Procédures modérées

Une greffe de tumeur sous la peau puis huit injections dans l'abdomen : 40 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour les analyses histologiques et la mesure de la progression tumorale. Le développement de la tumeur peut entraîner une perte de poids. Il s'agit de tester un anticorps dirigé contre une protéine appelée LVRF sur des tumeurs de médulloblastome, cancer cérébral de l'enfant, l'effectif de chaque groupe étant calé pour obtenir 80 % de chances d'un résultat statistiquement significatif. Les souris appartiennent à des lignées immunodéficientes, retenues parce qu'elles laissent se développer des cellules humaines greffées, et le porteur affirme qu'aucun système ne reproduit aujourd'hui la complexité du médulloblastome hors de l'animal vivant.

Objectifs

L’objectif est de tester in vivo l'efficacité d’un anticorps (anti-LVRF) sur la progression de tumeurs de médulloblastome. La validation in vivo de l'efficacité de ce composé sur le développement de la tumeur pourrait permettre la mise en place de nouvelles stratégies thérapeutiques contre les médulloblastomes.

Bénéfices attendus

Les médulloblastomes sont les tumeurs cérébrales malignes les plus fréquentes chez les enfants. Ils représentent 20% des tumeurs du système nerveux central chez l'enfant. Malgré les traitements standards (chirurgie, radiothérapie et chimiothérapie), la plupart des patients récidivent. Le taux de survie à 5 ans varie de 80% à 50%. Il est donc important de proposer aux patients de nouveaux traitements médicamenteux pour améliorer le résultat clinique. La validation in vivo de l'efficacité d'un traitement ciblant la protéine LVRF permettrait la mise en place de nouvelles stratégies thérapeutiques contre les médulloblastomes.

Procédures

Les 40 animaux recevront une greffe sous-cutanée de cellules tumorales de médulloblastome (une seule intervention de 1 minute environ). Chaque animal recevra également un total de 8 administrations par voie intra-péritonéale (30 secondes/administration).

Impact sur les animaux

La manipulation, contention des animaux, les injections de cellules, d'anesthésiques ou d'analgésiques sont générateurs de stress pour les animaux. Les injections entrainent également une douleur légère de courte durée. Le développement tumoral est susceptible d'entraîner une perte de poids.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés dans le cadre des études de survie, pour les analyses histologiques ou de progression tumorale.

Remplacement

L'efficacité thérapeutique de nouveaux médicaments sur la croissance tumorale des médulloblastomes nécessitent une approche expérimentale in vivo. En effet, il n’existe pas à ce jour de système suffisamment robuste pour mimer toute la complexité biologique et physiologique des médulloblastomes. Ce travail sur l'animal vivant s'inscrit dans la continuité d'expériences et de résultats que nous avons obtenu in vitro.

Réduction

Le nombre d'animaux prévu dans chaque groupe est basé sur un calcul d'effectif permettant de prédire que nous avons 80% de chance d’obtenir un résultat statistiquement significatif.

Raffinement

La détection de toute souffrance de l’animal sera assurée et le niveau de souffrance évalué en fonction d'une grille de score. En fonction des scores obtenus, il sera envisagé une analgésie ou l'euthanasie de l'animal. Pour le bien- être de l'animal, les souris seront logées selon les normes requises avec un enrichissement (copeaux de bois, dômes) et en groupes de 5 individus par cage afin d’éviter le stress de l’isolement. Les cages pourvues de couvercles filtrants seront disposées dans une armoire ventilée.

Choix des espèces

Le modèle murin est le plus adapté pour aborder les questions relatives aux tumeurs cérébrales. L'utilisation de lignées murines immunodéficientes permet la transplantation de cellules d'une espèce donnée (humaine) chez un individu hôte d'une espèce différente (souris). Les tumeurs de médulloblastome générées dans ce modèle animal sont particulièrement similaires aux tumeurs humaines. Les souris seront réceptionnées à l’animalerie à l’âge de 5 semaines et utilisées à l’âge de 6 semaines, en accord avec les protocoles décrits pour ces modèles physiopathologiques.

1 298 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées sous anesthésie pour prélever leur moelle osseuse. Trois injections sous-cutanées hebdomadaires d'un médicament dont un effet secondaire connu est la fibrose médullaire, ou une injection unique d'un anticancéreux qui détruit la moelle, servent à abîmer le tissu avant l'expérience proprement dite : une injection rétro-orbitale de colorant ou de cellules à greffer, sous anesthésie maintenue jusqu'à la mise à mort, quarante-cinq minutes plus tard au maximum. La question posée porte sur la perméabilité des vaisseaux de la moelle osseuse, avec l'espoir à terme de mieux réussir les greffes ou de freiner les métastases osseuses. Le porteur écrit que ces expériences sur animal vivant sont "irremplaçables", faute de modèle in vitro reproduisant la complexité de la moelle.

Objectifs

Nous nous intéressons à la barrière sang-moelle osseuse formée par les microvaisseaux de la moelle osseuse, le site unique d’entrée dans la circulation de toutes les cellules sanguines et le site d’entrée des cellules souches lors de greffes de moelle osseuse. Il n'existe à l'heure actuelle aucun médicament pour contrôler la perméabilité et les mécanismes de sa régulation n'ont pas été étudiés. Il est particulièrement important d’entreprendre ces études car différentes pathologies sont susceptibles de modifier la fonction de barrière des vaisseaux sinusoïdes. C'est le cas lors de cancers de la moelle osseuse, et également généralement lors des traitements chimiothérapeutiques des cancers solides. Les objectifs globaux du projet sont de comprendre comment est régulée la perméabilité de cette barrière vis-à-vis des molécules et des cellules. Nous étudierons cet aspect chez la souris saine et après avoir induit des modifications du tissu médullaire à l'aide de traitements actuellement utilisés chez l'homme. La perméabilité aux molécules sera évaluée par la mise en place de modèles d’injection de colorant puis observation après mise à mort des souris et analyse des tissus. La perméabilité aux cellules sera évaluée après greffe de cellules souches (prise de greffe). Nous avons déjà objectivé des acteurs potentiellement importants et pour les étudier nous disposons de souris génétiquement modifiées pour ces protéines et chercherons à évaluer la perméabilité de leurs vaisseaux sinusoïdes, en comparaison avec les souris contrôles appropriées.

Bénéfices attendus

Les bénéfices à terme visent d’une part les patients développant une fibrose de la moelle ou traités par chimiothérapie, avec la possibilité, une fois la connaissance acquise sur les mécanismes, de pouvoir favoriser ou freiner le passage des cellules sanguines à travers la barrière. Un autre bénéfice important vise cette fois l'entrée de cellules dans la moelle. En comprenant le comportement de cette barrière, on pourra envisager de la moduler pour par ex. accélérer/améliorer la prise de greffe de moelle, ou à l’inverse freiner l’entrée de cellules tumorales pour diminuer les métastases osseuses.

Procédures

Les animaux seront soumis à des injections de substances induisant des modifications du tissu médullaire. La fibrose est induite par injection sous-cutanée (SC) (durée 3 secondes), 1 fois par semaine, pendant 3 semaines (3 interventions), d'un médicament autorisé pour relever la numération plaquettaire chez des patients thrombopéniques et qui a pour effet secondaire d'entrainer des myélofibroses. La chimiothérapie est mimée par injection unique (une intervention) en intra-péritonéale (IP) (durée 3 secondes) sur souris vigile, d'un médicament utilisé dans le traitement des cancers et ayant pour effet secondaire d'entrainer une myélosuppression transitoire. Puis les souris seront soumises à une intervention unique consistant en une anesthésie générale (injection unique d'anesthésiant, 3 secondes). Ensuite, une seule injection, soit de colorant, soit de cellules à greffer, sera effectuée sur les souris toujours sous anesthésie générale, en RO (durée 3 secondes) et l'anesthésie est prolongée jusqu'à la mise à mort des souris (au maximum 45 minutes après l'injection des colorants ou cellules).

Impact sur les animaux

D’après notre expérience, les traitements sont susceptible d'entrainer une modification modérée et transitoire de la numération sanguine. Les souris sont susceptibles d’être stressées du fait de l’induction de l’anesthésie générale ou de la contention. L'injection IP entrainera une probable douleur passagère au point d’injection.

Devenir

A l'issue des procédures, les animaux sont mis à mort pour prélever les tissus d'intérêt et pouvoir analyser la capacité de perméabilité vasculaire des vaisseaux, selon les conditions

Remplacement

La moelle est l'un des tissus les plus complexe de l'organisme de par la grande diversité de cellules qui le compose, du réseau microvasculaire extrêmement dense, ainsi que toutes les interrelations biochimiques entre cellules dont nous ne connaissons encore pas grand chose. De ce fait, des expériences sur animal vivant sont irremplaçables car il n'existe pas actuellement de modèles in vitro mimant cette complexité. En outre, nous utilisons des modèles de souris inactivées pour des protéines ou mimant une mutation humaine.

Réduction

Les méthodes pour visualiser la perméabilité vasculaire sont bien décrites dans la littérature et nous nous y réfèrerons concernant les doses à injecter. Néanmoins, pour l'un des colorant qui n’a pas été testé dans la moelle, nous prévoyons des études pilotes pour définir les doses à utiliser et ainsi éviter de multiplier les expériences pour pouvoir réduire au final le nombre d'animaux. Pour toutes nos expériences, nous avons utilisé des tests statistiques adaptés pour déterminer un nombre d’animaux qui nous permettra d’atteindre l’objectif de votre projet. Lorsque c’est possible, une série de traitement sera utilisée pour différents types d’analyses, afin de réduire le nombre d'animaux.

Raffinement

Le stress et la douleur de tous les animaux utilisés dans ce projet seront diminués : - Par l’hébergement en groupes sociaux. Les cages seront munies de particules de bois et enrichies avec des carrés de cellulose, bâtonnets de coton, frisure de papier, ce qui permet aux souris d’organiser leur environnement selon leurs besoins. Les animaux sont entre 2 et 3 par cage afin d’éviter le stress causé par l’isolement. - Par l'habituation à la contention pour les procédure qui sont répétées, et la distribution de nourriture en gel apétente après chaque geste comme récompense.- Par une anesthésie générale de l’animal avant l’injection des colorants ou cellules, et l’application de collyre avant injection rétro-orbitale, lorsque la souris est anesthésiée, et maintien de l’anesthésie après injection durant le temps de circulation du colorant ou des cellules greffées, au maximum 45 min. - Par l’installation de l’animal sur une plaque chauffée à 38°C afin lutter contre l’hypothermie pendant les anesthésies, et l'application de gel hydratant sur les yeux. Pendant toutes les expérimentations, les animaux sont surveillés par du personnel entrainé pour vérifier l’absence de signe de douleur grâce à des points limites spécifiques établis pour chaque procédure. Ces points limites, s'ils sont atteints, permettront de soustraire l’animal aux procédures expérimentales et ainsi limiter sa souffrance.

