Procédures modérées

Tuées à la fin des procédures pour prélèvement de tissus, 900 souris au maximum vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles enchaînent des tests comportementaux quatre à sept jours par semaine pendant six semaines, dont un test de coordination, un test de motivation, un test d'addiction avec jusqu'à dix injections de drogues, et un apprentissage par récompense obtenu en réduisant leur ration pendant dix-huit jours jusqu'à 15 % de perte de poids. Une partie est hébergée seule pendant quatre semaines, et les souris qui servent de partenaires dans le test de sociabilité peuvent être agressées et blessées par les souris mutantes. Le porteur annonce huit à dix animaux par groupe comme effectif minimal, sans détailler comment ces groupes conduisent au total de 900.

Objectifs

Nous étudions une maladie rare et invalidante avec des troubles du mouvement. Cette maladie est due à des mutations d’un gène exprimé dans une région du cerveau qui contrôle l’exécution des mouvements. Ces mutations pourraient changer le fonctionnement de cette région du cerveau et donc perturber l’exécution du mouvement. Toutefois, cette maladie fait l’objet de peu d’études. Un modèle animal porteur d’une des mutations impliquées dans la maladie humaine a été développé et a permis de montrer que la mutation affecte l’activité dans le cerveau des animaux mutés qui, de plus, ne peuvent pas exécuter certains mouvements complexes. Cependant, les résultats des tests de comportement réalisés dépendent de différents facteurs (coordination, endurance, motivation…) et la région du cerveau concernée est aussi impliquée dans la motivation et d’autres comportements en dehors des mouvements. Les patients présentent d’ailleurs d’autres troubles que ceux affectant leurs mouvements, encore mal documentés, qui pourraient résulter d’un dysfonctionnement de cette région du cerveau en raison de la mutation génétique. L’objectif de ce projet sera donc d’explorer chez ce modèle de souris génétiquement modifiées, avec des tests plus spécifiques, les conséquences de cette mutation sur différents comportements (mouvements, motivation, cognition…), afin de mieux comprendre les perturbations du fonctionnement du système nerveux entrainées par la mutation.

Bénéfices attendus

Les bénéfices seront scientifiques et thérapeutiques. Les troubles du mouvement étudiés ici sont une maladie rare faisant partie d’un ensemble de maladies du mouvement dont les causes sont des perturbations du fonctionnement d’une région du cerveau impliquée dans l’exécution des mouvements. Ces perturbations, plus ou moins sévères, altèrent la qualité de vie des patients et s’accompagnent parfois de troubles psychomoteurs, développementaux, psychiatriques ou cognitifs. Ce projet pourrait donc permettre de mieux comprendre comment cette mutation induit des troubles moteurs ou non moteurs. A ce jour, de nombreux traitements de cette maladie ont été testés avec un bénéfice limité. Le traitement médicamenteux le plus efficace montre un bénéfice variable selon les patients, allant d’une franche amélioration pour une majorité d’entre eux, à une aggravation des symptômes pour certains. Un traitement invasif est également possible mais est envisagé seulement dans les cas les plus graves. Le modèle animal utilisé dans ce projet, avec le complément de caractérisation obtenu grâce à nos travaux, pourrait permettre de tester d’autres traitements médicamenteux pour traiter l’ensemble des troubles observés. A court terme, nous espérons donc que le projet fera progresser les connaissances sur le fonctionnement de cette région du cerveau, sur le lien entre la mutation et les symptômes des patients, et plus généralement sur les causes de plusieurs maladies du mouvement. A plus long terme, les résultats récoltés pourraient permettre de développer de nouvelles thérapies pour cette maladie, et d’en faire profiter l’ensemble des maladies du mouvement altérant les mécanismes dans lesquels le gène muté joue un rôle pour le fonctionnement du cerveau.

Procédures

Les animaux participeront à des tests comportementaux pendant 4 à 7 jours par semaine répartis sur 6 semaines max, visant à évaluer la motricité, l’anxiété, la sociabilité, la motivation, l’apprentissage ou l’addiction. Une partie des animaux commencera par un test de coordination motrice et équilibre (5 jours, 5 essais max par jour de 5min). Puis ils feront un test de motivation (1 jour, 1 essai de 5min). Puis une partie d’entre eux réalisera un test évaluant l’addiction, où ils recevront des injections intrapéritonéales de substances (max 10 injections au total par animal vigile, soit 2 injections par jour pendant 5 jours, d’une durée de quelques secondes par injection). Les autres animaux seront hébergés seuls pendant 4 semaines max pour réaliser un test de motivation, d’endurance et de motricité pendant 4 nuits consécutives, puis un test d’apprentissage par la récompense (10min par essai pendant 4 jours pour habituation, 30min par essai pendant 8 jours pour entrainement puis 1 essai de 60min pour évaluation), où pour obtenir une motivation optimale à chercher la récompense alimentaire, leur apport alimentaire en cage sera réduit (18 jours max). L’autre partie des animaux commencera par un test d’anxiété (1 jour, 1 essai de 10min), puis un test évaluant la démarche, l’équilibre et la coordination (4 jours, 3 essais max par jour de 2min). Ils feront ensuite un test pour évaluer leur sensibilité à l’effort (2 jours, 1 essais de 10min le 1er jour et 8 essais de 2min, le 2e jour), puis seront évalués sur leur sensibilité à la nouveauté (3 jours, dont 1 essai de 30min le 1erjour, de 10min le 2e jour et 2 essais de 5min le 3e jour). Par la suite, les animaux réaliseront un test évaluant leur motricité fine au cours duquel, la nourriture leur sera retirée la veille du test (jeûne de moins de 16 h) afin d’optimiser leur motivation à consommer un capellini (6 jours, 1 essai par jour de 10min pendant l’habituation ou plus lors de l’évaluation). A l’issue de ce test, les animaux auront une semaine de pause, puis seront hébergés seuls pendant 1 semaine pour tester leur capacité individuelle à préparer un nid. Enfin, ils passeront un test évaluant l’équilibre et la coordination (2 jours, 3 essais par jour de 2min), puis un test d’interaction sociale (2 jours, 1 essai par jour de 20min). En fin de procédure, les animaux seront euthanasiés selon une méthode réglementaire afin de réaliser les différents prélèvements et analyses.

