Procédures modérées

Une lésion nerveuse, un défaut tissulaire ou une ligature de vaisseaux sont créés chirurgicalement chez une partie des animaux avant qu'un dispositif ne leur soit implanté, l'intervention pouvant durer plusieurs heures. 150 cochons, 150 moutons et 75 chèvres vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, avec des prises de sang pouvant aller jusqu'à une par semaine. Le porteur écrit que l'anesthésie générale évite "tous stress et douleur", tout en annonçant une douleur postopératoire pouvant durer plusieurs jours selon l'invasivité de la technique. Il précise que l'effectif n'a fait l'objet d'aucune approche statistique, et que tous les animaux sont tués pour une nécropsie et un examen histologique destinés à établir la tolérance et la durabilité des implants.

Objectifs

Le système nerveux périphérique (SNP) est constitué des nerfs et des ganglions périphériques, il prolonge jusqu’aux organes le système nerveux central (SNC = cerveau et moelle épinière). Le SNP comprend le système nerveux somatique qui transmet des informations sensorielles de la peau, des muscles et des articulations et des informations motrices et participe à l’équilibre et la motricité. Les pathologies du système nerveux somatique se traduisent par des troubles moteurs et de l’équilibre, des manifestations sensitives anormales, des douleurs, elles peuvent avoir des origines traumatiques, métaboliques, inflammatoires ou génétiques. Lorsqu’elles atteignent la jonction avec les muscles sont qualifiées de neuromusculaires. Il comprend aussi le système nerveux autonome (SNA ou végétatif) qui assure de façon involontaire le maintien des fonctions organiques internes. Le SNA est constitué des systèmes nerveux sympathique et parasympathique aux fonctions de régulation réciproques sur l’homéostasie. Il assure la régulation de fonctions physiologiques comme la pression artérielle, la fréquence cardiaque, la température corporelle et la sudation, contrôle les équilibres hydrique et électrolytique ainsi que la miction, il contrôle les secrétions, la digestion, la défécation, la fonction érectile chez l’homme. L’objectif de ce projet de recherche est l’évaluation et le développement de nouveaux dispositifs médicaux, techniques chirurgicales et stratégies innovantes pour traiter les pathologies et les affections du système nerveux périphérique somatique, ou pour traiter les pathologies et les affections par une modulation du SNA. L’évaluation et le développement de ces dispositifs et techniques nécessitent une phase de recherche et de développement.

Bénéfices attendus

L'avantage escompté et les bénéfices attendus sont une amélioration de la prise en charge des patients, une amélioration de la durabilité et de l’efficacité des implants pour éviter leur rejet, et ainsi les ré opérations parfois multiples des patients, pour réduire les temps de cicatrisation qui handicapent les patients, et réduire le traumatisme tissulaire, corollaire de ces interventions ainsi que l'occurrence d'effets indésirables comme les infections grâce au recours à des méthodes d'implantation mini-invasives. Un autre avantage important des techniques mini-invasives est de permettre une récupération plus rapide des patients.

Procédures

Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Des prélèvements sanguins sur animaux vigiles ou légèrement sédatés, pour tous les animaux du projet. La fréquence des prélèvements pouvant être couramment d’un prélèvement par semaine et d'une durée de moins de cinq minutes. - Des préparations à l’anesthésie pour les examens d'imagerie et d'implantation chirurgicale qui consistent en la pose d'un cathéter et en l'injection des produits utilisés pour la prémédication et l'anesthésie. Durée de moins de dix minutes. - Des procédures chirurgicales d'implantation de dispositif neuropériphérique avec ou sans procédure chirurgicale de création de modèle lésionnel préalable. Chaque animal du projet ne subira qu'une seule chirurgie d'implantation de dispositif neuropériphérique associée ou non à une chirurgie de création de modèle antérieur soit une seule et parfois deux interventions chirurgicales par animal dont une mini-invasive pour la création de modèle lésionnel. Comme pour les interventions chez l'Homme, les interventions chirurgicales et les examens d'imagerie sont toujours réalisés sous anesthésie générale (évitant tous stress et douleur pour les animaux) et pourront durer jusqu'à plusieurs heures en cas d’intervention chirurgicale complexe pour tous les animaux du projet.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont exactement les mêmes que ceux attendus sur un futur patient humain : - La faim ,lors de la mise à jeun (12 heures pour les porcs, 12 à 24 heures pour les ovins/caprins) de l’animal préalablement à l’anesthésie, - Le stress physique induit par la contention/manipulation/pose de cathéter au moment de la préparation de l’anesthésie, - En fonction des besoins et préalablement à la procédure d'évaluation du dispositif, l'induction d'une lésion à la faveur d'une intervention chirurgicale mini-invasive de type lésion nerveuse, création d'un defect tissulaire, ligature ou occlusion de vaisseaux par exemple - La douleur en phase postopératoire : jusqu'à plusieurs jours en fonction de l’invasivité de la technique, pour ces derniers points, des mesures de raffinement sont mises systématiquement en place pour réduire au maximum ces effets (comme par exemple le recours systématique à l'anesthésie générale, l'usage systématique de traitements anti-inflammatoires et anti-douleur opiacés, la protection des plaies, la mise en place d'un suivi clinique quotidien des animaux).