Choix des espèces

Nous avons choisi la souris car nous disposont de souris génétiquement modifiées avec inactivations de gènes ou reproduisant des mutations humaines. Les animaux seront utilisés au stade jeune adulte, entre 8 et 18 semaines, ceci afin d'éviter des modifications de la moelle liées au vieillissement qui pourraient augmenter les variabilités. Mâles et femelles seront évalués.

4 200 souris vont être utilisées par groupes de sept, chaque expérience étant répétée trois fois, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever leurs poumons. Une partie reçoit des cellules tumorales pulmonaires par voie intraveineuse, une autre une injection intrapéritonéale hebdomadaire pendant dix semaines d'une molécule chimique qui déclenche un cancer du poumon, avec pour effet possible une gêne respiratoire. Le porteur décrit l'enjeu comme la compréhension du rôle d'un type de globule blanc, les cellules lymphoïdes innées 3, dans l'efficacité d'une chimiothérapie, le bénéfice pour les patients étant renvoyé au long terme. Le seuil de mise à mort est fixé à un score de 8, ou de 4 pendant trois jours d'affilée, la mise à mort se faisant par dislocation cervicale.

Objectifs

Le cancer est un problème de santé majeur dans le monde. Il est donc important de trouver des traitements afin de le soigner. Plusieurs études se sont déjà attachées à identifier le rôle des différents globules blancs au cours d’un cancer et d’autres études ont montré que la chimiothérapie pouvait moduler les proportions des différentes populations de globules blancs. Il a été montré que l’efficacité du cisplatine dans le cancer du poumon chez la souris est dépendante d’un certain type de cellules immunitaires, les cellules lymphoïdes innées 3 (ILC3). Les ILC3 possèdent une protéine d’intérêt, qui est aussi retrouvé dans deux autres types de globules blancs. Les ILC3 pourraient être à l’origine de structures qui permettre une meilleure réponse immunitaire anti cancéreuse. Ainsi, nous voulons étudier dans un premier temps le rôle des cellules exprimant la protéine d’intérêt sur l’induction de la formation de ces structures après traitement par chimiothérapie grâce à des souris ne possédant pas du tout cette protéine dans un modèle de cancer du poumon. Par la suite, nous voulons étudier uniquement le rôle des ILC3 dans l’induction de ces structures. Pour cela, nous allons utiliser des souris possédant la protéine d’intérêt uniquement dans les ILC3 permettant leur étude précise.

Bénéfices attendus

Le cancer est un problème de santé public majeur. Il est donc nécessaire de trouver des traitements efficaces et bien supportés par le patient. Ce projet pourrait ouvrir de nouvelles perspectives de traitement pour les patients en améliorant notre compréhension d'un phénomène immunitaire bénéfique à l'encontre du cancer. A mi-chemin entre la recherche fondamentale et appliquée, ce projet vise à long terme à améliorer les mécanismes immunitaires naturellement mis en place chez les patients cancéreux afin d'augmenter leur chance de survie.

Procédures

Les animaux reçoivent les cellules tumorales du cancer du poumon non à petites cellules murin en intra-veineuse (1 minute pour l’injection). Pour l’injection de la molécule chimique conduisant à un modèle de cancer du poumon semblable à ce qui peut se développer chez l’humain, les souris vont recevoir une injection en intra-péritonéale une fois par semaine, pendant 10 semaines. La durée de l’injection est d’environ 30 secondes. Par la suite, un suivi des souris sera réalisé 3 fois par semaine : les souris seront traitées en intra-péritonéale (30 secondes). 1,3,5,7 et 10jours après le traitement par chimiothérapie, les souris sont mises à mort sous anesthésie générale (5 minutes pour l’anesthésie et 10 secondes pour la mise à mort).

Impact sur les animaux

Le développement des deux modèles orthotopiques du cancer du poumon peut conduire à une difficulté respiratoire. Les animaux seront étroitement surveillés. Si la difficulté respiratoire devient trop importante, l’animal sera mis à mort. Les chimiothérapies utilisées peuvent entraîner une perte de poids chez les souris. Ainsi, le poids des souris sera vérifié 3 fois par semaine.

Devenir

Les animaux seront mis à mort à la fin des expériences afin de prélever les poumons.

Remplacement

Le cancer est une maladie complexe impliquant des mécanismes de contrôle et des interactions possibles seulement dans un organisme vivant. En effet, la recherche a permis de comprendre l’importance de l’environnement dans lequel le cancer se développe et les multiples interactions avec le système immunitaire, le stroma tumoral, le système vasculaire et le métabolisme. En conséquence, les expérimentations in vitro ne suffisent pas à appréhender la complexité d’un organisme.

Réduction

Les groupes expérimentaux seront constitués de n=7 individus afin de générer des cohortes avec suffisamment de puissance pour permettre d’évaluer les effets anti-tumoraux des traitements tout en permettant à une seule et même personne de prendre en charge l’expérience. Les expériences seront réalisées par des personnes parfaitement formées afin d’optimiser la reproductibilité. Le fait que ces animaux soient génétiquement identiques permet de réduire la taille des groupes tout en ayant des résultats fiables. Néanmoins, comme les variations dans les croissances tumorales peuvent être faibles, nous répéterons les expériences 3 fois de manière indépendante. Le test statistique utilisé sera celui le plus adapté en raison de la taille des groupes.

Raffinement

L’animal aura un temps d’acclimatation de minimum une semaine avant toute manipulation par l’applicateur du projet. Afin d’améliorer le bien-être des animaux, les souris ne seront pas isolées. De plus, de l’enrichissement sera présent dans les cages tel que des jouets, des frisotis pour leur nidification et des tubes pour qu’elles puissent se cacher. Les animaux seront observés quotidiennement et des points limites ont été établis en fonction des manipulations réalisées avec une grille de score associée. Si ce score atteint 8 ou s’il atteint 4 trois jours d’affilés, les souris seront mises à mort par dislocation cervicale

Choix des espèces

Les souris, outre l’avantage lié à leurs caractéristiques physiologiques, sont les modèles expérimentaux pour lesquels on trouve plus facilement et en plus grand nombre des réactifs spécifiques à l’espèce. Les souris sont l’espèce de référence pour les études précliniques en cancérologie, permettant la reproduction et la validation des résultats facilement pas la communauté scientifique. Enfin, les souris autorisent une variété de techniques d’administration et de prélèvement présentant des analogies avec ce qui est réalisé en recherche clinique sur l’homme. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (entre 7 et 12 semaines d’âge) pour la mise en œuvre de modèles expérimentaux stables et reproductibles avec des animaux possédant un système immunitaire mature.

Déjà utilisées dans un projet antérieur, cinq macaques à longue queue femelles de trois à quatre kilos sont soumises à des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et pourront être réutilisées ensuite dans un autre projet après accord du vétérinaire. Chacune reçoit un anticorps antiviral radiotracé par le nez sous anesthésie légère, subit une imagerie scintigraphique, une intubation trachéale avec une heure d'assistance respiratoire, des lavages nasaux et des prises de sang répétées. L'étude porte sur cinq individus sans analyse statistique, le porteur admettant que l'effectif et l'hétérogénéité du dépôt dans les voies respiratoires ne s'y prêtent pas. Le renforcement positif est écarté pour les lavages nasaux, les zootechniciens jugeant qu'un macaque non coopérant fait courir au personnel un risque de morsure.

Objectifs

Selon l’organisation mondiale de la santé, les infections des voies respiratoires basses demeurent la maladie transmissible qui fait le plus de morts dans le monde, et se placent au quatrième rang des principales causes de mortalité. Ces infections dues, entre autres, à des virus respiratoires entraînent des millions d’hospitalisations chaque année et est une cause importante de décès chez les personnes fragiles (âgées, jeune enfant…). Face à l’hésitation vaccinale, la moindre efficacité des vaccins dans certaines populations et l’émergence et une propagation rapide des virus pharmaco-résistants, de nouveaux traitements sont nécessaires pour contrôler les infections virales respiratoires. Pour de nombreux virus respiratoires, comme celui de la grippe, le virus respiratoire syncitial et celui de la Covid-19, les cavités nasales sont le site d’entrée, de réplication primaire du virus, et constitue un réservoir pour la transmission du virus aux poumons, où l’infection peut provoquer une pneumonie potentiellement mortelle. Le contrôle de la réplication des virus respiratoires et de l’infection dans les cavités nasales offre donc une réelle opportunité de limiter les pneumonies lorsqu’une épidémie émerge. Aujourd’hui, de nombreuses biothérapies à visée intranasale (protéines et vaccins) sont en cours de développement ou commercialisés pour diverses applications. S’appuyant sur des décennies de recherche translationnelle en immunothérapie sur les infections respiratoires, en ingénierie des anticorps et en inhalation le but de ce projet européen est de développer des traitements inhalables (par voie intranasale), à base d’anticorps contre différents virus respiratoires (grippe, COVID) afin de bloquer l’infection dans les cavités nasales. Plus concrètement, cela implique : 1/ d’évaluer le dépôt de l’anticorps dans les voies respiratoires après inhalation par voie intranasale chez le primate non humain afin de déterminer la dose délivrée dans les cavités nasales et 2/ d’analyser le devenir et l’impact de l’anticorps inhalé dans l’organisme.

Bénéfices attendus

Les infections respiratoires représentent un lourd tribut en termes de morbi/mortalité, perte de productivité et coût pour le système de santé. L’impact sociétal potentiel du projet est immense. La prévention des décès et des hospitalisations dus aux virus respiratoires avec des anticorps inhalés aura un avantage direct pour la santé humaine et un potentiel économique et sociétal important. Cette approche anticorps/voie intranasale offrirait une opportunité de mieux contrôler les épidémies. L’approche par inhalation intranasale avec des anticorps capables de neutraliser différentes virus respiratoires est très attractive pour limiter la transmission entre personnes et pour prévenir des pneumonies sévères.

Procédures

- Pose des points de repère spatiale : sous anesthésie chimique légère- 10 minutes - Mesure du coefficient d’atténuation des cavités nasales : sous anesthésie chimique légère- 10 minutes - Administration par voie intranasale de l’anticorps radiotracé : sous anesthésie chimique légère - 1 minute au total - Imagerie scintigraphique du dépôt dans les voies respiratoires de l’anticorps radiotracé : sous anesthésie chimique légère - 15 minutes - Intubation par sonde intratrachéale : sera réalisée à l’occasion des gestes nécessitant l’anesthésie gazeuse à l’isoflurane- le geste lui-même dure environ 2 minutes mais les animaux seront intubés et sous assistance respiratoire pendant 1 heure. - Prélèvements sanguins : sous anesthésie–5-10 minutes par prise de sang Et sur animaux vigiles – 5-10 minutes par prise de sang. - Lavage nasal : sous anesthésie 5 -10 minutes par lavage.

