respiratoires.
Bénéfices attendus
Nous explorons un domaine de recherche relativement nouveau en aviculture et les connaissances obtenues pourraient étayer une meilleure vision du dialogue entre les muqueuses respiratoires et intestinales (l’axe intestin-poumon) chez les oiseaux lors des infections virales, tout comme la mise en œuvre de nouvelles pratiques rationnelles d’élevage en privilégiant une alimentation riche en métabolites secondaires de plantes (phytomolécules) favorable au développement de l’immunité innée du poussin (phytomolécules A ou B) et une gestion durable (alimentation contrôlée pour son action sur les propriétés favorables du microbiote ; mise à disposition de probiotiques dont l’action sur la réponse immunitaire est définie).
Procédures
Tous les animaux auront un seul prélèvement de sang qui ne dure que quelques secondes. Une partie des animaux aura une seule inoculation du virus ou de sérum physiologique qui dure également quelques secondes
Impact sur les animaux
Pour l’infection avec les virus influenza aviaires faiblement pathogènes, au cours de l’infection, les animaux peuvent présenter dès 24h des signes cliniques modérés (mobilité réduite/prostration et dyspnée) du type « syndrome grippal », qui sont liés à la réponse de l’organisme à l’infection virale, mais ne présagent pas toujours d’une issue fatale. L’inoculation intra-trachéale pourra occasionner une légère inflammation de la trachée, avec une durée estimée de moins de 24h. Pour les prélèvements de sang, un hématome au sinus occipital pourra être observé, avec une résorption au bout de 24 heures. Un stress de contention est attendu lors du gavage, de l’inoculation intra-tracheale et de la prise de sang. Pour les 3 techniques, la contention ne depassera pas 1 minute.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés afin de réaliser des autopsies et divers prélèvements d’organes pour plusieurs analyses.
Remplacement
Le dialogue microbiote-réponse immunitaire-influenza aviaire résulte d’un ensemble complexe de paramètres qu’il est impossible de remplacer par des approches in vitro ou in silico. De même, l’effet d’une alimentation à base de phytomolécules sur le microbiote intestinal ne peut pas être testé autre que in vivo afin d’élucider ses bénéfices pour les animaux.
Réduction
Le nombre d’animaux par lot sera adapté aux buts de l’expérimentation et permettra d’identifier les paramètres immunitaires régulés par le microbiote intestinal suite à la délivrance d’une alimentation à base de phytomolécules suivi ou non par une infection aux virus d’Influenza aviaire. Ce nombre d’animaux est optimisé en s’appuyant sur les résultats obtenus lors d’autres expérimentations. Nos effectifs seront déterminés et vos résultats analysés avec des tests statistiques adaptés. D’autres équipes de recherche seront informées des expérimentations afin qu’elles puissent réaliser des prélèvements autres que les nôtres sur les animaux témoins/non infectés.
Raffinement
Les animaux seront maintenus en groupe sur sol ou dans des isolateurs adaptés en nombre et en taille, dans des conditions environnementales contrôlées, avec nourriture et boisson à volonté pour éviter la compétition. Ils bénéficieront d’un enrichissement social, ils auront des objets à picorer. Les points limites seront respectés, avec l’utilisation d’une grille d’évaluation adaptée aux infections par les virus IAFP. Ces infections à grippe sont connues de l’équipe technique. Une visite supplémentaire des animaliers pourra être prévue en cas d’animaux dont le point limite semblerait pouvoir être atteint dans les prochaines heures suite à la dernière visite. Les animaux qui présenteront au moins 3 des 6 paramètres suivants à 24h (c’est-à-dire, suite à au moins 3 vérifications journalières) seront euthanasiés par injection de pentobarbital : - difficulté respiratoire visible ; - fermeture anormale de l'œil (mi-fermé, fermé) ; - position anormale de la tête et de la queue ; - posture anormale des ailes (écartées, tombantes) ; - plumage ébouriffé ; - absence de réponse à la stimulation (immobilité). L'ensemble des gestes techniques est assuré par du personnel formé et compétent. De plus, nous donnerons une récompense aux animaux une fois le dernier prélèvement réalisé , sous la forme de vers de farine autoclavés.