Impact sur les animaux

Une mise à jeun sera réalisée sur une durée courte (inférieure à 16h) impliquant un stress, une sensation de faim et un risque de légère perte de poids associée. Une restriction alimentaire sera réalisée sur 18 jours générant un stress, une sensation de faim et une perte de poids (stabilisée à 15 pourcents de perte du poids initial). L’hébergement individuel des animaux à certaines étapes sera associé à un stress. Les injections génèreront un stress et une brève et légère douleur au point d’injection. Les drogues utilisées entraineront une augmentation de locomotion ou d’activité. Les tests comportementaux effectués pourraient induire un stress. Les souris utilisées dans le test évaluant la sociabilité seront susceptibles de se faire agresser par les souris à étudier, impliquant un stress et un risque de blessures.

Devenir

A la fin des procédures, les animaux seront euthanasiés pour permettre les analyses scientifiques par prélèvements de tissus.

Remplacement

Notre projet propose d’étudier les mécanismes et les conséquences d’une mutation d’un gène impliqué dans une maladie humaine touchant les circuits moteurs, les circuits de la récompense, l’apprentissage, l’addiction, la motivation, la sociabilité, la sensibilité à la nouveauté et l’anxiété. Des études in vitro ont déjà été menées pour étudier l’effet de la mutation sur la protéine correspondant au gène muté chez les patients. Cela a permis de démontrer une activité trop importante de cette protéine mutée en réponse à une stimulation dans une lignée de cellules humaines en culture, par rapport à la protéine non mutée. Une modélisation de la structure de cette protéine a permis d’identifier la position de la mutation dans la protéine et de proposer un mécanisme pour expliquer la modification d’activité de la protéine mutée. L’ensemble de ces études soutient donc l’importance de pouvoir étudier les effets de la mutation dans la région du cerveau où ce gène est exprimé en observant les conséquences comportementales de la perturbation de l’activité de la protéine directement dans les tissus où elle est présente. Cette région du cerveau est à la fois impliquée dans le contrôle des mouvements volontaires, l’apprentissage par la récompense, mais aussi dans d’autres fonctions psycho-cognitives (Ex : sociabilité, anxiété, etc…) par ses interactions avec d’autres structures du système nerveux. Le fonctionnement de ce réseau de régions ne peut, à ce jour, pas être reproduit ni modélisé par des modèles de cellules en culture ou par outil informatique. Le projet nécessite donc des approches intégrées sur animal entier et ne peut se faire qu'à l'aide d'études comportementales chez l'animal. Il existe une lignée de souris génétiquement modifiées avec une mutation du gène trouvée fréquemment chez les patients, qui constitue donc un modèle pertinent pour cette étude. D'une façon générale, nous nous efforçons continuellement d'évaluer nos approches et d’adapter nos expériences pour réduire l’utilisation des modèles in vivo autant que possible.

Réduction

Nous chercherons à réduire le plus possible la variabilité expérimentale par des protocoles expérimentaux rigoureux et par l’utilisation de groupes d’animaux les plus stables possibles en termes de génétique et d’hébergement. De plus, les groupes de souris de lignée modèle de la maladie d’intérêt seront issus des mêmes portées dans la mesure du possible et l’élevage des souris sera piloté pour produire les nombres d’animaux strictement nécessaires aux expériences. Le nombre total d'animaux impliqués sera de maximum 900 pour l'ensemble des procédures. Les expériences ne seront réalisées que 2 fois pour confirmation, afin de limiter le nombre d'animaux, une 3ème occurrence ne sera réalisée qu'en cas de résultats incohérents ou contradictoires afin de permettre de conclure. La taille des groupes d’animaux expérimentaux est estimée en se basant sur des travaux précédents, défini comme le nombre minimum nécessaire pour mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés. Ainsi, il ressort que 8 à 10 animaux par groupe seront nécessaires pour dégager des effets statistiquement significatifs dans les réponses que nous proposons de tester. Les résultats obtenus seront analysés avec des méthodes statistiques rigoureuses et éprouvées.