Impact sur les animaux

Nous avons identifié quelques nuisances attendues/prévues : - Stress causé par la contention et manipulation des animaux, - Douleur causée par l’injection d’anesthésiques chimiques De plus, nous avons identifié des facteurs engendrant des potentiels effets indésirables/secondaires : l’utilisation d’anesthésiques pouvant éventuellement entraîner des troubles cardio-respiratoires, des hématomes lors des prises de sang, une irritation locale lors de l’inhalation par voie intranasale de l’anticorps radiotracé et lors des lavages nasaux.

Devenir

Au vu de l'espèce utilisé dans ce projet et de la classification de la gravité de la procédure (moderée), les animaux pourront être réutilisés dans un autre projet après accord du vétérinaire réferent.

Remplacement

Le principe de remplacement de la règle de bien-être animal est appliqué. En effet, les résultats in vitro préalables à l’utilisation des animaux, notamment l’utilisation de répliques anatomiques de cavités nasales macaques, nous permettrons de calibrer les différentes expériences in vivo afin de limiter le nombre d’animaux nécessaire et d’utiliser d’emblée des posologies et modalités d’administration adaptées.

Réduction

Les animaux seront réutilisés d’un autre projet, mais naïfs vis-à-vis de l’anticorps anti-viral. L'étude est réalisée sur un effectif réduit (n=5) et servira à obtenir des données qualitatives, sans analyse statistique, du devenir et de l’impact de l’anticorps inhalé. Comme indiqué dans la saisine, les temps de prélèvements (sanguin et nasal) pourront varier selon les animaux car ils seront ajustés, au cours de l'étude, sur la base des données issues des premiers animaux. Une analyse statistique n'apparaît donc pas compatible compte tenu du n faible à chacun des temps (n

Raffinement

Pour réduire au maximum l’utilisation d’anesthésiques, du renforcement positif est inclus pour les prélèvements sanguins (PS) à T3h-72h post-inhalation (PS sans lavage nasal concomitant). A ces temps les PS seront réalisés sur animaux vigiles sans contention uniquement sur les animaux répondants car, d’après des études, certains animaux n’adhèrent pas à ce type de démarche même après plusieurs semaines d’entrainement. Pour les animaux non réceptifs les PS seront réalisés sur animal vigile mais immobilisé par contention. Le renforcement n’est pas envisagé pour les PS aux temps T15min->T60min car le respect de ces temps précis est primordial pour l’analyse pharmacocinétique. Il n’est pas envisagé pour les lavages nasaux pour des questions de sécurité du personnel car, d’après les zootechniciens, il est difficile d’entrainer un PNH à accepter l’administration nasale d’un soluté et d’en récupérer un volume. Ce geste sur un animal non coopérant amène des questions de sécurité (risque morsures). La totalité des lavages nasaux se fera donc sur des animaux anesthésiés avec des molécules et dosages adaptés. Enfin, vu que les lavages nasaux impliquent une anesthésie nous réaliserons les PS aux temps T0, T1sem, T2sem, T3sem, T4sem durant l’anesthésie. Pour réduire la douleur et éviter des hématomes la taille de l’aiguille sera adaptée et un point de compression sera appliqué. Si insuffisance respiratoire des mesures d’oxygénothérapie et réanimation seront mis en place. Pour réduire le risque d’irritation locale, la taille des embouts narinaires sera adaptée et les lavages seront réalisés avec soin. Au cours de l’anesthésie prolongée : -Gel oculaire pour prévenir la sècheresse des yeux - Humidification et réchauffement des voies aériennes par filtre échangeur d’humidité chaleur - Sonde d’intubation de taille adaptée avec ballonnet pour éviter une lésion trachéale et garantir une bonne ventilation. - Tapis chauffant pour maintien d’une température - Fluides de remplacement (solution isotonique) après des PS multiples. Les animaux sont hébergés par groupe de 3 et de 2 dans 2 volières conformes aux normes en vigueur. Ils disposent dans leur hébergement de plateformes surélevées, de tunnels, de jouets et de piscine. L’alimentation couvre les besoins journaliers et est complétée par une distribution de friandises. La nourriture pourra être cachée dans des jouets pour stimuler la recherche alimentaire. Les friandises distribuées sont différentes d’un jour à l’autre.

Choix des espèces

Le primate non humain est une espèce de référence pour les études de dépôt de particules inhalées dans le tractus respiratoire, permettant de mettre en place différentes conditions de ventilation et d’utiliser des dispositifs à qui seront directement utilisés chez l’homme. Le choix de l’espèce macaque se justifie par : - La tenue bipède, la morphologie du nez et le volume des cavités nasales. La tenue assise lors de l’administration de la molécule et la taille du nez permet l’utilisation de dispositif à visée humaine avec un embout adapté. Le volume des cavités nasales est compatible avec les volumes administrés avec les différents dispositifs. - Proximité anatomique de l’espèce. Les cavités nasales des macaques sont plus similaires à celle de l’homme, que celles d’autres espèces. - Proximité physiologique de l’espèce. La morphologie et la distribution de l’épithélium nasal (où se réplique le virus de la grippe et cible de l’anticorps) chez le macaque est plus proche de celles de l’homme que celles d’autres espèces (rongeurs, chiens) - Similarité des réponses immunologiques et biologique avec l’humain, faisant du PNH une espèce de référence pour les études réglementaires avec des anticorps thérapeutiques. 5 animaux adultes de 3-4 kg réutilisés de projets précédents après accord du vétérinaire référent.

Savoir si une inflammation passée modifie la réponse des lymphocytes contre une tumeur conduit à utiliser 300 souris, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever leurs organes. Elles boivent une eau additionnée d'antibiotiques pendant cinq semaines, ce qui provoque une inflammation intestinale, une diarrhée et une douleur abdominale transitoires, subissent une biopsie d'oreille d'un millimètre, un rasage du flanc et une greffe sous-cutanée de cellules tumorales, puis une injection de lymphocytes. Le porteur annonce des points limites précoces et un suivi trois fois par semaine, sans détailler ce qui déclenche l'arrêt. Le bénéfice attendu tient en une phrase de huit mots, l'identification de mécanismes permettant un meilleur rejet tumoral.

Objectifs

Le système immunitaire nous protège des infections et de l’émergence de tumeurs, mais pour fonctionner de manière optimale, il doit constamment se préparer et s'entraîner. Lorsqu’on est malade, l’inflammation générée peut toucher nos lymphocytes. Nous explorons comment cet inflammation passée peut influencer la réponse des lymphocytes contre les tumeurs.

Bénéfices attendus

Identification de mécanismes permettant un meilleur rejet tumoral.

Procédures

Injection aprés anesthésie gazeuse (1 fois 2 min/souris) - Injections (1 fois 20sec/souris)- Légère contention et pesée des souris (20s/3 fois par semaine) – Prélèvement de féces (3 fois, durée de l'intervention 30 secondes environ)- -Rasage du flanc des souris sous anesthésie gazeuse (1x 2 minutes/souris) - Injection sous-cutanée dans le flanc, sous anesthésie gazeuse, de cellules tumorales (1x 2 minute/souris) – Injection sous anesthésie gazeuse, de lymphocytes (1x 2 minutes/souris) - Récolte des fécés : procédure non invasive et rapide (1 fois/ maximun 20s)-Traitement antibiotiques dans l'eau de boisson pendant une durée maximale de 5 semaines.

Impact sur les animaux

-Léger Stress dû aux diverses contentions -Inflammation intestinale transitoire -Problèmes d’hydratation consécutifs à une diarrhée transitoire - Douleur abdominale transitoire -Gêne et léger douleur dues à la présence d'une tumeur sur le flanc de l'animal-Douleur modérée et transitoire lors d'une petite biopsie (1 mm) à l'oreille

Devenir

Les animaux seront mis à mort et les oraganes seront prélévés pour analyses.

Remplacement

La maturation du système immunitaire est un processus complexe qui implique l'interaction de divers acteurs, tels que le microbiote, le système immunitaire inné et le système immunitaire adaptatif, et ne peut actuellement être étudiée qu'à l'échelle de l'organisme entier. Par ailleurs, nous avons renforcé nos hypothèses et éliminé un grand nombre de pistes en effectuant une recherche bibliographique exhaustive et en réalisant divers tests in vitro, réduisant ainsi de manière significative notre utilisation d'animaux dans notre projet.

Réduction

Nous avons toute l’expertise immunologique et technique. Ainsi, il n’y a pas de mises au point nécessaires. Utilisation de techniques d’analyses multiparamétriques ce qui réduit considérablement le nombre de matériels biologiques nécessaires. Optimisation maximale des échantillons biologiques. Le nombre de souris proposées dans ce projet a été réduit au minimum nécessaire et suffisant pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et reproductibles. Ce nombre a été calculé à partir d’outil statistique. Ce nombre peut encore être réduit si les tests de prises de décisions ne valident pas nos hypothèses avancées. Nous utilisons mâles et femelles ce qui limite considérablement le nombre de souris à générer. Pour éviter d'augmenter le nombre d'animaux, les expériences seront planifiées de telle sorte à béneficier d'un groupe contrôle commun et éviter ainsi de multiplier les groupes contrôles.

Raffinement

- Un suivi quotidien des animaux (zootechnicien +expérimentateur) permettant un repérage rapide des premiers signes de mal être (tel que l’isolement, des mouvements ralentis ou anormaux, présence de selles molles dans la cage). – Des points limites définis et précoces nous permettant d’agir rapidement ont été mis en place. – Anesthésie des animaux lors de manipulations invasives comme l’injection intraveineuse de cellules et ainsi réduire le stress de l’animal et éviter des mouvements de l’animal pouvant le blesser. – Pour favoriser le bien-être des animaux, leur environnement sera enrichi de maisonnettes en cartons pour se cacher et de bâtonnets en coton pour créer un nid. - Pas d’isolement des souris pour respecter au tant que faire ce peu le comportement social des souris. Les protocoles que nous suivrons sont bien établis pour réduire au maximum la douleur et l’angoisse. De plus un suivi adapté des points limites précoces et prédictifs (3 fois par semaine), et la manipulation des animaux par des personnes compétentes, permettent de limiter la douleur ou souffrance des souris, via notamment l’anesthésie gazeuse et un anesthésique local. Pour garantir le bien-être animal, un enrichissement (morceaux de coton, tunnel en carton, morceaux de bois) est ajouté à chaque cage. En cas d’altération du bien être ou de perte de poids limitée, de la nourriture liquide et de l’eau gélifiée pourront être utilisés. En cas de douleur détectable, un analgésique sera administré.