Devenir

Pour toutes les procédures du projet, la nécessité de collecter des données scientifiques se fera au niveau clinique, au niveau biologique (hématologie et biochimie par exemple), au niveau fonctionnel (données issues des examens d'imagerie, scanners, IRM par exemple), par l'interrogation des dispositifs, et enfin au niveau tissulaire par la réalisation d'une évaluation nécropsique et d'une évaluation histopathologique après euthanasie des animaux qui déterminera la tolérance locale et générale ainsi que l’altération du dispositif (durabilité). La bonne réalisation de ce suivi règlementaire garantit donc une évaluation complète et des dispositifs testés dans le projet.

Remplacement

La validation des dispositifs médicaux implantables dans ce projet requiert la vérification de la sécurité et de l’efficacité des implants. En effet leur utilisation in fine chez les patients représente des procédures à haut risque létal et il est donc indispensable d’avoir recours à l’expérimentation animale au préalable afin de vérifier le bon fonctionnement des dispositifs et des méthodes d’implantation, leur innocuité et leur durabilité. L’expérimentation sur l’organisme entier, et donc sur animal vivant est incontournable, c’est une obligation règlementaire dans le cadre de l’évaluation des dispositifs médicaux implantables.

Réduction

Le nombre d’animaux a été évalué prospectivement et réduit au minimum nécessaire pour répondre aux besoins et objectifs scientifiques du projet, aucune approche statistique n'a été réalisée. Pour réduire le nombre d’animaux, des sélections par méthodes d’imagerie non invasives sont mises en place (IRM, Scanner, Echographie, RX …), permettant par exemple une reconstruction 3D des structures d’intérêt. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour s’assurer de la pertinence de cette estimation.

Raffinement

Les modèles animaux suivront exactement le cheminement d’un futur patient avec les mêmes exigences et techniques médicales mises en oeuvre pour la réalisation des interventions (personnel hautement qualifié, plateau technique opératoire et d’imagerie de pointe). L’ensemble des procédures est conçu pour réduire au maximum le stress, l’angoisse et les contraintes sur les animaux comme le recours systématique à l’anesthésie générale durant les interventions d’imagerie et les procédures chirurgicales. La localisation de la plateforme d'imagerie sur le site même des animaleries permet de réaliser ces examens sur place, réduisant ainsi le recours aux transports pour les animaux et le stress associé. Les paramètres vitaux sont enregistrés et contrôlés par des techniciens spécialisés en anesthésie afin d’adapter les perfusions, l’assistance respiratoire et les dosages d’anesthésiques et d’antalgiques. Les protocoles de réanimation sont standardisés et réalisés par des vétérinaires chirurgiens spécialisés. Pendant et après ces procédures, une analgésie est mise en place et des protocoles de prise en charge de la douleur sont systématiquement appliqués (Anti-Inflammatoires Non Stéroidiens et/ou opioïdes). Les animaux sont hébergés systématiquement en groupe sociaux ou individuellement pour les besoins de l'étude, ils ont accès à un enrichissement environnemental multimodal (social, alimentaire, manipulatoire et physique) et dans des conditions environnementales d'hébergement contrôlées et maîtrisées (température et ventilation). Des points limites stricts et spécifiques détaillés dans la procédure ANIM-WI-015 sont appliqués tout au long du projet. Un bilan intermédiaire en cours de projet sera effectué pour évaluer les dommages réellement subis par les animaux.