Choix des espèces
Notre objectif est d’évaluer la contribution des régulateurs précoces du microbiote intestinal au développement et au fonctionnement du système immunitaire inné des poulets, espèce majeure de l’élevage des volailles domestiques et très sensible à l’infection par les virus d’Influenza aviaire. Les animaux seront utilisés entre 1 et 28 jours d'âge, moment auquel le microbiote intestinal va acquérir sa maturité et influencer le plus la physiologie et le développement/fonctionnement du système immunitaire du poulet au niveau intestinal et respiratoire.
Modélisation préclinique de l’infection par le virus de la fièvre jaune et évaluation de composés de recherche à visée prophylactique ou thérapeutique
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Injectées de plasmides par voie hydrodynamique, soumises à des prélèvements sanguins répétés puis infectées par le virus de la fièvre jaune, 1 000 souris, dont des lignées immunodéficientes et des lignées humanisées, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur indique que l'injection de plasmides provoque des hématomes, des troubles cardio-respiratoires et une altération marquée de l'état général, et que l'infection peut entraîner perte de poids, hypothermie, paralysie des membres postérieurs et mort. L'effectif ne repose sur aucun calcul statistique : il est estimé à partir du nombre d'études des années précédentes et d'une croissance anticipée, "en accord avec le plan commercial". Deux cents souris pourront être transférées vers un protocole de formation interne aux gestes techniques, à condition de n'avoir pas été infectées, les autres étant tuées en atteignant les points limites ou sur décision du vétérinaire.
Objectifs
La fièvre jaune est une maladie virale transmise par les moustiques, principalement dans les régions tropicales. Elle peut causer de la fièvre, des douleurs musculaires et des nausées. Dans 15% des cas, la maladie évolue vers une forme grave, caractérisée par une jaunisse et des hémorragies pouvant entraîner le décès du patient. Il n’existe pas de traitement antiviral pour soigner cette maladie, mais la vaccination est efficace pour la prévenir. Le vaccin est préparé à partir d’un virus vivant atténué. Les objectifs de ce projet sont multiples : - Modéliser et caractériser l’infection par le virus de la fièvre jaune dans des souris - Evaluer l’innocuité de composés de recherche à visée prophylactique ou thérapeutique (traitements ou vaccins) - Caractériser les réponses immunitaires induites par ces composés de recherche - Evaluer l’efficacité antivirale de ces composés de recherche chez des souris infectées par le virus de la fièvre jaune Pour répondre à ces objectifs, nous utiliserons des souris conventionnelles non-humanisées (immunocompétentes ou immunodéficientes), ou des souris dites humanisées (système immunitaire ou foie), ou doublement humanisées (système immunitaire + foie).
Bénéfices attendus
Grâce à ce projet, nous mettons à disposition des chercheurs un modèle préclinique prédictif permettant d'étudier le virus de la fièvre jaune ainsi que l’efficacité de composés de recherche innovants.
Procédures
Des administrations de composés à visées thérapeutiques seront réalisées avec une fréquence définie par le protocole d’étude. Leurs durées seront de 10 à 15 secondes chacune. Des prélèvements sanguins seront réalisés sur souris avec ou sans anesthésie. Les volumes maximaux de prélèvements seront proportionnels au poids et à l’âge de l’animal avec une limite fixée sur une période glissante de 14 jours. Une réhydratation avec du sérum physiologique sera réalisée si nécessaire. La répartition des prélèvements figurera dans le protocole de l’étude et sera contrôlé par un vétérinaire. Chaque prélèvement durera quelques secondes. Pour les analyses nécessitant un volume plus important, un prélèvement terminal sous anesthésie gazeuse sera réalisé. Les animaux recevront des injections de solution saline isotonique contenant des plasmides, une ou deux fois selon la durée de l’étude. Ces injections, administrées uniquement aux souris de plus de 18 g, dureront entre 10 et 15 secondes. Les injections pourront être répétées selon le protocole et dureront quelques secondes. À l’issue des études, les animaux seront euthanasiés selon les méthodes réglementaires. Toutes les interventions seront réalisées sous un suivi clinique rigoureux afin de minimiser douleur et stress des animaux.