Choix des espèces

L’ensemble des outils, anticorps pour ce genre d’études sont développés chez la souris. Le stade adulte (souris 2 mois) est choisi de façon à avoir un système immunitaire mature et une flore commensale stable et complète. Mâles et femelles seront utilisés dans cette étude pour minimiser le biais lié au sexe dans nos observations.

Injectées dans le cervelet au cours d'une procédure de 45 minutes à une heure sous anesthésie générale, 178 souris sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et toutes tuées à la fin pour prélever leurs tissus. Elles sont d'abord génotypées par biopsie de queue à sept jours, puis passent jusqu'à deux tests comportementaux par jour, entre un et quatorze mois d'âge selon les groupes. L'objectif est de tester une thérapie génique contre l'ataxie récessive liée au gène COQ8A, une maladie rare sans traitement efficace. Le porteur affirme que le déficit de coordination motrice n'a "pas d'impact sur la vie normale des animaux" et qu'aucun signal de douleur n'a été détecté, tout en indiquant que ce phénotype apparaît à dix semaines et s'aggrave tout au long de la vie.

Objectifs

La CoQ10, également appelée ubiquinone, ubiquinol ou coenzyme Q10, est une molécule très connue. Vous avez probablement déjà vu ce nom sur l'emballage de crèmes pour la peau ou d'aliments de remise en forme. La CoQ10 a une fonction plus spécialisée, agissant à l'intérieur de nos cellules et contribuant à de nombreuses fonctions, comme un ouvrier qui aide d'autres molécules à faire leur travail. Même si nous pouvons consommer de la CoQ10 dans certains aliments tels que la viande, le poisson ou les noix, la quantité n'est pas suffisante. Nos cellules ont donc un moyen de fabriquer la CoQ10 pour nous. Lorsqu'il y a un défaut et que nos cellules ne sont pas en mesure d'effectuer cette construction correctement, les niveaux de CoQ10 diminuent à l'intérieur de notre corps. De faibles niveaux de CoQ10 conduisent à des maladies que nous appelons : déficiences primaires en CoQ10. L'une des déficiences en CoQ10 les plus connues est l'ataxie autosomique récessive de type 2 ou ARCA2, qui se caractérise chez les patients par une intolérance à l'exercice, une cardiomyopathie, une épilepsie, une déficience intellectuelle, une néphropathie et un déséquilibre. L'ARCA2 est considérée comme une maladie rare et il n'existe pas encore de traitement efficace. C'est pourquoi ce projet de recherche tente de trouver de nouveaux traitements qui, à l'avenir, pourront aider les patients atteints d'ARCA2 à avoir une vie meilleure.

Bénéfices attendus

Nous espérons que les résultats de ce projet apporteront à la communauté scientifique de nouvelles thérapies possibles et contribue également à clarifier de nouveaux mécanismes moléculaires concernant l'ataxie autosomique récessive. L'ataxie COQ8A est une maladie rare sans traitement efficace. La supplémentation en CoQ10 est utilisée par les patients pour atténuer les symptômes, cependant tous les patients ne répondent pas de la même manière à ce traitement, donc notre projet de recherche peut apporter une nouvelle perspective thérapeutique et accélérer le processus de traitement, ce qui pourrait à l'avenir donner aux patients une meilleure qualité de vie grâce à de nouvelle approches thérapeutiques.

Procédures

Ce projet comprend : • Un protocole de génotypage par biopsie de la queue sera effectué à 7 jours de vie, ce protocole provoquera une légère douleur de courte durée. La durée du protocole sera d'environ 2 minutes par animal • Une étape incluant des tests comportementaux sera réalisée sur les animaux vigiles. La durée de ces tests est comprise entre 30 secondes et 5 minutes par souris, un maximum de deux tests comportementaux différents sera effectué par jour. • Un protocole d'injection intracérébral se fera sous anesthésie générale pour la délivrance du vecteur exprimant la protéine d’intérêt dans le cervelet. La durée totale de la procédure est de 45 minutes à 1 heure par souris.

Impact sur les animaux

Les nuisances et les effets indésirables pour les animaux seront décrits en termes de 5 libertés et de la manière dont le phénotype et les procédures affectent chacun de ces paramètres : (1) Liberté de faim et de soif : selon nos résultats précédents concernant la caractérisation des animaux, ceux-ci n'ont pas présenté de problèmes pour manger et boire de l'eau tout au long de leur vie. Les protocoles utilisés pour le comportement et l'injection ne modifient pas non plus ces paramètres. (2)Liberté d'inconfort : un certain niveau d'inconfort peut être causé par les tests de comportement. Nous prévoyons de l'atténuer grâce à des séances d'entraînement et à l'adaptation préalable des animaux à tout test. L'inconfort éventuel causé par l'injection intracrânienne sera contrôlé par l'application d'analgésiques. (3)Liberté en cas de douleur, de blessure ou de maladie : Le processus de génotypage peut provoquer des douleurs légères et de courte durée. Le protocole d'injection intracérébral peut provoquer des douleurs chez les animaux. Pour atténuer cet effet, nous prévoyons d'administrer des analgésiques au moins 4 jours après les injections afin d'éviter l'inflammation et la douleur. En ce qui concerne le phénotype de la maladie, aucun signal de douleur ou de lésion n'a été détecté conformément aux caractérisations précédentes. Les tests comportementaux ne provoquent pas de douleur. (4)Liberté d'exprimer un comportement normal : Comme nous mentionné précédemment, le phénotype de la maladie (déficience de la coordination motrice) n'a pas d'impact sur la vie normale des animaux, puisqu'ils peuvent se déplacer, manger et boire normalement tout au long de leur vie, en présentant un comportement normal par rapport aux animaux de contrôle. Le phénotype est simplement constaté à l'aide de tests comportementaux spécifiques. Les tests comportementaux ne modifient pas ces paramètres et la douleur ou l'inconfort éventuels causés par l'injection intracrânienne seront contrôlés par l'application d'analgésiques. (5)Liberté face à la peur et à la détresse : Pour réduire le stress, nous prévoyons d'enrichir l'environnement de chaque cage et de réduire autant que possible le bruit. Les animaux seront surveillés tous les jours et tout signal de stress ou de peur sera signalé. Pour soulager les stress éventuels des tests comportementaux et de la douleur de l'injection intracranienne, une séance d'adaptation sera organisée avant chaque test et des analgésiques seront utilisés.

Devenir

Dans ce projet, les animaux seront étudiés à différents âges afin d’assurer l’étude longitudinale sur un même lot d’animaux. A la toute fin des études, les animaux seront mis à mort pour le prélèvement de tissus.

Remplacement

Comme la maladie présente comme phénotype une perte générale de coordination motrice dans des tests comportementaux spécifiques, il est difficile d'étudier la maladie en utilisant d'autres modèles que ceux de la souris. La reproduction des symptômes ainsi que l'efficacité du traitement peuvent être mieux visualisées sur ce modèle. Toutefois, parallèlement aux tests in vivo, nous allons travailler sur des stratégies in vitro pour contribuer à la découverte de nouveaux mécanismes concernant la maladie, ce qui nous aidera à clarifier et à mieux cibler notre analyse in vivo et peut également nous aider à réduire le nombre d'animaux par rapport à l'étude générale.

Réduction

Toutes les procédures sont conçues pour diminuer le nombre d’animaux utilisés, tout en tenant compte du nombre minimum nécessaire pour appliquer les tests statistiques adaptés. Les travaux de notre équipe et les données préliminaires nous permettent d’estimer le nombre de souris pour avoir une valeur statistique suffisante (10 souris de même sexe et génotype par condition). Afin de réduire au maximum le nombre d’animaux, autant que possible, nous effectuerons une étude sur un même lot d’animaux à différents âges et les mêmes animaux seront utilisés pour réaliser les différents tests de comportement, les analyses fonctionnelles, histologiques, moléculaires et biochimiques. Pour l'optimisation du promoteur, nous avons choisi de travailler uniquement avec des mâles, sinon, comme nous avons trois vecteurs différents et deux concentrations différentes, l'optimisation utilisant les deux sexes devrait utiliser le double du nombre d'animaux.

Raffinement

Les animaux seront maintenus dans les conditions standard d’hébergement et l’environnement sera enrichi (igloo polycarbonate, rouleau de cellulose,...). Les animaux controles seront hébergés dans les mêmes cages que les animaux atteints. Un accès facilité à l’alimentation et à la boisson sera mis en place en fond de cage. Mesures pour soulager la douleur : Les animaux seront observés quotidiennement et les signaux de douleur seront signalés. Les signaux peuvent inclure : posture voûtée, toilettage réduit et fourrure ébouriffée, niveau réduit d’activité spontanée, consommation réduite de nourriture et d’eau, séparation des compagnons de cage, yeux louches agressivité accrue lors de la manipulation. En présence de ces signaux, la buprénorphine sera administrée et le vétérinaire sera informé pour décider des meilleures solutions. Mesures pour soulager l'anxiété et l'inconfort : En cas d'inconfort ou de signaux d'anxiété tels que : vigilance accrue, freezing et/ou hypoactivité, fréquence cardiaque élevée et consommation alimentaire supprimée, Les animaux présentant ces signaux ne vont pas effectuer les tâches comportementales. Pour les tests comportementaux, nous disposons d'un programme d'adaptation et d'apprentissage préalable. Pour chaque comportement, les animaux seront préalablement adaptés pendant au moins une semaine, à la salle de comportement et aussi à chaque équipement utilisé. Tout au long des procédures, un suivi régulier des animaux sera réalisé. Il nous permettra de s’assurer du bon vieillissement des animaux au fil des mois. Ce suivi est basé sur la mise en place de points limites et méthodes de prise en charge d’éventuel stress et douleur spécifiques à notre projet.

Choix des espèces

AAvec 98% d’identité protéique avec l’Homme, la souris est l'espèce de choix pour générer des modèles de maladies humaines. Son anatomie, sa physiologie et la génétique sont bien connues. Les méthodes pour la manipulation génétique de ces animaux sont les plus développées. La nécessité d'utiliser des souris génétiquement modifiée est liée à l'absence de modèle mammifère naturel correspondant à la maladie humaine. Par ailleurs, nos données de l’étude du modèle murin KO montrent que ce modèle reproduit les caractéristiques pathologiques nécessaires pour tester des solutions thérapeutiques. Les souris étudiées dans le cadre de l’injection du vecteur seront étudiées de l’âge de 1 mois à l’âge de 11 mois (tests comportementaux) dans la condition pré-symptomatique. Les souris étudiées dans le cadre d’une administration post-symtomatique de l’injection du vecteur seront étudiées de l’âge de 4 mois à l’âge de 14 mois (tests comportementaux). La fenêtre temporelle pour les tests comportementaux est choisie en tenant compte du fait que le phénotype chez les animaux commence à apparaître à 10 semaines et s'aggrave tout au long de la vie. A un mois (dans la condition pré-symptomatique), nous effectuons une séance comportementale pré-symptomatique comme preuve de concept que les animaux sont réellement pré-symptomatiques à ce stade.