Choix des espèces

Les dispositifs testés dans ce projet doivent l’être sur une anatomie semblable à celle de l’Homme avec les mêmes dimensions. Le modèle porcin (n=150) est largement utilisé dans l’étude des implants neurologiques, le volume du crâne est adapté pour l’étude des dispositifs en développement pour une application chez l’Homme. Le modèle ovin (n=150) et le modèle caprin (n=75) présentent une longue région cervicale facilitant les abords chirurgicaux de l'emergence du système nerveux autonome et des ganglions nerveux. Pour toutes ces espèces, la distribution, la longueur et le diamètre des nerfs périphérique sont comparables à ceux de l'Homme. Les animaux utilisés pourront être des juvéniles ou adultes. L’objectif scientifique est d’avoir une anatomie de taille ou une situation clinique comparable à celle observée chez l’Homme. Les animaux pourront être des mâles ou des femelles.

Après la greffe qui humanise leur foie, une partie des souris peut passer dans d'autres projets de l'établissement, dont une formation interne aux gestes techniques, et les autres sont tuées, faute de pouvoir retrouver leur état de santé. 8 800 souris immunodéficientes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour mesurer la toxicité et l'efficacité de candidats médicaments contre des infections virales, le cancer du foie ou des maladies métaboliques. Elles reçoivent des injections de composés qui tuent leurs cellules du foie et leurs cellules souches, puis une greffe de cellules humaines, dont l'injection par la veine porte comporte un risque hémorragique accru, et, en parallèle, les produits testés par voie respiratoire, orale ou injectable. L'humanisation ne réussit que chez environ une souris sur deux, ce qui porte à 7 800 l'effectif de 78 études de 50 souris. Le porteur écrit : "Aucune approche statistique n'a été réalisée", l'effectif étant estimé d'après les études des années antérieures, avec une croissance anticipée "en accord avec le plan commercial".

Objectifs

L’objectif de ce projet est de caractériser la toxicité et l'efficacité de candidats médicaments visant par exemple à guérir les infections virales, le cancer du foie ou des maladies métaboliques, ou encore des traitements indiqués en cas d’insuffisance hépatique. Pour ce faire nous utiliserons des souris au foie humanisé permettant de recréer un foie présentant les caractéristiques tissulaires et fonctionnelles du foie humain. Le protocole consiste à remplacer les cellules hépatiques de souris par des cellules hépatiques humaines. Dans certains cas, la présence d’un système immunitaire humain, en complément d’un foie humanisé, est indispensable pour étudier des processus physiopathologiques spécifiques, comme dans les maladies métaboliques (ex. : MASH) ou virales (ex. : dengue). Dans ces cas, une double humanisation, incluant à la fois le foie et le système immunitaire des souris, sera envisagée afin de répondre de manière optimale aux besoins scientifiques et aux questions posées. Les cellules hépatiques humaines (et immunitaires, le cas échéant) pourront ensuite, par exemple, être infectées par des virus humains spécifiques. Ce modèle permettra de reproduire le métabolisme du foie humain dans une espèce facilement manipulable et plus acceptable sur le plan éthique que les primates non-humains.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de recréer, chez la souris, un foie présentant les caractéristiques tissulaires et fonctionnelles du foie humain. En cas de besoin, il sera également possible d’humaniser simultanément le compartiment immunitaire et hépatique. Cette double humanisation constitue un atout majeur, car elle permet de modéliser plus fidèlement les interactions entre le foie et le système immunitaire humain, particulièrement dans le cadre de maladies métaboliques ou infectieuses. De plus, les cellules hépatiques humaines pourront être infectées par des virus humains spécifiques, et le métabolisme du foie humain pourra être reproduit dans une espèce facilement manipulable, éthiquement plus acceptable que les primates non-humains, et bien caractérisée au niveau génétique. Les propriétés génétiques de la souche immunodéficiente utilisée pourront également être exploitées pour l’étude des mécanismes d’insuffisance hépatique et des thérapies ciblant cette condition. Enfin, l’intégration d’un système immunitaire humanisé renforcera la pertinence des modèles expérimentaux en permettant d’évaluer les réponses immunitaires humaines face à des pathologies complexes, notamment dans le contexte de traitements antiviraux ou de maladies impliquant des dysfonctionnements immunitaires.