Impact sur les animaux
-Injection de plasmides : les nuisances attendues sont des hématomes et des troubles cardio-respiratoires et une altération marquée de l’état général, pendant les minutes suivants l’injection. -Administration de traitements ou de virus : il n’y a pas de nuisances attendues, mais il existe un risque d’observer des effets potentiellement toxiques des composés à visées thérapeutiques, hématome, douleur, lésion au site d’administration (notamment si administrations répétées). L’infection par le virus de la fièvre jaune peut entraîner une perte de poids, une hypo-activité, une diminution de la température corporelle, une paralysie des membres postérieurs traduisant une atteinte neurologique, et la mort. - Prélèvements sanguins : il n’y a pas de nuisance attendue mais un risque d’hématome, douleur, lésion au site de prélèvement (notamment si prélèvement répétés). La douleur peut se manifester, entres autres, par une perte de poids, une hypo- ou une hyperactivité, une prostration ou des difficultés à se déplacer.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés soit parce qu’ils atteignent les points limites, soit par décision du vétérinaire. Certains animaux pourront être réutilisées dans le projet « Formation interne aux procédures et gestes techniques appliqués aux souris », sous réserve que les souris n’aient pas subit de geste plus sévère qu'une injection hydrodynamique et qu’elles n’aient pas été infectées avec le virus. Cette réutilisation permet de ne pas commander des souris spécifiquement pour la Formation mais d’utiliser nos souris déjà présentes.
Remplacement
Il n’est à l’heure actuelle pas possible de recréer in vitro un modèle étudiant les interactions complexes qui peuvent exister entre le système immunitaire et le virus de la fièvre jaune, permettant de reproduire l’infection du virus tout en objectivant les effets thérapeutiques et toxicologiques de composés de recherche destinés à son traitement ou sa prévention. Les modèles murins constituent donc une approche scientifiquement valide, robuste et indispensable au développement et à la mise à disposition de thérapies innovantes pour les patients.
Réduction
Un total de 1000 souris seront utilisées, couvrant une période de 5 ans et permettant de réaliser environ 20 études précliniques de 50 souris. Aucune approche statistique n'a été réalisée pour le nombre total d’études, ou pour le nombre total d’animaux dans le projet, l’estimation du nombre d’animaux est réalisée sur base du nombre d’études effectuées les années antérieures et anticipant une croissance chaque année, en accord avec le plan commercial.
Raffinement
En début d'étude, les souris seront hébergées préférentiellement par groupes sociaux stables de 5 individus maximum. Des compléments alimentaires pourront être administrés suivant l’état de santé des animaux (ex : Diet Gel). La cage contiendra à minima une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid. En outre, des enrichissements de qualité seront fournis dans chacune des cages : morceaux de bois, tunnel en carton, kraft et/ou boules de cotons. À leur entrée dans l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation de minimum 4 jours. Lors d’un changement de zone au sein de l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation d’une nuit au minimum. Pour limiter la douleur, la souffrance et l’angoisse, une échelle de scores cliniques (pelage, mobilité, état général, activité, comportement, etc…) sera appliquée dès le premier geste invasif ou dès qu’un signe d’altération sera observé lors de la surveillance quotidienne. Le vétérinaire aura pleine autorité pour euthanasier un animal ou mettre en œuvre un traitement anti-douleur. Concernant les prélèvements sanguins, le volume maximal est défini, au-delà il s’agira d’un prélèvement terminal sous anesthésie. Les fréquences sont limitées et une réhydratation est prévue. Des mesures pour éviter tout stress au moment de l’euthanasie sont prévues. Les points limites conduisant à une euthanasie seront fonction des scores cliniques et de la perte de poids.