Raffinement

Pour toute cette étude, les conditions d'hébergement et les protocoles expérimentaux utilisés ont été optimisés pour exposer les animaux au minimum de douleur et d'inconfort possible. Pendant les procédures, en complément de la surveillance quotidienne, ils seront observés et manipulés au moins 4 fois dans une semaine et une pesée sera effectuée entre une fois par jour et une fois par semaine. Les animaux seront hébergés dans des conditions conformes à la règlementation en vigueur pour l’espèce à l’exception des étapes spécifiques au cours desquelles ils devront être hébergés individuellement, ou être soumis à une restriction alimentaire. Lors de ces étapes précises nous surveillerons les animaux de manière spécifique au moins 4 fois par semaine afin de détecter tout signe de détresse chez les animaux. Lorsque cela sera compatible avec notre procédure nous apporterons également un enrichissement supplémentaire. Nous évaluerons les signes de douleurs ou détresse au minimum 1 fois par semaine et pour chaque procédure des points limites sont définis et seront respectés pour éviter toute souffrance animale. Les animaux seront également observés quotidiennement tout au long du projet ; en cas d’anomalie, celle-ci est déclarée à la structure chargée du bien-être animal et au vétérinaire qui apporteront conseils et recommandations pour mettre en place une prise en charge adaptée de l’animal. Dans la procédure nécessitant des injections répétées de substances, nous changerons si nécessaire la zone d’injection. De plus, avant chaque injection nous nous assurerons que la zone soit saine et sans lésion apparente. Nous vérifierons également le bon état général de l’animal lors de la réalisation des tests afin de détecter tout effet secondaire à l’administration de drogue. Pour réduire le stress lors des tests comportementaux, les souris seront manipulées 5min par jour pendant au moins 5 jours avant le début des tests, elles seront également placées au moins 30min avant le test comportemental dans la pièce d’expérimentation et une phase d’habituation au matériel utilisé lors des tests sera prévue. Lors de l’euthanasie médicamenteuse nous administrerons à l’animal un sédatif au préalable, afin d’éviter tout stress ou douleur lors de l’injection de l’euthanasiant.

Choix des espèces

Dans le projet, la souris sera utilisée. Il s’agit du modèle le plus utilisé pour modéliser les maladies humaines du mouvement. La souris, ayant des mouvements coordonnés des pattes, constitue un modèle d'étude du mouvement pertinent, notamment pour l’étude de comportements moteurs élaborés et de mouvements anormaux. De nombreux tests comportementaux nécessaires pour cette étude sont développés chez la souris. De plus, elle est très utilisée pour les études de récompense, addiction, anxiété dont les protocoles sont bien définis. Enfin, la région du cerveau dans laquelle le gène muté est exprimé comporte une organisation anatomo-fonctionnelle proche entre la souris et les primates non humains et humains, faisant ainsi de la souris un modèle particulièrement utile à l'étude de cette maladie. Les expériences ont lieu chez des animaux adultes âgés de 6 à 22 semaines, afin de ne pas interagir avec les phénomènes développementaux. De plus, les tests expérimentaux utilisés sont tous adaptés à des souris adultes avec des capacités motrices bien caractérisées.

220 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacune pouvant recevoir jusqu'à treize anesthésies générales et voir ses oreilles mesurées six fois par semaine pendant quatre semaines. Un allergène est appliqué sur leur ventre rasé, puis sur leurs oreilles trois fois par semaine, pour installer un eczéma chronique et suivre une population de cellules mémoires de la peau. Le porteur écarte tout traitement anti-inflammatoire ou cicatrisant, au motif qu'il perturberait la réponse inflammatoire étudiée. Les souris qui se grattent jusqu'à s'ouvrir la peau sont mises à mort immédiatement.

Objectifs

L’eczéma allergique de contact est une maladie inflammatoire de la peau qui se développe suite à des contacts avec un allergène de l’environnement, induisant, chez certains individus, la production de cellules spécifiques de cet allergène. Lorsque ces cellules migrent dans la peau, elles induisent une poussée d’eczéma et certaines d’entre elles acquièrent alors des propriétés mémoires. Ces cellules résidants mémoires ont une capacité à répondre très rapidement et plus efficacement à des expositions ultérieures au même allergène. Ces cellules vont être clés dans la chronicité et la sévérité de l’eczéma. Récemment décrits dans la littérature, ils ont de plus la capacité de persister pendant de longs mois dans la peau. Ce projet vise à étudier l'effet de l'application répétée d'un allergène (phase chronique) sur la peau et plus particulièrement sur cette population spécifique de cellules mémoires qui persite. Nous chercherons à comprendre quel est l’effet de l’application répétée de l’allergène sur ces cellules. Nous chercherons de plus à documenter la participation de ces cellules dans les modifications de la peau induite par la chronicité et notamment dans l'apparition de fibrose cutanée très fréquente chez les patients atteints d’eczéma chronique.

Bénéfices attendus

Ce projet nous permettra de progresser dans la connaissance des cellules présentes de la peau qui persistent aprés des lésions d'eczema et plus largement de mieux comprendre la sévérité de ces eczémas. Ce projet permettra egalement de mieux comprendre l'implication de ces cellules dans les modifications du tissu induites par l'application répétée de chimique et plus particulierement dans l'apparition de fibrose.