Procédures

1 ou plusieurs injection(s) de composé(s) induisant la mort des hépatocytes et des cellules souches. Chaque injection dure entre 10 et 15 secondes. Injection d’analgésique : moins d’une minute. Greffe des cellules ou implants thérapeutiques : entre 5 et 30 minutes. En parallèle, des candidats médicaments seront administrés par voie respiratoire, orale, ou injectable pour évaluer leurs activités thérapeutiques. Pour les prélèvements sanguins, les volumes maximaux de prélèvements seront proportionnels au poids de l’animal selon une limite fixée. La répartition des prélèvements figurera dans le protocole d’étude et sera contrôlée par un vétérinaire.

Impact sur les animaux

Des nuisances peuvent être induites par la ou les injection(s) de composé induisant la mort des hépatocytes et des cellules souches, les risques inhérents à tout acte chirurgical, la greffe des cellules, une gêne au niveau du transit intestinal liée au déplacement des viscères dans les heures suivant l’injection d’hépatocytes via la veine porte, le risque hémorragique accru pour l’injection d’hépatocytes via la veine porte, l’administration de traitements, la greffe d’implants thérapeutiques (patchs ou autres), l’induction des maladies, les effets potentiellement toxiques des composés à visées thérapeutiques et/ou les prélèvements sanguins. Cette douleur peut se manifester, entres autres, par une perte de poids, une hypo- ou une hyperactivité, une prostration ou des difficultés à se déplacer.

Devenir

Dans le cadre d’une utilisation continue, les animaux issus de ce projet et ayant subit une humanisation pourront être utilisés dans d’autres projets autorisés par le Ministère dans l’établissement utilisateur. Des souris pourront être utilisées dans le projet « Formation interne aux procédures et gestes techniques appliqués aux souris », sous réserve d’un avis vétérinaire favorable. Sinon, les animaux sont euthanasiés car ils ne recouvreront pas leur état de santé et de bien-être général.

Remplacement

Il n'existe à ce jour, aucune alternative performante capable de prédire l'activité/toxicité d'un candidat médicament agissant sur le foie, qui présente une architecture et un fonctionnement complexes qui ne peuvent être reproduits in vitro ou chez d'autres animaux (zébrafish, drosophiles, ...). La souris au foie humanisée constitue donc un modèle scientifiquement valide et pertinent pour le développement et la mise au point de traitements innovants visant à lutter contre les pathologies hépatiques, telles que les maladies virales ou métaboliques, les insuffisances hépatiques et le cancer chez l’humain.

Réduction

Un total de 8800 souris sera utilisé, couvrant une période de 5 ans. 78 études précliniques de 50 souris seront réalisées, sachant que le processus d’humanisation n’est efficient qu’à environ 50%, soit 7800 souris. 1000 souris supplémentaires seront utilisées dans le cadre de la PE2, permettant de réaliser pour chacune des 4 étapes, 5 études précliniques de 50 souris. L’humanisation du foie des souris via injection d’hépatocytes dans la veine porte est une mesure de réduction par l’amélioration attendue de la réussite de la greffe (autour de 50% pour l’injection splénique d’hépatocytes) et donc l’utilisation de moins d’animaux. Aucune approche statistique n'a été réalisée, l’estimation du nombre d’animaux est réalisée sur base du nombre d’études effectuées les années antérieures et anticipant une croissance chaque année, en accord avec le plan commercial. Le nombre d’animaux utilisés dans chaque étude sera réduit au maximum.

Raffinement

En début d'étude et tout en respectant la réglementation en vigueur, les souris seront hébergées préférentiellement par groupes sociaux stables composés de 5 individus. La nourriture et l’eau de boisson seront fournies ad libitum. L’eau ne sera jamais retirée des cages. Des compléments alimentaires pourront être administrés suivant l’état de santé des animaux. La cage contiendra à minima une couche de litière permettant aux souris de creuser, de se cacher et de réaliser un nid, élément essentiel à leur bien-être. En outre, des enrichissements de qualité seront fournis dans chacune des cages : par exemple morceaux de bois, tunnel en carton, kraft et/ou boules de cotons. Les souris seront hébergées dans une atmosphère disposant d’un cycle lumière-obscurité, d’une température et d’une hygrométrie contrôlés en permanence. À leur entrée dans l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation de minimum 4 jours. Lors d’un changement de zone au sein de l’animalerie, les souris bénéficieront d’une période d’acclimatation d’une nuit au minimum. Pour gérer la douleur, la souffrance et l’angoisse, nous évaluerons l’état de santé par une échelle de scores appliquée dès que nécessaire (par exemple en cas d’altération de l’état général d’une souris notée lors de l’observation quotidienne). Le vétérinaire aura pleine autorité pour euthanasier un animal pour raison éthique ou mettre en œuvre un traitement anti-douleur s’il/elle le juge nécessaire. Les fréquences des prélèvements sanguins sont limitées et une réhydratation est prévue pour tout prélèvement unique à partir de 8mL/kg. Les animaux n’attendront pas dans la salle d’euthanasie. Une salle d’attente est prévue à cet effet. Lorsqu’un animal rentre en salle d’euthanasie, il doit être immédiatement euthanasié. Les points limites conduisant à une euthanasie seront fonction du score clinique et de la perte de poids.