Choix des espèces
90 % des gènes humains ont un équivalent chez la souris, permettant d’élaborer des approches génétiques et fonctionnelles valides. Lorsque les gènes produisent des effets différents entre souris et humain, le remplacement du gène de la souris par son équivalent humain ou de manière fonctionnelle par greffe de cellules humaines dans une lignée immunodéficiente permet la création de lignées humanisées. Le modèle murin a été choisi en raison de sa capacité à reproduire des aspects clés de la pathogénie de l’infection par le virus de la fièvre jaune, notamment en conditions d’immunodéficience ou après adaptation virale. Certaines souches ou lignées modifiées permettent de mimer la susceptibilité humaine (atteinte hépatique, réponse inflammatoire), ce qui en fait un modèle pertinent pour l’évaluation de composés antiviraux ou prophylactiques. Pour les souris non humanisées et humanisées avec des cellules sanguines provenant du sang périphérique, les animaux seront inclus aux études à partir de l’âge minimum de 4 semaines, ces souris pouvant être utilisées dès leur sevrage. Pour les souris humanisées avec des cellules souches issues de cordons ombilicaux humains, les animaux seront inclus aux études à partir de l’âge minimum de 8 semaines, première apparition des cellules humaines dans le sang. Pour les souris humanisées au niveau du foie ou double-humanisées (foie + système immunitaire), les animaux seront inclus aux études à partir de l’âge minimum de 13 semaines, première apparition des hépatocytes dans le foie.
Etablissement de lignées médaka mutantes pour l’étude de gènes suspectés d’être impliqués dans le contrôle maternel non-génétique du neurodéveloppement et du comportement
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
Issus d'un programme de croisements mené sur quatre générations, 2 250 médakas vont être utilisés pour établir des lignées mutantes, puis tués une fois ces lignées devenues inutiles. 950 d'entre eux relèvent d'un niveau de souffrance léger, 1 300 d'un niveau modéré. Chacun subit sous anesthésie le prélèvement d'un fragment de nageoire caudale de moins de deux millimètres carrés, geste que le porteur qualifie de bref et peu invasif tout en indiquant qu'il génère une douleur durant plusieurs heures, puis un isolement en aquarium individuel pouvant atteindre vingt-quatre heures. Les deux analyses de comportement prévues à quatorze semaines sur la troisième génération ne sont pas décrites, renvoyées à une demande d'autorisation ultérieure, et le porteur affirme qu'aucun autre modèle expérimental ne permet aujourd'hui de répondre à ce type de question.
Objectifs
L’histoire de vie des individus et les stress auxquels ils ont été soumis peuvent façonner le développement du cerveau et le comportement de leur descendance via des modifications non-génétiques de leur gamète, c’est-à-dire des modifications n’impactant pas la séquence d’ADN héritée par la descendance. Les mécanismes sous-jacents restent cependant encore peu connus chez les vertébrés, particulièrement côté maternel. En effet, de nombreuses études décrivant des effets intergénérationnels associent l’exposition à un stress parental à des modifications non-génétiques des gamètes et/ou à des modifications phénotypiques de la descendance, particulièrement côté paternel. Les études portant sur des effets maternels sont plus rares et concernent le plus souvent des stress post-conception (notamment durant la gestation chez les mammifères), ne rentrant pas dans la définition stricte d’effets intergénérationnels. Bien qu’informatives, ces études décrivent des effets corrélatifs mais sans démonstration de relation causative évidente entre modifications non-génétiques des gamètes et modifications phénotypiques chez la descendance. A l’inverse, ce projet vise à identifier de nouveaux gènes impliqués dans le contrôle maternel non-génétique du neurodéveloppement et du comportement en tirant profit d’un modèle de poisson vertébré ayant déjà fait ses preuves dans une précédente étude du même type.