Jusqu'à dix injections intrapéritonéales par animal, une injection intraveineuse sous anesthésie générale, une injection sous-cutanée : le protocole décrit ne va pas plus loin pour 1 488 souris, utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et toutes tuées pour des analyses post-mortem. Il s'agit d'ouvrir la barrière qui protège le cerveau afin de voir si un médicament y diffuse mieux lors d'une maladie cérébrale. Sur le remplacement, le porteur écrit en une phrase que la complexité de cette barrière ne peut pas être répliquée in vitro et qu'elle est conservée entre humain et souris. Il annonce des phénotypes dommageables, perte de mobilité, baisse de la consommation alimentaire et survie médiane de 250 jours, sans nommer la maladie induite ni préciser combien de souris la subiront.

Objectifs

Le cerveau est un organe sensible aux contaminants chimiques ou biologiques éventuellement transportés par le sang. Afin de le protéger, les vaisseaux sanguins du cerveau sont plus imperméables que ceux du reste du corps et forme ainsi une véritable barrière. Cependant, cette barrière représente un véritable obstacle à l'utilisation de médicaments pour traiter les maladies se développant dans le cerveau. Des travaux ont mis en évidence le rôle de protéines impliquées dans l’intégrité de cette barrière. Le but de ce projet et d’étudier l’impact d’une ouverture de la barrière du cerveau sur la diffusion et l’efficacité d’un médicament lors d’une maladie cérébrale.

Bénéfices attendus

Les résultats obtenus au cours de ce projet permettront de mieux comprendre les processus d’administration et de diffusion des médicaments dans le cerveau lors de maladie ou la barrière du cerveau limite fortement leurs efficacités.

Procédures

Injection intrapéritonéales (< 1 minute) : Maximum de 10 injections par souris. Injection intraveineuse (1 minute) : Maximum de 1 injection par souris. Les injections intraveineuses seront effectuées sous anesthésie générale. Anesthésie générale (maximum 1 heure) : 1 injection par animal. Injection sous-cutanée (1 minute) : Maximum de 1 injections par souris.

Impact sur les animaux

Douleurs légères et transitoires liées aux injections intrapéritonéales ou intraveineuses. Nuisances liées à l’apparition de phénotypes dommageables lors de la progression d’une maladie cérébrale : diminution des propriétés locomotrices (perte de mobilité), diminution de la consommation d’aliment induisant une perte progressive de poids et survie médiane de 250jours (des points limites adaptés ont été mis en place pour les différentes procédures)

Devenir

Les souris seront mises à mort à la fin des procédures pour analyses post-mortem.

Remplacement

La complexité de la barrière du cerveau ne peut pas être répliquée mais se retrouve conservé entre humains et souris, faisant de la souris est un modèle nécessaire pour cette étude.

Réduction

Le nombre d’animaux a été réduit au maximum. La taille des échantillons permettant une analyse statistique efficace des résultats a été déterminée à partir de données collectées au cours d’expériences précédentes ainsi que via l’utilisation d’un logiciel statistique en fonction des critères de taille d'effet et d'écart type propre à chaque procédure. Les résultats seront analysés par tests statistiques appropriés.

Raffinement

Les animaux seront maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi. Pour éviter le stress et la douleur, les injections intraveineuses seront réalisées sous anesthésie générale. Les perfusions intracardiaques seront réalisées sous anesthésie générale et antalgie Les procédures se dérouleront sous la surveillance d'expérimentateurs formés. Des points limites adaptés ont été établis dans les différentes procédures, entraînant la mise à mort anticipée de l’animal si nécessaire.

Choix des espèces

La souris est un modèle nécessaire pour cette étude de part : 1- La complexité de la barrière du cerveau qui ne peut pas être répliquée in vitro, mais qui est conservé entre humain et souris 2- L’existence de modèles de souris transgéniques recapitulant des maladies cérébrales humaine. La barrière du cerveau commence à se mettre en place durant le développement embryonnaire, et mature durant le développement post-natal jusqu’au 33ieme jour de vie chez la souris (J33). Ainsi, l’étude se fera aux stades nouveau-nées et adultes avec le but d’étudier l’impact d’une ouverture de la barrière du cerveau pendant la maturation ou pendant le maintien de cette dernière.

À J0, une injection d'iodoacétate de sodium dans l'articulation de la mâchoire, sous anesthésie générale, déclenche l'arthrose. À J60 vient une injection d'hydrogel, à J120 la pose d'une prothèse articulaire au cours d'une chirurgie de deux heures, le tout entrecoupé de trois à quatre scanners exigeant chacun deux heures d'anesthésie. 35 cochons adultes de 40 à 80 kilos traversent ces six mois dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec une douleur mandibulaire persistante, une ouverture de bouche réduite, une gêne à la mastication et une perte de poids attendues, le porteur affirmant que ces études sont "indispensables" au dossier de mise sur le marché du dispositif et qu'elles ne peuvent être remplacées ni légalement, ni techniquement, ni éthiquement. Tous sont tués à la fin pour des analyses post-mortem.

Objectifs

Ce projet vise à créer un modèle d'arthrose de l'articulation temporomandibulaire chez le porc en utilisant une substance chimique, appelée iodoacétate de sodium. Ce modèle permettra ensuite de tester un nouveau gel médical contenant un anti-inflammatoire, afin d'en évaluer l'efficacité et la sécurité. Des tests ont déjà été faits sur des rats, avec des résultats encourageants, mais nous voulons maintenant utiliser ce modèle chez le porc, car son articulation temporo-mandibulaire est plus proche de celle des humains, tant en taille qu'en fonctionnement. En parallèle, nous allons tester une nouvelle prothèse innovante par son aspect « mini-invasif » et « sur mesure ». En effet, le concept de cette prothèse est réalisé à partir d’un scanner du patient (ici un notre mini-porc) afin de s’adapté à sa morphologie et ainsi de pouvoir être miniaturisé. Cela permettrait d’avoir une prothèse plus fonctionnelle et une intervention moins lourde. Cette prothèse sera implantée chez les porcs afin de vérifier si elle est bien tolérée par l'organisme et si elle fonctionne correctement. Ce test nous permettra de valider si ce concept peut être utilisé dans le futur chez l'homme.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont les suivants : 1. Bénéfices scientifiques : • Création et validation d’un modèle d’ostéoarthrite (OA) chez le porc : Ce modèle d’OA de l’articulation temporomandibulaire (ATM) chez un grand mammifère est essentiel pour le développement de nouveaux dispositifs médicaux avant leur application clinique. La validation de ce modèle va au-delà de l'évaluation de l'hydrogel ou de la prothèse dans ce projet. Elle propose un modèle simple et reproductible d’OA de l’ATM, utilisable pour toute recherche ultérieure, notamment pour tester d'autres dispositifs médicaux dans la prise en charge des dysfonctionnements temporomandibulaires (DTM). • Acquisition de connaissances scientifiques sur l’hydrogel et la prothèse : Cette étude permettra de mieux comprendre l’efficacité de l’hydrogel chitosan/naproxène ainsi que celle de la prothèse "mini-invasive" et "sur mesure" pour l’ATM, développée dans le cadre de ce projet. En fonction des résultats obtenus in vivo, la conception de la prothèse et la formulation de l’hydrogel pourront être ajustées et optimisées. 2. Bénéfices cliniques : • Validation de l’hydrogel et de la prothèse : En validant l’efficacité de l’hydrogel chitosan/naproxène et la biocompatibilité de la prothèse "mini-invasive" et "sur mesure" pour l’ATM, ces dispositifs médicaux ont des implications cliniques potentielles importantes. Ils pourraient représenter des avancées significatives dans la prise en charge des DTM, en réduisant la douleur et en restaurant la fonction de l’appareil manducateur. • Perspectives de recherche clinique : Des résultats concluants obtenus sur grand mammifère concernant l'hydrogel pourraient ouvrir la voie à des essais cliniques à moyen terme, permettant ainsi de tester ces avancées directement sur l'homme.

Procédures

Pour la réalisation du projet, les animaux subiront quatre types d'interventions distinctes : 1. Scanners (3 scanners par animal sur 6 mois) : o Cette intervention est peu invasive et consiste en la réalisation de quatre scanners au total. o Le premier scanner sert de référence et sera utilisé comme comparateur (uniquement pour les animaux faisant parti du groupe induction du modèle). o Le deuxième scanner a pour but de confirmer la bonne induction de l'ostéoarthrite et sert de comparateur pour l’évaluation de l’hydrogel. o Le troisième scanner sera utilisé pour évaluer l’efficacité de l’hydrogel dans la deuxième procédure (uniquement pour les animaux faisant parti du groupe évaluation hydrogel). o Le quatrième scanner est réalisé pour vérifier la bonne ostéointégration de la prothèse. o Chaque scanner nécessite le transport de l’animal sous anesthésie générale jusqu’à l’appareil, suivi de l'acquisition des images. La durée totale de la procédure est d’environ 2 heures. 2. Injection de MIA : o Cette intervention vise à induire le modèle d’ostéoarthrite (OA) par une injection de iodoacétate monosodique (MIA) sous anesthésie générale. o Il s'agit d'une procédure peu invasive, réalisée par voie percutanée à J0. o La durée totale de la procédure est d'environ 30 minutes. 3. Injection de l'hydrogel (uniquement pour les animaux faisant parti du groupe évaluation hydrogel) : o Sous anesthésie générale, cette intervention permet d'évaluer la performance de l'hydrogel médical par une injection percutanée à J60. o Cette procédure, également peu invasive, est réalisée en une seule fois. o L’ensemble de la procédure dure environ 30 minutes. 4. Pose de la prothèse : o Cette procédure, réalisée sous anesthésie générale, est plus invasive. Elle consiste en la pose d’une prothèse articulaire. o En raison de son caractère invasif, les animaux bénéficieront d’un traitement analgésique ainsi que d'une antibiothérapie. o Cette intervention est réalisée à J120 et dure environ 2 heures.