Choix des espèces

90 % des gènes humains ont un équivalent chez la souris, permettant d’élaborer des approches génétiques et fonctionnelles valides. Lorsque les gènes produisent des effets différents entre souris et humain, le remplacement du gène de la souris par son équivalent humain permet la création de lignées humanisées. La souche immunodéficiente utilisée présente une mutation génétique induisant la mort sélective des hépatocytes murins, ce qui permet de greffer simultanément en plus des cellules souches des hépatocytes humains. Cette approche vise à humaniser à la fois le système immunitaire et le foie. Cette double humanisation offre la possibilité d’évaluer des solutions thérapeutiques pour des maladies métaboliques et virales impliquant le système immunitaire, ainsi que pour les cas de défaillance hépatique. L'humanisation du foie se déroulera sur des animaux âgés de 5 à 10 semaines. Il a été décrit que travailler avec des animaux jeunes permet une meilleure prise de greffe. Par ailleurs, la taille de la rate étant, proportionnellement, supérieure, la transplantation des cellules sera facilitée. Les pathologies hépatiques pourront être induites sur les animaux humanisés ou non.

Tuées après anesthésie à la fin de chaque procédure pour que leurs organes soient prélevés, 5 274 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Les mères gestantes sont enfermées dans un tube de contention sous une lumière vive, trente minutes, trois fois par jour, du treizième au dix-huitième jour de gestation. Leur descendance devenue adulte reçoit sous la peau une injection de cellules tumorales, dont la croissance provoque une douleur locale et une détresse décrites comme modérées. Le porteur qualifie le recours aux animaux d'"incontournable" au motif que la réponse antitumorale engage "l'organisme entier", puis énumère parmi les raisons du choix de la souris ses "coûts réduits", ses cycles de reproduction courts et sa "facilité de transport".

Objectifs

Le stress prénatal (PS) est provoqué par des événements traumatisants (comme le décès d’un proche, la dépression, une agression, une infection, etc.) survenant pendant la grossesse. Il a été observé que le stress prénatal entraîne chez les enfants diverses psychopathologies (telles que la dépression, l'anxiété, l'autisme, la schizophrénie, etc.), des troubles neuro-développementaux, ainsi que des dysbioses intestinales. Le PS peut également avoir divers effets sur le système immunitaire des enfants, notamment en augmentant leur susceptibilité à développer des dermatites et des allergies telles que des inflammations pulmonaires et de l’asthme allergique. L'impact du PS sur le développement du cancer demeure largement inexploré et les mécanismes impliqués restent à élucider. Une étude portant sur une cohorte humaine de 6 millions d’enfants a révélé que les enfants nés de mères ayant subi la perte d'un bébé ou de leur conjoint pendant la grossesse présentaient un risque accru de développer certains cancers liés aux fonctions immunitaires et endocriniennes, comme la leucémie, le cancer des testicules et du foie. Cependant, cette étude n’a pas établi de lien de causalité entre le PS et le cancer. Ainsi, notre projet vise à étudier, à l'aide d'un modèle de stress prénatal développé par notre équipe, les mécanismes par lesquels le PS influence la réponse immunitaire anti-tumorale chez la progéniture. Pour ce faire, nous analyserons l’impact du PS sur la réponse immune antitumorale dans trois modèles murins complémentaires.

Bénéfices attendus

Les facteurs environnementaux peuvent influencer le développement du système immunitaire et avoir un impact durable sur la progéniture, ce qui peut ultérieurement influencer les réponses immunitaires normales et pathologiques. Cette étude sur l'effet du stress prénatal sur la réponse immunitaire de la progéniture chez la souris offre une approche expérimentale pour explorer les mécanismes sous-jacents à ces interactions complexes, en mettant l'accent sur le microbiote. Cela pourrait permettre d'identifier des souches bactériennes ou des métabolites du microbiote qui pourraient être ciblés thérapeutiquement pour traiter les pathologies cancéreuses.