Procédures

Les animaux recevront une application sur la peau d'un produit allergisant sur leur ventre rasé au début des procédures. Cette procédure (rasage + application du produit) sera réalisée sur animal vigile et durera au maximum 1 minute. 5 jours après, les animaux recevront des applications du même produit sur leurs oreilles (3fois /semaines pendant 4 semaines), afin d'induire une réaction allergique chronique (inflammation). Cette intervention sera réalisée sous anesthésie générale afin d'éviter que les souris ne lèchent le produit avant qu'il n'ait pénétré dans la peau. L'anesthésie durera environ 30min (13 injections au maximum sur toute la durée du protocole) . Les animaux pourront également être injectés (4 injections suplémentaires au total) avec un produit permettant d'induire sélectivement la suppression de cellules cibles. Ce traitement sera réalisé sur animal endormis par injection du produit (durée de la procédure d'injection : 10 secondes). Enfin, les oreilles des souris seront mesurées 6 fois par semaine, pendant 4 semaines, afin de suivre de manière quantitative l'inflammation (l'augmentation de l'épaisseur des oreilles étant un des signes de l'inflammation). Ces mesures seront effectuées sur animaux anesthésiés (durée de l'anesthésie gazeuse : 30secondes) afin d'éviter de générer un stress trop important chez les souris et pour réaliser les mesures les plus fiables et reproductibles possible.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables possibles sont : i) une légère douleur ou inflammation au point d’injection et un stress généré lors des injections ; ii) le stress généré par l’anesthésie et/ou l'application de l'allergène sur la peau ; iii) une légère inflammation (pouvant induire un grattage léger) au niveau des oreilles ou du ventre, après application de l'allergène. iv) certains des animaux ont un sytème immunitaire réduit qui dans la nature leur serait défavorable, mais cela n'aura pas de répercution dans ce protocole car elles évolueront dans un milieu controlé et protégé.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort en fin de procédure afin de pouvoir prélever leurs peaux ( oreilles) et leurs ganglions. Ces différents organes sont ensuite utilisés pour analyser la réponse immunitaire et histologique.

Remplacement

Aucun test in vitro ne permet de reproduire de manière satisfaisante la complexité de la réaction immunitaire de la peau et des organes immunitaires associés, dans le cadre de l’allergie. En effet, les cellules que nous étudions dans ce projet sont des cellules qui initialement circulent dans le sang et qui migrent dans la peau suite à la ré-application de l'allergène sur la peau de l'animal.

Réduction

L’estimation du nombre d’animaux par groupe est réalisée sur la base de notre expérience ainsi que sur la littérature scientifique et a été réduit au maximum sans mettre en péril une interprétation statistique de nos résultats. En effet, les expériences d'induction de poussée d'eczéma génèrent classiquement des réponses d'intensité variable chez les animaux, aussi, un minimum de 10 animaux par groupe expérimental est nécessaire afin de réaliser des analyses statistiques pertinentes et robustes. A noter que les expérimentations décrites ici indiquent le nombre maximum d’animaux susceptibles d’être utilisés dans ce projet. En effet, le nombre d’animaux utilisés pourra diminuer en fonction des résultats obtenus . Par exemple, la totalité des procédures ne seront réalisées que si une dose définie en manip pilote permet de valider un modèle d'eczema allergique chronique tel que décrit dans la litterrature.

Raffinement

Afin d'optimiser le bien-être des souris, nous réaliserons une observation clinique des animaux 6 fois par semaine. Dans le cadre de ce projet, les animaux seront anesthésiés (anesthésie générale ou locale) pour chaque geste entraînant ou pouvant entraîner un stress ou une douleur pour l’animal, geste invasif ou non mais egalement pour éviter un risque de propagation de l'allergène qui pourrait entrainer des lésions d'eczema sur les pattes ou la face. Afin de limiter la douleur liée aux injections répétées, les souris seront injectées alternativement à gauche et à droite. Lors des injections, nous veillerons consciencieusement à ne pas toucher les mamelles des souris afin de ne pas les blesser. L'application d'un produit anti-inflammatoire ou cicatrisant n'est pas envisageable pour les souris présentant des lésions d'eczéma car cela risquerait de perturber le déroulé de la réponse inflammatoire et donc d'impacter les cellules étudiées dans ce projet. Dès lors, les animaux présentant des signes de grattage excessif allant jusqu'à entrainer l'apparition de plaies seront immédiatement mis à mort.

Choix des espèces

La souris est un modèle très utilisé pour étudier les maladies inflammatoires telle que l’allergie en raison des nombreux outils mis à disposition pour l’analyse des réponses immunes . Cette espèce est également proche de l’homme en ce qui concerne certains marqueurs de la réponse immunologique comme la production de facteurs impliqués dans l'inflammation ou l'induction de populations spécifiques mémoires. Nous utiliserons des animaux adultes de 6 semaines à 8mois car ces animaux possédent un système immunitaire complètement mature. Nous avons choisi d'inclure des animaux de tous âges afin d’utiliser au mieux les animaux transgéniques qui seront disponibles et parce que nous savons, grâce à des expériences antérieures, que la réponse attendus chez des souris de 8 mois est comparable à celle observée chez des animaux plus jeunes.

960 rongeurs, 480 souris et 480 rats, vont être exposés pendant toute leur vie, jusqu'à 24 mois environ, à une nouvelle molécule chimique, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour l'examen de leurs organes. Les prélèvements prévus à 3, 6, 12, 18 ou 24 mois comprennent trois prises de sang dans la même journée sans anesthésie, une autre sous anesthésie, et un isolement de 16 heures au plus pour recueillir les urines, à jeun pour les rats. Le résumé ne précise pas par quelle voie la molécule leur est administrée. Les souris et les rats porteurs de tumeurs sont gardés en vie tant que celles-ci n'entravent pas leurs déplacements ou leur capacité à boire et à manger et ne s'ulcèrent pas, et le porteur indique que la molécule peut provoquer chez le rat une opacité de la cornée et une cécité. Il présente ces études comme "une obligation avant la mise sur le marché", et précise que les groupes supplémentaires des lignes directrices chinoises ne seront pas constitués, la molécule n'étant pas destinée à ce marché.