Impact sur les animaux

Le projet présente plusieurs nuisances et effets indésirables potentiels, principalement liés à l’induction du modèle d’ostéoarthrite et à la chirurgie prothétique. Les principaux effets indésirables sont les suivants : • Douleur persistante au niveau de l'articulation temporomandibulaire (ATM) : La douleur, généralement légère, est due à l'inflammation initiale provoquée par l'injection intra-articulaire de MIA, suivie du développement de l'arthrose débutante. Cette douleur pourrait persister au fil du temps, en lien avec la progression du modèle d’ostéoarthrite. • Limitation des amplitudes mandibulaires : Une diminution de l'amplitude de l'ouverture buccale est attendue, en raison de l’inflammation et de la progression de l’ostéoarthrite, ce qui affecte la mobilité mandibulaire des animaux. • Perte de poids : Plusieurs facteurs peuvent contribuer à une perte de poids, notamment le stress expérimental, la limitation des amplitudes mandibulaires et la douleur à la mastication, qui pourrait affecter l'alimentation des animaux. • Complications per-opératoires lors de la pose de la prothèse (ces complications ne sont pas attendues mais possible) : o Perte sanguine : Les saignements per-opératoires sont possibles durant la chirurgie, en raison de la nature invasive de l’intervention. o Complications anesthésiques : Des complications respiratoires ou vasculaires liées à l’anesthésie générale pourraient survenir pendant la pose de la prothèse. • Complications post-opératoires suite à la pose de la prothèse (ces complications ne sont pas attendues mais possible) : o Infection et hyperthermie : Une infection au niveau de la zone opérée pourrait entraîner de la fièvre (hyperthermie) chez les animaux. o Désunion de la cicatrice pré-tragienne : Une mauvaise cicatrisation ou une désunion de la cicatrice au niveau de la zone pré-tragienne peut également constituer une complication post-opératoire.

Devenir

A la fin de la procédure, l’ensemble des animaux sont euthanasiés pour des analyses post-mortem.

Remplacement

Cette étude porte sur le développement préclinique de dispositifs médicaux destinés à l'articulation temporomandibulaire (ATM) dans la prise en charge des dysfonctionnements temporomandibulaires (DTM). Ces études animales sont indispensables pour constituer le dossier de demande d'autorisation de mise sur le marché (AMM) du futur dispositif médical et ne peuvent être remplacées légalement, techniquement ou éthiquement par d'autres méthodes (tests in vitro, essais cliniques, etc.). Le modèle porcin est le plus approprié et couramment utilisé dans le cadre de l'ostéoarthrite en raison de la similitude anatomique avec l'homme, permettant ainsi une transposition fiable des résultats. De plus, les caractéristiques fonctionnelles et mécaniques de l'ATM du porc sont proches de celles de l'humain. Les tests préliminaires effectués sur des petits animaux pour l'hydrogel ont montré qu'ils ne peuvent se substituer aux études sur les grands mammifères, et la pose de prothèse ne peut techniquement pas être réalisée sur de petits animaux à cause de leur taille.

Réduction

Le nombre d’animaux nécessaires a été optimisé. Ainsi, les 35 animaux utilisés pour la création du modèle ou pour tester l’hydrogel seront également réutilisés lors de la pose de la prothèse. Cependant, il est prévu d’interrompre la dernière étape (étape 3) dès que la validation de la prothèse est obtenue chez 6 animaux consécutifs. La validation de la prothèse est considérée acquise lorsqu'elle respecte les réglementations européennes en matière de mise sur le marché des dispositifs médicaux (Règlement (UE) 2017/745 relatif aux dispositifs médicaux). De plus, avant les expérimentations sur les porcs, les hydrogels ont été testés chez des rats, permettant ainsi de sélectionner les meilleurs hydrogel-candidats. Cette approche préliminaire a permis de ne retenir que les formulations les plus prometteuses, réduisant ainsi le nombre de porcs nécessaires aux tests, car seules les versions les plus performantes seront évaluées. Des moyens d’évaluation peu invasifs de l’OA, tels que le scanner ou l’examen clinique, seront utilisés afin de limiter le nombre d’animaux sacrifiés pour les analyses histologiques intermédiaires. Le nombre d’animaux du groupe témoin négatif a également été réduit, car la littérature a validé l’utilisation de sérum physiologique comme contrôle. Pour limiter le nombre d'essais par animal, la prothèse a été créée par Conception Assistée par Ordinateur (CAO), suivie d’un prototypage et réalisation d'essais mécaniques expérimentaux, permettant d'obtenir rapidement un modèle performant et adapté limitant une expérimentation animale « empirique ». Cette simulation numérique, associée à l’expertise d’une équipe chirurgicale expérimentée dans le domaine, nous permet d’optimiser les résultats attendus et de réduire encore le nombre d’animaux nécessaires, en limitant les risques d’échec lors des premières expérimentations. Le nombre d'animaux dans le groupe contrôle a été réduit, car la littérature valide l'utilisation de sérum physiologique comme contrôle. De plus, les études sur petits animaux (rats) menées sous le protocole Apafis 25897 ont permis de sélectionner les matériaux optimaux, réduisant ainsi le nombre d'animaux nécessaires pour les études chez le porc. Après euthanasie, des tissus pourront être prélevés par des utilisateurs du site pour leurs travaux nécessitant du matériel biologique porcin.

Raffinement

Le principe de raffinement sera appliqué à travers plusieurs mesures visant à améliorer le bien-être des animaux tout en garantissant la qualité des données expérimentales : • Conditions de vie optimales : Les animaux seront logés à deux par box pour leur bien-être, dans une salle à flux d’air contrôlé. Bien qu'aucune modification alimentaire ne soit prévue pendant l'induction du modèle, une attention particulière sera portée à leur capacité à s'alimenter correctement. En cas de fortes chaleurs, un glaçon enrichi sera mis à leur disposition dans le box. Une période d’acclimatation de 10 jours sera observée pour habituer les porcs aux manipulations et à la présence des soignants. • Intervention sous anesthésie générale : Toutes les interventions (injections intra-articulaires, mesures de l'ouverture buccale, scanners, pose de prothèse) seront réalisées sous anesthésie générale, précédées d'une prémédication. Lors des interventions chirurgicales, des protocoles stricts d'asepsie seront suivis pour minimiser les risques d'infection post-opératoire. • Surveillance du bien-être des animaux : Plusieurs indicateurs seront surveillés pour s'assurer du bien-être des porcs : o Poids : Le poids sera mesuré quotidiennement les jours post-opératoires, puis une fois par semaine après chaque intervention (induction et pose de la prothèse). o Température corporelle : La température sera mesurée quotidiennement en post-opératoire pour détecter toute hyperthermie, signe potentiel d’infection post-opératoire. o Plaie post-opératoire : La plaie chirurgicale sera examinée quotidiennement durant les 7 premiers jours post-opératoires, pour surveiller la présence de désunion, de saignement ou d'hématome. o Analyse comportementale : Une observation régulière du comportement des animaux sera effectuée, avec une attention particulière portée à la posture, la sociabilité et la déambulation, pour détecter tout signe de détresse ou de souffrance.

Choix des espèces

Le porc a été choisi comme modèle animal de référence pour cette étude. Parmi les grands mammifères, il est le plus couramment étudié dans le cadre de l’ostéoarthrite temporomandibulaire, en raison de sa proximité anatomique et histologique avec l'homme, permettant ainsi une transposition fiable des résultats vers l'application clinique chez l'humain. De plus, l'articulation temporomandibulaire (ATM) du porc présente des similarités fonctionnelles et mécaniques importantes avec celle de l'être humain, ce qui en fait un modèle pertinent pour les études sur les dispositifs médicaux liés aux dysfonctionnements temporomandibulaires (DTM). Les modèles murins, bien qu’utiles dans d’autres types d’études, sont jugés trop petits pour la pose d'une prothèse de l’ATM. En conséquence, ils ne sont pas adaptés pour obtenir des données transférables à l’homme dans ce contexte. L'utilisation de brebis a été envisagée, mais ce modèle présente plusieurs inconvénients, notamment un manque de données préexistantes et une fragilité apparente lors des expérimentations périmandibulaires, difficultés partagées par l'équipe de la plateforme d'expérimentation animale. Les porcs seront utilisés à l’âge adulte, avec un poids situé entre 40 et 80 kg. Cela garantit que l’articulation est pleinement mature et que la croissance est terminée, évitant ainsi des biais dans les résultats liés à des modifications anatomiques dues à la croissance.

2 680 souris et 2 680 rats vont être utilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une surcharge d'hormones androgènes leur est administrée chaque jour pendant une à vingt-quatre semaines, par voie orale, par injection ou par implant sous-cutané à libération prolongée, pour reproduire un syndrome des ovaires polykystiques. Les femelles subissent en plus un frottis vaginal quotidien pendant quatorze à vingt-huit jours consécutifs, des prélèvements de sang et d'urine hebdomadaires, et pour certaines une mise à l'accouplement de deux semaines suivie d'une gestation menée à terme. Provoquer l'infertilité ne devrait pas, selon le porteur, entraîner d'autres effets indésirables, et tous les animaux seront tués parce que le prélèvement des ovaires est jugé "indispensable" pour établir l'effet d'un traitement.

Objectifs

Le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) est la maladie hormonale la plus fréquente chez les femmes en âge de procréer, touchant environ une femme sur dix dans le monde. Il se caractérise par un dérèglement hormonal, une production excessive d’androgènes (comme la testostérone), des règles irrégulières et la formation de follicules inachevés dans les ovaires. Le SOPK est l’une des principales causes d’infertilité. L’origine du SOPK n’est pas clairement identifiée, mais elle est probablement multifactorielle (génétique, épigénétique, environnementale). Un lien est souvent rapporté entre l’excès d’androgènes, la résistance à l’insuline et l’obésité, avec environ 35 à 50 % des patientes avec un SOPK qui sont obèses. Les symptômes varient selon les personnes : pilosité excessive, perte de cheveux, acné, règles irrégulières ou absentes. Ces symptômes évoluent avec l’âge, l’hypersécrétion des androgènes aggravant la résistance à l’insuline. Le SOPK augmente aussi le risque de syndrome métabolique (surpoids, dyslipidémie, hypertension, troubles de la glycémie), conduisant à l’insulinorésistance, au diabète de type 2 et aux maladies cardiovasculaires. Il accroît également le risque de cancer de l’endomètre. Le SOPK est une maladie chronique, et actuellement incurable. La prise en charge des patientes vise à améliorer les symptômes par des changements de mode de vie et ou des traitements médicamenteux. La recherche médicale est donc très active, cherchant à comprendre les dysfonctionnements et à développer de nouveaux traitements, notamment des traitements curatifs. Des modèles animaux de SOPK sont décrits dans la littérature, principalement chez les rongeurs. Ceux-ci sont développés via des modifications génétiques, des manipulations environnementales (exposition au stress ou lumière constante) ou l’induction de taux élevés d’hormones sexuelles, parfois combinée à l’induction du diabète (lignée de rongeurs diabétiques ou alimentation riche en graisses (type Western ou High-fat-diet, HFD). Ce projet vise à développer des modèles animaux de SOPK spontané (certaine souche de rat) ou induit par surcharge androgénique, afin de mieux comprendre la physiopathologie du SOPK et de contribuer à la recherche de nouveaux traitements, curatifs ou symptomatiques. Ces modèles animaux chez les rongeurs sont décrits comme mimant le SOPK chez la femme, et répondant aux critères diagnostic de la maladie (critères de Rotterdam).