Bénéfices attendus
De nombreuses études décrivant des effets intergénérationnels associent l’exposition à un stress parental à des modifications non-génétiques des gamètes et/ou à des modifications phénotypiques de la descendance. Bien qu’informatives, ces études décrivent des effets corrélatifs mais sans démonstration de relation causative évidente entre modifications non-génétiques des gamètes et modifications phénotypiques chez la descendance. A l’inverse, l’approche utilisée dans ce projet permettra d’identifier de nouveaux gènes impliqués dans le contrôle maternel non-génétique du neurodéveloppement et du comportement. A plus long-terme, ces données pourraient être utilisés pour comprendre l’adaptation de certaines espèces animales, dont des espèces commerciales, aux stress environnementaux dans un contexte de changement climatique. Elles apporteront également des éléments de connaissance nouveaux dans le déterminisme non-génétique des troubles du neurodéveloppement.
Procédures
Il s’agit de la création de lignées mutantes, avec procédure de fin clip pour leur génotypage. Les animaux subiront, sous anesthésie, un prélèvement d’un petit fragment de nageoire caudale (moins de 2 mm²) afin de permettre leur génotypage et l’établissement des lignées mutantes. L’anesthésie est réalisée par balnéation dans une solution anesthésiante, assurant l’absence de réflexes et de douleur pendant la procédure. Cette manipulation dure moins de 3 minute temps d'induction en anesthésie compris avec un réveil très rapide. Les deux analyses de comportement qui seront réalisées à 14 semaines sur les animaux de 3ème génération ne sont pas décrits car elles feront l’objet d’une nouvelle DAP dans laquelle elles seront décrites précisément.
Impact sur les animaux
Les gènes ciblés dans ce projet jouent un rôle crucial dans le développement du cerveau et ont été impliqués dans des troubles du neurodéveloppement tels que le retard mental et les troubles du spectre autistique. Leur invalidation est susceptible d’entraîner des altérations comportementales, notamment une inhibition des comportements traduisant l’anxiété et une diminution des capacités d’apprentissage. Cependant, l’inactivation génique peut également provoquer des effets hors cible, c’est-à-dire des mutations involontaires en dehors des gènes ciblés. Ces effets sont difficilement prédictibles et peuvent avoir des conséquences variables sur d'autres fonctions physiologiques, allant d’effets bénins à des perturbations plus significatives. Bien que des stratégies de validation et de sélection des lignées soient mises en place pour limiter ces risques, il n’est pas possible de les exclure totalement. Par ailleurs, la procédure de génotypage nécessite une biopsie de la nageoire caudale pratiquée sous anesthésie. Cette intervention, très rapide (moins de 3 minutes/poisson), peut entraîner une douleur légère et transitoire, bien que des mesures de raffinement soient mises en œuvre pour en limiter l’impact. Après la biopsie, les animaux sont isolés temporairement (
Devenir
Les animaux sont euthanasiés après 4 générations (F0 à F3) car les lignées ne seront pas maintenues au-delà des tests de l’analyses préliminaires (et de comportement à 14 semaines le cas échéant).
Remplacement
L’objet du projet étant d’évaluer le rôle de certains gènes dans le contrôle maternel non-génétique du comportement, il nécessite par son essence l’utilisation de modèles expérimentaux animaux. Aucun autre modèle expérimental ne permet à l’heure actuelle de répondre à ce type de question scientifique.
Réduction
Dans ce projet, nous prévoyons de produire 450 poissons pour chaque lignée étudiée. Ces poissons proviennent d’un programme d’élevage en plusieurs étapes. D’abord, des poissons génétiquement modifiés sont croisés avec des poissons de génotype "sauvage" (c’est-à-dire sans modification génétique). Cela donne une première génération composée pour moitié d’individus porteurs d’une seule copie de la mutation étudiée. Ensuite, pour obtenir la deuxième génération, nous croisons ces individus hétérozygotes de la première génération avec d'autres poissons de génotype « sauvage ». Ce croisement permet d’obtenir, une moitié des animaux hétérozygotes, un quart d’animaux qui possèdent deux copies de la mutation (appelés homozygotes mutant) et un quart qui n’en portent aucune (animaux dits homozygotes de génotype "sauvage"). C’est parmi ces homozygotes mutants et ces homozygotes de génotype « sauvage » que seront sélectionnés les poissons géniteurs de la troisième génération qui sera utilisée pour les expériences. Tout au long du processus, le nombre d’animaux produits sera limité au strict nécessaire pour garantir des résultats fiables dans les différentes analyses comportementales prévues. Cela permet de respecter au mieux le principe de réduction du nombre d’animaux utilisés, sans compromettre la qualité scientifique du projet.