Objectifs

L’objectif de ce projet est d’évaluer les risques pour la santé liés à l’exposition à un produit chimique spécifique tout au long de la vie de l’espèce considérée, avant sa mise sur le marché. Pour cela, nous réaliserons une étude combinée de toxicité chronique et de cancérogénicité. Ce projet permet de recueillir des informations sur les effets toxiques de la substance, y compris son potentiel cancérogène, tout en identifiant les potentiels organes cibles et la possibilité d’accumulation du produit dans ces derniers. De plus, il peut fournir une estimation de la dose sans effet nocif observé pour les effets toxiques, ainsi que, dans le cas de substances cancérogènes non génotoxiques, des réponses tumorales. Ces estimations sont cruciales pour établir des critères de sécurité concernant l'exposition humaine et donc le potentiel effet cancérogène pour l’homme. Pour caractériser et évaluer la cancérogénicité potentielle ainsi que la toxicité chronique de ce produit chimique, l’installation d’essai intègre toutes les informations disponibles sur la substance à tester.

Bénéfices attendus

Les études d’exposition chroniques et de cancérogenèse vont permettre : l’identification des propriétés cancérogènes d'un produit chimique susceptible d'augmenter les risques de tumeurs, la fréquence de survenue de tumeurs bénignes ou malignes ou la diminution du temps nécessaire à leur apparition, par rapport au groupe témoin non traité ; l’identification de la toxicité chronique d’un produit chimique ; l’identification d'un ou de plusieurs organes cibles de la toxicité chronique et de la cancérogenèse ; la caractérisation de la relation dose-effet ; l’identification d’un niveau de dose sans effet nocif observé ou du point de départ de l’effet pour l’établissement d'une dose de référence ; l’extrapolation des effets cancérogènes aux niveaux d’exposition humaine correspondant à de faibles doses ; la prévision des effets de toxicité chronique aux niveaux de doses représentatifs de l'exposition humaine ; l’obtention de données permettant de vérifier les hypothèses concernant le mode d’action de la molécule. Toutes ses données seront rapportées, soumises aux autorités internationales et serviront à l’analyse du risque pour l’homme.

Procédures

Aprés 3, 6, 12 et 18 et/ou 24 mois environ, 3 prélèvements sanguins sont réalisés au cours d'une même journée en moins de 2 minutes sur animaux vigiles. Aprés 3, 6, 12 et 18 et/ou 24 mois environ, 1 prélèvement sanguin est réalisé en moins de 2 minutes sur animaux anesthésiés. Aprés 3, 6, 12 et 18 ou 24 mois environ au cours de l’étude, les animaux peuvent être isolés pour une durée maximale de 16h (avec mise à jeun pour les rats) pour le recueil de leurs urines. La mise à mort précédée par une administration d'un analgésique et d'une anesthésie.

Impact sur les animaux

Les niveaux de doses sont fondés sur les résultats des études précédentes. Le choix de la forte dose doit permettre l’évaluation d’une dose bien tolérée par les animaux et induisant une toxicité légere à modérée. Les prelevements de sang peuvent induire une douleur légère et de légers hématomes au point de prelevement. Pour la mesure et le prelevement d’urines, les animaux sont isolés pendant 16h maximum (avec mise à jeun pour les rats). La veille des autopsies prévues, les rats n’ont plus accès à la nourriture pendant 16 h maximum ce qui peut induire un stress léger ainsi qu’une baisse de poids. Compte tenu de l’objectif de l’étude et de sa durée, des tumeurs bénignes ou non , spontanées ou induites par le produit peuvent apparaitre, les animaux seront gardés en vie tant que la taille des tumeurs ne remet pas en cause leur déplacement, et leur capacité à boire ou à s'alimenter(

Devenir

En raison du but de l’étude qui est d’évaluer l’atteinte au niveau des tissus, des organes de l’animal et l’apparition de tumeurs, tous les animaux seront mis à mort pour prelevement d'organes .

Remplacement

Malgré les nombreux tests in silico ( évaluation grace à des calculs/modéles complexes informatisés), in-vitro (essais réalisés sur micro-organismes, organes ou cellules) , et in-vivo conduits lors du developpement de cette molecule qui ont permis de mettre en évidence le mode d’action et les organes cibles de la molécule, ces études animales restent une obligation avant la mise sur le marché d’une nouvelle molécule chimique. Il n’existe pas aujourd’hui de tests substitutifs validés et acceptés par les autorités relatifs à l’évaluation de tumeurs après une exposition chronique.

Réduction

L'essai combiné dans l’étude rat ou l’ajout d’un sous-groupe pour mise à mort intermédiaire (phase chronique) dans l’étude souris permet une meilleure efficacité en temps et en coûts, et un moindre recours aux animaux, par rapport à la conduite de deux essais séparés, et ne compromet pas la qualité des données de la phase chronique ou de la phase de cancérogenèse. La taille des groupes est la taille minimale requise par la ligne directrice. La molecule n’étant pas destinée au marché chinois, les groupes supplémentaires requis par les guidelines chinoises (2 groupes de 10 animaux par doses et par sexes mis à mort après 6 et 18 mois d’exposition) ne seront pas nécessaires.

Raffinement

Compte tenu de la durée de l’étude, une observation quotidienne de l’état clinique des animaux sera assurée et une attention particulière sera portée à l’apparition de tumeurs spontanées ou induites par le produit. Ces tumeurs seront recherchées, observées et mesurées au moins 1 fois/semaine afin de suivre leur progression et/ou l’apparition de zone de nécrose. Des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués. Lors des prises de sang en cours d’étude l’usage d’un tapis chauffant pourra être utilisé pour maintenir la température corporelle des animaux sous anesthésie. Des micro prélèvements seront utilisés pour l’évaluation des paramètres toxicocinétiques. Le jour précédent leur mise à mort les animaux sont déplacés dans une salle proche de la salle de nécropsie pour éviter le stress du transfert le jour même. Les prélèvements de sang sont réalisés dans une salle séparée et différente de celle utilisée pour la mise à mort. Afin d’éviter toute douleur, les animaux seront mis à mort après une analgésie à l’aide d’un opioïde de type méthadone suivi d’une anesthésie gazeuse à l’isoflurane.