Bénéfices attendus

Selon l’Organisation mondiale de la santé, le SOPK est un problème de santé publique important et l’un des troubles hormonaux les plus courants chez les femmes en âge de procréer. La maladie touche environ 8 à 13 % des femmes en âge de procréer. Les effets biologiques et psychologiques du SOPK, en particulier ceux liés à l’obésité, à l’image du corps et à l’infertilité, peuvent entraîner des problèmes de santé mentale et une stigmatisation sociale. D’après l’Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm, dossiers SOPK), un des enjeux de la recherche sur le SOPK est le développement de nouveaux traitements qui permettraient de résoudre toutes les complications à la fois, en s’attaquant à la cause du problème et non à chacun des symptômes séparément. Ce projet de recherche permettrait la mise en place d’un modèle robuste et valide de SOPK chez le rat et la souris. Ensuite, l’évaluation de nouveaux traitements du SOPK sur ces modèles animaux, donc une preuve de concept préclinique, avant les essais chez l’homme.

Procédures

Pour l’induction du SOPK, les animaux vont recevoir un traitement par des hormones sexuelles ou autres molécules entraînant un déséquilibre hormonal. Ce sera une administration par jour par voie orale ou parentérale, ou via un dispositif sous-cutané permettant une libération prolongée, pendant 1 à 24 semaines. En plus, les animaux vont aussi recevoir une administration (voie selon la molécule à étudier) du composé à analyser, d’un contrôle négatif (souvent le véhicule du composé à tester) et d’une molécule de référence. La fréquence et la durée du traitement dépendra du composé à tester (une ou plusieurs fois par jour pendant 1 à 24 semaines). Des frottis vaginaux seront réalisés chez les animaux, une fois avant le début des traitements, puis une fois par jour pendant au moins 14 jours consécutifs (28 jours au maximum) afin de déterminer la présence de SOPK. Un test de fertilité par accouplement peut être réalisé afin d’observer le déroulement de la gestation. Les femelles seront mis en accouplement pendant 2 semaines au maximum et la gestation sera mené à terme (environ 3 semaines). Enfin, si le protocole le requiert, des prélèvements de sang et d’urines pourront être envisagés jusqu’à une fois par semaine pendant la durée de l’étude. Chaque prélèvement, réalisé par des personnels tutorés, durera moins de 3 minutes

Impact sur les animaux

L’administration des composés, la réalisation des frottis vaginaux et les prélèvements sanguins peuvent entraîner un stress et/ou une sensation d’inconfort passager chez les animaux. L’excès d’hormones androgènes et la formation des petites follicules ovariens immatures entraîneraient une infertilité mais ne devraient pas provoquer d’autres effets indésirables chez les animaux. Le test d'accouplement peut engendrer un léger stress et anxiété au début, lors de l'acclimatation avec le mâle.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure. En effet, un prélèvement des ovaires est indispensable pour mettre en évidence le SOPK et l’efficacité ou non d’un traitement.

Remplacement

Il n’existe à ce jour aucun modèle in vitro pertinent permettant d’évaluer l’efficacité d’un principe actif sur le SOPK. En effet, le syndrome est le résultat d’un ensemble de désordres hormonaux et tissulaires, faisant appel à l’axe hypothalamo-hypophysaire et atteignant en même temps le cerveau et les organes.

Réduction

La réalisation des études se fera de façon à limiter le plus possible le nombre d’animaux utilisés. Une étude pilote sera réalisée pour la validation du modèle. L’évaluation d’un nouveau traitement se fera seulement lorsqu’un modèle robuste et valide sera obtenu. Comme utilisé par les autres équipes de recherche dans la littérature, le nombre d’animaux par groupe sera entre 5 et 8 au début du projet. Ce nombre sera ensuite affiné après la récolte des premières données avec des tests statistiques. Si un test d’accouplement est réalisé, les rats mâles seront réutilisés dans la mesure du possible afin de limiter leur nombre. 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. Des tests statistiques seront aussi réalisés pour comparer les paramètres mesurés dans les groupes d’animaux étudiés. Pour une petite population, le t-test non apparié sera utilisé pour les comparaisons 2 à 2 et une analyse de variance à 1 ou 2 facteurs pour les comparaisons multiples.

Raffinement

Une réduction de la douleur, la souffrance et l’angoisse est mise en place dès que cela est possible. Les animaux sont hébergés en groupe dans les cages (2 rats et jusqu’à 5 souris) afin de favoriser leur interaction sociale et réduire leur stress. De plus, 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 adaptés ont été fixés pour la réalisation du projet. L’atteinte d’un point limite sera signalé par le zootechnicien à un responsable des soins et au responsable du projet. Le cas échéant, si les symptômes sont réversibles, l’animal sera sorti de l’expérience et des procédures de soins peuvent être mis en place avant une éventuelle ré-inclusion dans l’étude. Si les symptômes sont irréversibles, l’animal sera euthanasié. Toute décision (sortie de la procédure en cours, soins ou euthanasie) sera prise en concertation avec le responsable du projet, le vétérinaire référent, et/ou le responsable de la structure du bien-être animal (SBEA) et/ou le responsable de la plateforme animalerie.

Choix des espèces

Le choix du modèle animal est guidé par le souci d’utiliser un nombre minimum d’animaux, les moins sensibles du point de vue neurophysiologique et présentant le maximum de chance d’obtenir des résultats satisfaisants. Les rongeurs, que ce soit le rat ou la souris, sont ainsi le modèle le plus utilisé en recherche dans les modèles de SOPK. En effet, les rongeurs ont aussi un axe hypothalamo-hypophysaire qui régule le taux hormonal, qui est essentiel dans l’étiologie du SOPK. Malgré l’absence de menstruation chez la femelle, le suivi du cycle œstral permet d’observer une perturbation de l’ovulation. De plus, le cycle oestral dure seulement 4 à 5 jours chez les rongeurs, permettant d’observer rapidement une perturbation ou l’efficacité d’un traitement. Les animaux seront utilisés à l’âge prépubère (3-4 semaines d’âge) ou à l’âge adulte. En effet, il a été décrit que l’excès d’hormones androgènes à l’âge prépubère, voire intra-utérin, reproduirait mieux les symptômes du SOPK qu’à l’âge adulte.

Diarrhée, pâleur des extrémités, déshydratation, perte de poids, état du pelage, prostration : une grille de score décide à quel moment le rat quitte l'étude pour être tué au CO2. 288 rats sont soumis à des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue pour des prélèvements sanguins et tissulaires. Chacun reçoit jusqu'à huit injections intraveineuses d'anticancéreux sur 25 jours et jusqu'à vingt gavages quotidiens de la molécule testée, avec des tests hebdomadaires mesurant l'allodynie tactile et thermique, c'est-à-dire le seuil auquel un contact non douloureux devient douloureux. Le porteur reconnaît que des rats plus âgés seraient mieux corrélés à la clinique humaine, le cancer étant une maladie du sénior, mais indique qu'ils coûtent cher et sont rarement utilisés dans la littérature.

Objectifs

La neuropathie périphérique chimio-induite est un effet indésirable caractéristique des anticancéreux neurotoxiques. Cette neuropathie est la conséquence d'une altération des nerfs des patients et se caractérise par des fourmillements, des picotements et des douleurs distales et symétriques, altérant la qualité de vie des patients, et pouvant perdurer longtemps après la fin des traitements anticancéreux. La prise en charge thérapeutique est très limitée (aucun traitement préventif recommandé et un seul médicament modérément recommandé pour les douleurs associées). Des travaux récents ont mis en évidence l’activation de processus inflammatoires sur des modèles animaux de neuropathies périphériques chimio-induites, avec notamment des modifications de la concentration de marqueurs sanguins pro- ou anti-inflammatoires chez des rats exposés à des anticancéreux neurotoxiques. Ces perturbations ouvrent la piste de la neuroinflammation dans le contexte de ce type de neuropathie. La neuroinflammation et le système immunitaire sont des pistes particulièrement explorées aujourd’hui dans le contexte de la douleur neuropathique contribuant à son maintien au cours du temps, et représentant de nouvelles cibles thérapeutiques. Une nouvelle molécule ciblant ces processus neuro-inflammatoires représenterait un candidat médicament intéressant. De plus cette molécule a déjà été testée dans le contexte de la douleur chez la souris et du cancer chez le rat, et représente ainsi un ligand particulièrement intéressant pour évaluer le rôle du système immunitaire dans le contexte de la douleur neuropathique. L’objectif du projet sera de mesurer l’effet préventif et analgésique de cette molécule chez l’animal vivant (modèles de neuropathies périphériques chimio-induites).

Bénéfices attendus

Ce projet propose d’étudier de nouvelles cibles de traitement des neuropathies périphériques chimio-induites chez l'animal ciblant la neuroinflammation. Rappelons qu’à ce jour la prise en charge de ces neuropathies chez les patients est très limitée, avec aucune stratégie préventive recommandée et un seul médicament modérément recommandé pour le traitement des douleurs neuropathiques associées. Ainsi ce projet pourrait ouvrir de nouvelles perspectives de traitement et de prévention des neuropathies périphériques chimio-induites.

Procédures

Tous les animaux recevront des injections d’anticancéreux. Le nombre total d’injections sera de 8 sur 25 jours pour deux modèles animaux et de 5 sur 9 jours pour un autre modèle animal, par voie intraveineuse, et durée des injections de 10 secondes (max). Tous les animaux recevront des gavages oraux quotidien de la molécule à l’étude pour une évaluation des effets préventifs (20 gavages sur 25 jours pour deux modèles animaux, et 8 gavages sur 9 jours pour un modèle animal), et pour une évaluation des effets analgésiques (3 gavages sur 3 jours pour tous les animaux). Tous les animaux seront suivis par des tests comportementaux hebdomadaires et jusqu’à la fin des injections. Les tests comportementaux dureront au maximum 60 minutes pour un animal.

Impact sur les animaux

La neuropathie induite par les anticancéreux sera associée à des douleurs modérées de type allodynie (stimulus non douloureux chez l'animal sain, ex : sensibilité tactile et thermique). Les administrations répétées d’anticancéreux seront responsables d’une diminution du gain de poids des animaux par rapport aux animaux contrôles. Pour chaque animal, les points limites seront contrôlés à l’aide d’une grille (voir annexe), et explorant : diarrhée, pâleur des extrémités, déshydratations, point d’injection, perte de poids par rapport à la dernière mesure, yeux, pelage, activité spontanée, et locomotion. Selon le score obtenu par l’animal (points limites), l’animal sera retiré du projet pour une euthanasie rapide par inhalation de CO2.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à l’issue des études afin d’effectuer des prélèvements sanguins et tissulaires.