Raffinement
Les mêmes animaux seront utilisés pour effectués les deux tests de prévus dans le projet. Les animaux sont élevés dans les conditions optimales de l’espèce (température, photopériode, qualité d’eau, densité). Les enrichissements faits de plantes seront aussi installés dans les aquariums, sachant que les animaux sont maintenus en aquariums contenant 9,5 litres avec la densité de 25 animaux maximum/aquarium. Les manipulations des animaux comme la manipulation pour la mise en ponte, le prélèvement d’œufs ou la mise en balnéation seront réalisées par du personnel compétent le plus rapidement pour limiter le stress dû à la préhension. Le comportement des animaux sera observé quotidiennement par les zootechniciens. Par ailleurs, si une pathologie infectieuse se déclarait chez un animal (imputable ou non à l’invalidation génique des gènes cibles) alors ce-dernier sera suivi par le vétérinaire qui supervise le cheptel du laboratoire. C’est lui qui prendra les décisions les plus appropriées pour maintenir le bien- être de l’animal (pouvant conduire éventuellement à l’euthanasie de ce dernier) et la Structure Bien etre de l'établissement sera immédiatement avertie. Pendant la procédure de biopsie pour le génotypage, les animaux sont anesthésiés par balnéation dans une solution d’anesthésiant. L'efficacité de l’anesthésie est confirmée par le ralentissement net des mouvements respiratoires et l’absence de réponse à un pincement de la nageoire caudale. Une biopsie d’environ 2 mm2 est prélevée à l’extrémité de la nageoire caudale à l’aide de ciseaux fins désinfectés. Cette procédure, brève et peu invasive, génère une douleur durant plusieurs heures. Afin de limiter la douleur, l’anesthésie est maintenue pendant toute la durée de la manipulation, et les animaux sont replacés en eau propre pour un réveil progressif. Après la biopsie, les animaux sont isolés individuellement pour une durée maximale de 24 heures, en attendant les résultats du génotypage. Bien qu’en aquarium individuel, le contact visuel avec leurs congénères est préservé afin de limiter le stress lié à l’isolement. Bien que cette méthode soit sans risque notable et maîtrisée, tout poisson montrant des signes de mal-être ou de comportement anormal dans les 24h suivant la biopsie est immédiatement retiré de l’expérimentation et euthanasié selon les procédures définies.
Choix des espèces
Les petits poissons téléostéens comme le médaka sont de plus en plus utilisés en laboratoire pour étudier la reproduction, le développement et certains troubles du développement du cerveau. Ils présentent plusieurs avantages : leur génome est connu, les mutations de gènes sont réalisables, et ils sont faciles à élever en milieu contrôlé. Ils ont un cycle de vie court (environ 3 mois), pondent beaucoup d’œufs chaque semaine, ce qui permet d’obtenir de nombreux descendants. Contrairement aux mammifères, leurs œufs se développent à l’extérieur du corps de la mère, ce qui simplifie l’étude des effets transmis d’une génération à l’autre. En effet, chez les mammifères, il est difficile de savoir si certains effets sur les descendants viennent de la gestation, de l’allaitement ou du comportement maternel. Avec les poissons comme le médaka, il est possible d’isoler les vrais effets intergénérationnels. Dans ce projet, les poissons de la deuxième génération seront utilisés comme parents à partir de 3 mois (leur maturité sexuelle). Les tests de comportement seront faits sur la troisième génération à 14 semaines, comme dans l’étude précédente. Les animaux F2 seront utilisés à l'âge adulte, soit à partir de 3 mois, au moment de leur maturité sexuelle comme géniteurs de la génération F3. Les analyses comportementales auront lieu sur la génération F3 âgée de 14 semaines comme pour notre précédente étude.