Choix des espèces

Les rats et les souris sont les modèles expérimentaux choisis en raison de leur durée de vie relativement courte, de leur utilisation fréquente dans les études pharmacologiques et toxicologiques, de leur sensibilité à l'induction de tumeurs et de la disponibilité de souches suffisamment caractérisées. Les rongeurs sont recommandés par la communauté scientifique et les instances réglementaires. Des données historiques issues des études précdemment conduites sont disponibles dans le laboratoire avec les espèces et souches choisies (Rat Wistar et souris C57Bl6J). Ces caractéristiques permettent d'obtenir une grande quantité d'informations sur la physiologie et la pathologie de ces animaux. Les animaux utilisés sont de jeunes animaux sevrés à l’arrivée sur le lieu de l’expérimentation dont l’âge après la période d’acclimatation doit être inférieur à 8 semaines compte tenu de l'objectif et de la durée de l'étude (exposition pendant toute la vie de l'animal). Cet age est requis par les lignes directrices internationales.

Injectés cinq jours de suite sous la peau, 300 rats voient la sensibilité de leur face testée toutes les trente minutes pendant quatre heures, par application de filaments fins et par des jets d'air de trois secondes. Ces procédures impliquent un niveau de souffrance modéré et se terminent par une chirurgie de quatre à six heures sous anesthésie profonde, sans réveil, comprenant une trachéotomie, la canulation de la carotide et de la jugulaire et une craniotomie. L'objet déclaré est de comparer les réactions des mâles et des femelles à une molécule qui déclenche des crises de migraine, la migraine touchant davantage les femmes alors que les études ont surtout porté sur des mâles. Cette molécule, dont le porteur affirme qu'elle provoque une douleur modérée à laquelle l'animal peut se soustraire puisqu'il n'est pas maintenu, n'est jamais nommée dans le résumé.

Objectifs

Ce projet vise à mieux comprendre le rôle d'une molécule capable de déclencher des crises de migraine. Cette molécule, présente dans certaines régions du cerveau et des vaisseaux sanguins, est impliquée dans l’inflammation et la sensibilisation des neurones liés à la douleur. Des études chez l’homme ont montré que l’injection de cette molécule peut déclencher des crises de migraine. Pour mieux reproduire ces conditions en laboratoire, nous utiliserons cette même molécule chez le rat afin d’étudier son impact sur le cerveau et le comportement. Grâce à des analyses biologiques et électrophysiologiques, nous comparerons les réactions des mâles et des femelles, en tenant compte des variations hormonales chez ces dernières. L’objectif est d’identifier d’éventuelles différences entre les sexes pour mieux comprendre les mécanismes de la migraine et, à terme, améliorer les traitements.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à mieux comprendre la migraine en utilisant un modèle animal plus proche de la réalité clinique. La migraine touche plus souvent les femmes, mais les études ont surtout été menées sur des mâles, alors que des différences liées au sexe et aux hormones existent. En étudiant ces différences et le rôle des différentes zones du cerveau, nous espérons mieux comprendre cette maladie. Aujourd’hui, les traitements comme les triptans ne sont efficaces que chez environ 60 % des patients, ce qui suggère l’existence d’autres mécanismes. De récentes découvertes indiquent que le ciblage de certaines voies de la migraine pourrait être une nouvelle piste prometteuse pour développer de meilleurs traitements contre la migraine.

Procédures

Mesure de la sensibilité cutanée : les jours d’injection pendant 4h ; cette mesure se fait par l'application de filaments fins sur la peau de l'animal et par l’envoi d’un jet d’air toutes les 30 min pendant 4 h après l'injection des molécules en sous cutané (chaque application dure 3 secondes). Les jours entre les injections, la mesure se fait une fois. L'électrophysiologie (chirurgie de préparation du rat et enregistrements à proprement dit) n’est réalisée qu'une fois sur chaque rat, en fin de procédure et sous anesthésie générale profonde au 5ème jour d'injection (durée d’intervention : entre 4 à 6h, sans réveil). La chirurgie inclut une trachéotomie , une canulation de la carotide , une canulation de la jugulaire , une craniotomie , et l’exposition de la region d'enregistrement.

Impact sur les animaux

Nous utilisons un modèle de migraine qui provoque une douleur modérée de l’animal. Cette douleur est ressentie après les injections, mais n’empêche pas les mouvements de l’animal. Enfin, les stimulations mécaniques avec les filaments ou les jets d’air induisent un retrait de la face signe d’une douleur modérée. L’animal peut échapper à cette stimulation puisqu’il n’est pas en contention. Cette stimulation dure au maximum 3 secondes.

Devenir

La procédure ne permet pas de réutiliser les animaux. En effet, elle se termine par des études immunohistochimiques et électrophysiologiques : les animaux seront donc mis à mort à la fin de la procédure.

Remplacement

Aucune méthode alternative ne permet de remplacer ce protocole. En effet il est nécessaire de réaliser ces études in vivo, car l’intégration de la douleur implique de nombreuses régions du système nerveux central et périphérique simultanément.