Remplacement

Ce type d'étude sur modèle animal de neuropathie périphérique chimio-induite n'est pour le moment pas encore remplaçable par des modèles in vitro. Des travaux sont en cours sur cellules souches humaines de neurones ou organoïdes. Mais ces modèles in vitro ne permettent pas encore d'appréhender la complexité de la physiopathologie de ces neuropathies, qui n'est-elle même pas encore complètement élucidée. Enfin, s'agissant d'une étude sur la douleur neuropathique, l'animal vivant est encore nécessaire pour explorer, évaluer et valider les troubles nociceptifs par le biais de tests comportementaux.

Réduction

Le nombre d'animaux nécessaire pour ce projet sera réduit au minimum. Généralement nous travaillons avec des groupes de n=12 animaux. Dans ce type d'étude exploratoire, il est difficile de réduire le nombre d'animaux au risque de ne pas pouvoir conclure (perte du bénéfice de l'étude et utilisation inutile des animaux). L'approche statistique reposera sur une méthodologie en bloc d'animaux (n=12). Cet effectif tiendra compte de la variance des paramètres étudiés et de la puissance des tests statistiques. Avec ces effectifs, sur les tests comportementaux, des tailles d’effet importantes supérieures à 1 sont attendues (différence des moyennes entre les groupes de l’ordre de 20 points pour un écart-type de 10), assurant une bonne qualité des résultats.

Raffinement

Les tests comportementaux utilisés dans ce projet sont eux aussi bien maitrisés par le personnel technique de notre unité de recherche. Les troubles nociceptifs seront explorés chez l’animal au moyen de tests comportementaux mesurant les seuils d’allodynie tactile ou thermique (stimulus non douloureux perçu comme douloureux), plutôt que des seuils d’hyperalgésie (stimulus douloureux). L’allodynie est un symptôme plus proche de la clinique humaine, et offre une démarche de raffinement et éthique vis-à-vis de l’animal de laboratoire (stimulation nociceptive moins intense). Les animaux seront stabulés dans des conditions standards de 3 animaux par cage (800 cm²), dans une salle climatisée (température 22+/-2°C et hygrométrie 50+/-10%) avec un cycle 12:12 et un libre accès à la boisson et à la nourriture. Pour chaque animal, les points limites seront contrôlés à l’aide d’une grille, et explorant : diarrhée, pâleur des extrémités, déshydratations, point d’injection, perte de poids par rapport à la dernière mesure, yeux, pelage, activité spontanée, et locomotion. Selon le score obtenu par l’animal (points limites), l’animal sera retiré du projet pour une euthanasie rapide par inhalation de CO2.

Choix des espèces

Le rat Sprague-Dawley est habituellement utilisé pour ces travaux portant sur les neuropathies périphériques chimio-induites. D’autres travaux de l’équipe sur cette thématique ont eu recours à la même espèce et souche, ce qui permet de bénéficier d’une expertise et de données antérieures. Enfin, le rat Sprague-Dawley possède une activité et un comportement spontanée tout à fait adaptés à l’étude de la douleur au travers de tests comportementaux. Les animaux seront agés de 8 semaines à la réception à l'animalerie, et ils auront 1 semaine d'acclimatation, pour avoir un âge d’environ 9 semaines au début des expérimentations. L’âge de 6-9 semaines est communément choisi pour ce type de projet. A noter que des animaux plus âgés (voire « âgés ») pourraient être pertinents car mieux corrélés à la clinique humaine (cancer = maladie du sénior), mais ces animaux âgés ont un coût important et sont rarement utilisés dans la littérature scientifique.

144 souris vont être utilisées, chacune subissant deux recueils de fèces, un gavage de glucose, une injection d'insuline, seize prises de sang, dix pesées, quatre jeûnes et 48 heures seule en cage calorimétrique. Toutes sont tuées pour prélever leurs tissus, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, après dix semaines d'un régime qui les rend obèses. La question posée est de savoir si une carence en vitamine D chez le père modifie le métabolisme de sa descendance, l'application annoncée étant d'émettre des recommandations nutritionnelles aux hommes en âge de procréer. Le porteur décrit une grille de points limites et un arbre décisionnel, puis ajoute qu'aucune analgésie n'est prévue pendant le protocole.

Objectifs

L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact de la carence en vitamine D chez la souris génitrice mâle, sur les trajectoires métaboliques de sa descendance. 9 animaux mâles et 9 femelles issues des géniteurs carencés ou non en vitamine D durant 5 ou 10 semaines seront soumis à un régime contrôle ou un régime obésogène durant 10 semaines. L'évolution pondérale des animaux sera mesurée. Des prélèvements de sang et de fèces seront réalisés ainsi que des tests de tolérance au glucose et à l'insuline. Enfin une mesure de la dépense énergétique sera réalisée par calorimétrie indirecte. Les animaux seront mis à mort afin de mesurer les niveaux d'expression de différents gènes en lien avec la vitamine D. De plus les mécanismes permettant d'expliquer le passage des effets de la carence paternelle à la descendance seront étudiés.

Bénéfices attendus

Les données obtenues dans le cadre de ce projet permettront de connaitre l’impact d’une déficience paternelle en vitamine D sur la descendance. Cela servira de base pour émettre des recommandations nutritionnelles aux hommes en âge de procréer.

Procédures

Les animaux seront soumis à deux prélèvements de fèces nécessitant de les héberger individuellement pendant un maximum d'une heure, suivi d'une prise de sang à la queue sur animal vigile. A 7 semaines les animaux passeront en cage calorimétriques durant 48 heures pour mesurer leur dépense énergétique. Ce procédé nécessite d'héberger individuellement les animaux pendant 48 heures dans une cage dotée de capteurs permettant de suivre la position de la souris dans la cage, mesurer la nourriture consommée ainsi que les échanges gazeux au sein de la cage. Une fois à 8 semaines de régime les animaux seront soumis à un unique test de tolérance à l'insuline, cette procédure nécessite un hébergement individuel d'environ 2 heures. Durant cette période les animaux recevront une injection d'insuline suivie de 7 prises de sang à l'extrémité de la queue à l'aide d'un glucomètre portatif (durée de la procédure de prise de sang: 1 minute). A 9 semaines à un unique test de tolérance au glucose, ces procédures nécessitent un hébergement individuel d'environ 2 heures, durant ces périodes les animaux recevront un gavage de glucose (durée de la procédure de gavage: 1 minute) suivi de 7 prises de sang à l'extrémité de la queue à l'aide d'un glucomètre portatif (durée de la procédure de prise de sang: 1 minute). Les animaux seront manipulés quelques minutes chaque semaine lors des mesures de masse. De plus ils seront soumis à une alimentation les rendant obèses durant toute la durée du protocole. En regroupant les interventions. Les animaux subiront chacun : deux recueils de fèces, un gavage de glucose, une injection d'insuline, quatre hébergements individuels (dont trois de moins de deux heures et un de 48h), 16 prises de sang (dont 14 sont des très faibles quantités réalisées pour mesure de glycémie à l'aide d'un glucomètre), 10 pesées (réalisées hebdomadairement) et un régime obésogène.

Impact sur les animaux

Les animaux seront maintenus en hébergement individuel lors des recueils de fèces ce qui peut constituer une source de stress légère (nuisance de gravité légère, courte durée). Des prélèvements de sang seront réalisés à la veine caudale (une seule incision mais 7 ponctions, ce qui peut constituer une source de douleur légère et une source de stress modérée, nuisance de gravité modérée, courte durée). L'injection d'insuline intrapéritonéale peut constituer une source de stress et de douleur légère (nuisance de gravité légère, courte durée). Le gavage de glucose peut constituer une source de stress et éventuellement être une source de douleur légère (nuisance de gravité légère, courte durée). L'induction de l'anesthésie peut constituer une source de stress légère (nuisance de gravité légère, courte durée). Les animaux seront mis à jeûn à quatre reprises, pour à chaque fois une durée de moins de douze heures, ce qui peut constituer une source de stress légère (nuisance de gravité légère, durée modérée). Des animaux seront soumis à un régime obésogène répondant à tous leurs besoins nutritionnels susceptible d'entraîner des anomalies cliniques légères (nuisance de gravité légère, durée longue). Enfin, les animaux seront maintenus en hébergement individuel pendant 48 heures lors des mesures en cage calorimétrique, ce qui peut constituer une source de stress de longue durée (nuisance de gravité modérée, durée longue)

Devenir

Les animaux de cette procédure seront mis à mort afin de prélever les tissus d’intérêt qui seront ensuite analysés.

Remplacement

Il n’existe à l’heure actuelle aucune méthode de substitution in vitro pour étudier l’impact de la nutrition périnatale. La souris est un modèle de choix car elle présente des mécanismes physiologiques proches de ceux qui sont observables chez l’homme. Le but de ce projet est de rechercher les conséquences métaboliques chez la descendance, d'une carence en vitamine D chez le mâle géniteur. Ce processus est complexe et met en jeu de nombreux organes et systèmes métaboliques, qu'il n’est pas possible de reproduire in vitro.

Réduction

Le nombre d’animaux est le minimum nécessaire pour étudier la variabilité biologique de la descendance (descendance issue de 10 géniteurs différents). Ce nombre minimal est également nécessaire pour mettre en évidence des différences significatives entre les groupes, à l'aide d'un test de student, notamment en ce qui concerne la prise de masse des animaux.

Raffinement

Les animaux seront hébergés en cage de 3, et l’environnement sera enrichi par la présence d'un igloo en plastique ou en carton. Les animaux seront manipulés régulièrement pour les habituer à notre contact et ainsi limiter leur stress. Des conflits entre animaux au sein d’une même cage pourraient se produire et engendrer des blessures. Dans ce cas, l’animal blessé sera soigné et placé dans une cage individuelle pour une durée inférieure à 24h, avant d'etre replacé avec ses congénères jusqu’à la fin du protocole. Des points limites gradés et précis ont été définis pour chaque acte expérimental. Un arbre décisionnel en fonction des observations faites permettra l’application des points limites et la mise en application de critères d'arrêt. Aucune analgésie n'est prévue lors de ce protocole.

Choix des espèces

La souris est un modèle classiquement utilisé dans les études concernant les désordres métaboliques causés par l’alimentation en raison des similitudes avec l’homme. Le regime débutera à 6 semaines de vie et sera administré durant 10 semaines. Les différentes procédures seront réalisées durant cette période de 10 semaines de régime. Ces animaux correspondent donc à de jeunes adultes, afin de ne pas faire intervenir de paramètres confondant tels que le vieillissement.