Réduction

Le nombre d'animaux par groupe est fixé à un maximum de 10 pour assurer une étude fiable, en tenant compte des étapes clés comme l’habituation, les injections, les observations comportementales, les prélèvements, la préparation des échantillons et l'electrophysiologie. Les études comportementales étant un facteur limitant, nous prévoyons suffisamment d'animaux pour garantir des résultats solides pour ce modèle de migraine. Enfin, pour prendre en compte les différences entre mâles et femelles dues aux hormones, l’étude inclura les deux sexes.

Raffinement

Avant les études comportementales, les animaux sont placés dans des cages enrichies (tunnels et contacts sociaux) pendant une semaine, puis habitués au nouvel environnement pendant 5 jours pour réduire leur stress. Avant les injections, les rats sont anesthésiés, vérifié par l'absence de réflexe de retrait. La douleur est la principale nuisance identifiée, et pour les stimulations mécaniques, nous suivons les recommandations internationales pour limiter leur durée et intensité.

Choix des espèces

Le rat est couramment utilisé au sein du laboratoire depuis de nombreuses années et dans les études précédentes sur le sujet dans d’autres laboratoires. C’est par ailleurs un des modèles les plus utilisés pour les études comportementales dans le domaine de la douleur. Les animaux seront âgés de 6-12 semaines pour la comparaison avec les autres données de la littérature.

Les porcs sont retirés du protocole en cas de douleurs sévères que les morphiniques ne soulagent pas en douze heures, de perte de poids d'au moins 20 %, d'infections résistantes, de prostration ou d'escarres. 400 souris et 40 miniporcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue parce que les biopsies prévues sont incompatibles avec la survie. Chaque animal subit deux chirurgies, l'une pour poser un implant d'hydrogel dans l'abdomen, l'autre pour le retirer, jusqu'à deux heures chez le porc, et les souris sont saignées chaque semaine de 7,5 % de leur volume sanguin. Le porteur annonce des publications scientifiques à court terme et, à plus long terme, un implant de cellules pancréatiques qui dispenserait les personnes diabétiques de traitement anti-rejet.

Objectifs

Le diabète de type 1 touche 8,4 millions de personnes dans le monde et résulte d'une auto destruction de cellules du pancréas, responsables de la sécrétion d'insuline et donc de la régulation glycémique. La greffe d’îlots pancréatiques issus de donneurs constitue une approche thérapeutique prometteuse, permettant à certains patients de retrouver un contrôle glycémique sans injections d’insuline. Cependant, son application est limitée par le manque de donneurs et la nécessité de traitement anti-rejet lourd. L’objectif de ce projet est de développer un biomatériau innovant permettant la transplantation de cellules pancréatiques fonctionnelles sans recours aux anti-rejets. Pour cela, un hydrogel a été conçu afin d’assurer la diffusion des nutriments et de l’insuline tout en empêchant l’attaque des cellules greffées. Ce biomatériau devra être compatible avec les îlots issus de donneurs. Le projet vise à : 1/ Choisir un hydrogel et un site d’implantation réaliste, 2/ Confirmer la sécurité et la tolérance du dispositif médical chez la souris et le porc, 3/ Valider dans le modèle porcin la faisabilité de la transplantation par une technique opératoire routinière chez l'Homme. Nous prévoyons d’utiliser 400 souris et 40 miniporcs. L’utilisation de porcs est extrêmement intéressante afin d’obtenir une meilleure transposition des résultats chez l’Homme ; notamment sa taille et son espace au niveau de sa cavité abdominale qui en fait un bon candidat pour cette étude.

Bénéfices attendus

A court et moyen terme, ce projet aboutira à plusieurs publications scientifiques internationales. A moyen et long terme, cette étude aboutira à la mise au point d'un implant porteur de cellules pancréatiques facilitant la greffe chez les patients diabétiques de type 1. En effet, l'implantation du dispositif se faisant au niveau abdominal à la place de l'intraveineux, cela réduit à son minimum le risque de formation d'un caillot sanguin au niveau du foie. Aussi, il pourrait permettre de réduire voir s'abstenir de tout traitement anti-rejet et offrant ainsi des soins de meilleures qualités.

Procédures

Tous les animaux de l'étude seront soumis à une procédure chirurgicale pour la mise en place du dispositif médical et une procédure chirurgicale finale afin d'extraire et d'étudier l'implant et son impact sur l'individu. Pour le porc, la chirugie se tiendra sur une durée estimée de 2 heures maximum. Pour la souris, l'implantation durera environ 15 à 30 minutes. Les souris seront prélevées chaque semaine d'un volume sanguin correspondant à un maximal de 7,5% du volume total. Ce prélèvement sera réalisé à la queue (ponction). La durée du prélèvement sera de quelques minutes chaque semaine du suivi.

Impact sur les animaux

Chez le porc, les effets indésirables aprés chirurgie peuvent inclure des douleurs abdominales, des ballonnements et des troubles digestifs, ainsi que des hématomes au niveau de la paroi abdominale. Une sensation de corps étranger ou une gêne locale liée à la prothèse peuvent également être ressenties. Plus rarement, des infections superficielles des plaies voire une infection de la prothèse peuvent survenir. A noter que la chirugie se tiendra sur une durée estimée de 2 heures maximum. Les animaux seront suivis au maximum durant 3 mois. Chez la souris, les implants sont placés par voie chirurgicale. Un risque de d'inconfort, voire de douleur est possible. Néanmoins, celles-ci seront traitées de façon adéquate par des anti-douleurs. De plus, la transplantation de cellules du pancréas pourrait éventuellement induire des baisses de glycémies majeures dans les premiers jours après la transplantation. Un suivi accru du taux de sucre dans le sang dans les premiers jours après chirurgie et un traitement au glucose pourront pallier ce problème. L'implantation durera environ 15 à 30 minutes par animal. Les animaux seront suivis au maximum durant 3 mois.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure car les prélèvements de biopsies ne sont pas compatible avec la survie de l'animal

Remplacement

Dans le cadre de ce projet, l’utilisation d’animaux est strictement limitée à cette étude où aucun modèle alternatif ne permettrait de répondre aux questions scientifiques posées. En amont, une série de tests in vitro sera réalisée afin de sélectionner et d’optimiser les implants d'hydrogel-candidats, réduisant ainsi le nombre d’expérimentations in vivo nécessaires. Cependant, malgré ces efforts, le remplacement total des modèles animaux demeure actuellement difficile. Les interactions complexes entre l’implant, les cellules encapsulées et l’environnement biologique ne peuvent être entièrement reproduites par des modèles in vitro ou par des approches alternatives comme les organoïdes ou les simulations informatiques. Les études sur des modèles animaux sont donc indispensables pour évaluer la tolérance, la fonctionnalité et l’efficacité de l’implant dans un organisme vivant, en tenant compte des paramètres immunologiques, vasculaires et métaboliques.

Réduction

Le protocole expérimental est conçu pour minimiser le nombre d’animaux utilisés. Les études seront réduites au maximum. De plus, les observations seront effectuées en combinant différentes analyses afin d’exploiter chaque modèle au maximum, réduisant ainsi le besoin de nouveaux groupes expérimentaux. 400 souris et 40 miniporcs sont prévus dans ce projet. Nous avons estimé avec les moyens statistiques adéquats le nombre de souris et de porcs par groupe à 10 afin d'obtenir des résultats qualitativement et quantitativement robustes. Nous utiliserons le juste nombre d'animaux, soit 10 animaux par groupe - 4 groupes expérimentaux par série (patch d'hydrogel testé) afin d'obtenir des résultats satisfaisants. 10 manipulations souris et 4 chez le porcs sont estimées dans ce projet soit un total de 400 souris et 40 porcs (40 souris * 10 séries et 10 porcs sur 4 séries).

Raffinement

Chez le Porc, afin d’optimiser le bien-être animal, des mesures de raffinement rigoureuses seront appliquées. Les conditions d’hébergement respecteront les normes réglementaires : logement individuel, cycle lumineux de 12 h et enrichissement adapté. Les porcs bénéficieront de balles, de Kongs garnis de bouillie, de luzerne et de friandises. Les procédures seront réalisées dans des salles dédiées, distinctes des espaces d’hébergement. Une prise en charge de la douleur sera assurée. Les soins seront réalisés sous avis vétérinaire en cas de complications. Un suivi quotidien, garantira une évaluation rigoureuse. Les critères de retrait immédiat incluront :Douleurs sévères non soulagées sous morphiniques (12 h),Perte de poids excessive (≥20 % chez le porc),Infections résistantes après 48 h,Prostration, absence de réaction ou escarres.En cas d’infection locale, une réintervention sous anesthésie et avec rinçage antiseptique. un traitement antidouleur pourra être renforcé. Une infection généralisée nécessitera l'usage d'antibiotiques adaptés. Un suivi minutieux de la cicatrisation assurera un rétablissement optimal, garantissant des conditions expérimentales rigoureuses et éthiques. Les souris utilisées dans ce projet seront hébergés dans des cages de 5 animaux maximum . Ils auront accès à volonté a l'eau et nourriture et traités avec soin. La chirurgie sera pratiquée sous anesthésie et traitement de la douleur. De plus, un complément alimentaire sous forme gélifié est prévu juste après la chirurgie pour une meilleure récupération. Le bien être animal sera observé́ au quotidien, et tout constat de mal-être pourra être traité à l'aide d'un arbre décisionnel construit pour ce projet. Il permettra le traitement des douleurs/mal être de façon gradée pour éviter d'atteindre un point-limite.

Choix des espèces

Il n’existe à ce jour pas de modèles permettant de contourner l’utilisation d’animaux pour ce projet. Les essais chez l'animal sont conduits sur les espèces décrites dans la littérature. Dans les phases initiales du projet, le rongeur est privilégié en première intention, car c’est une espèce qui permet de répondre à l’ensemble des questions du projet (site optimal d’implantation, fonctionnalité), tout en étant facilement accessible et relativement économique. Pour la compréhension de certains résultats, des animaux avec un systeme immunitaire affaiblit sont utilisés, afin de s’affranchir de l’effet de la réponse immunitaire sur la fonctionnalité des cellules transplantées et de n’évaluer que l’impact de l’hydrogel. La preuve de concept de l’implantabilité, du retrait et de la tolérance est réalisée chez le cochon adulte. En effet, la translation à l’homme des résultats obtenus dans les modèles rongeurs est limitée du fait de leur anatomie et physiologie particulières. Le modèle cochon adulte est plus adapté car il possède de nombreuses similarités avec l’Homme, incluant la taille, et les caractéristiques anatomiques (permettant d’évaluer la chirurgie d’implantation envisagée chez l’Homme), physiologiques et pathophysiologiques. Pour les souris, nous utiliserons des souris Adulte - minimum 7 semaines - Cela permettra une chirurgie plus aisée. Pour les porcs, nous utiliserons des animaux adultes pour d'une part se rapprocher de la réalité clinique, et d'autres part faciliter le geste chirurgical.