Procédures

Les souris gestantes seront soumises au stress du 13ème au 18ème jour de gestation en utilisant un tube de contention sous une lumière vive pendant 30 minutes, trois fois par jour. La progéniture adulte recevra une injection en sous-cutanée des cellules tumorales. Le modèle implique l'injection sous-cutanées de cellules tumorales murines présentant le même fond génétique que les souris réceptrices immunocompétentes. Ces modèles sont couramment utilisés pour évaluer l'efficacité des thérapies car ils reproduisent la complexité de la physiopathologie observée chez l'homme En cas d’apparition de phénotypes dommageables, notamment des signes d’inflammation excessive ou de dérèglement immunitaire, une intervention rapide sera mise en place. Cela inclut des soins vétérinaires pour évaluer l’état de santé des animaux, ainsi que la mise en œuvre de protocoles d’euthanasie en cas de souffrance excessive ou de détérioration clinique significative. Les signes à surveiller incluent l’amaigrissement, les comportements anormaux (comme la posture courbée ou le poil éparse), ainsi que tout signe de détresse respiratoire ou inflammatoire.

Impact sur les animaux

Le modèle syngénique de tumeurs sous-cutanées chez la souris consiste à injecter des cellules tumorales murines génétiquement compatibles dans des souris immunocompétentes, permettant d'étudier l'efficacité des thérapies dans un contexte physiopathologique proche de l'humain. Ce modèle peut provoquer une douleur légère à modérée au site d'injection, suivie d'une inflammation locale liée à la croissance tumorale. La progression de la tumeur entraîne un stress physique prolongé et une détresse modérée due à des altérations physiologiques et comportementales, telles qu'une perte d'appétit

Devenir

À la fin de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés après anesthésie. Les organes seront prélevés et utilisés pour des analyses ultérieures en laboratoire.

Remplacement

L'évaluation du statut immunitaire de l'animal est souvent peu représentative de la pathologie humaine. Par conséquent, ces limitations rendent le recours à l'expérimentation animale incontournable, car le stress, la réponse immunitaire et la croissance tumorale sont des réactions intégrées de l'organisme entier impossibles à reproduire in vitro dans leur intégralité. Cependant, une revue de la littérature sera effectuée pour déterminer si des méthodes de remplacement ont été développées. L'utilisation de l'espèce animale choisie pour ce projet (la souris) permet de développer de nombreux modèles mimant plusieurs pathologies humaines. De plus, cette espèce présente certains avantages pratiques décisifs justifiant son utilisation dans ce type de projet : coûts réduits, cycles de reproduction courts, croissance rapide, facilité de transport, facilité de manipulation et bonne adaptabilité aux conditions expérimentales. De surcroît, notre recherche repose sur l'utilisation d'animaux génétiquement modifiés, ce qui nécessite l'utilisation des souris. Aucune autre espèce animale n'est disponible à cet effet. Il est également important de souligner que chez la souris, nous disposons d'outils précieux tels que des anticorps et des protéines recombinantes indispensables pour disséquer les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans notre étude.

Réduction

Le nombre de souris utilisées dans chaque expérience a été calculé à l'aide d'un test statistique qui tient compte de la variance biologique des résultats obtenus dans des expériences réalisées au laboratoire. Afin de limiter le nombre d'animaux utilisés, tous les échantillons prélevés sont stockés à -80°C et dans une banque de données, où ils peuvent être réutilisés ultérieurement ou servir de témoins dans d'autres expériences. Des études sur des modèles animaux similaires ont montré que des groupes de 12 animaux par expérience étaient nécessaires. Pour les modèles utilisés, les animaux seront régulièrement suivis dans le temps par des techniques non invasives telles que le suivi du poids et la mesure de la croissance tumorale. L'utilisation de ces techniques non invasives permet d'observer l'évolution d'un seul animal au fil du temps, là où auparavant l'information devait être obtenue par l'euthanasie et l'autopsie de multiples individus à chaque étape d'une seule étude, permettant ainsi de réduire considérablement le nombre d'animaux nécessaires. Une analyse rétrospective sera réalisée à la fin de chaque expérience afin de déterminer les possibilités de diminution supplémentaire du nombre d'animaux.

Raffinement

Dès le début de la période d'acclimatation, une surveillance quotidienne des animaux (poids, désydratation, température, respiration, état générale...) ainsi qu'un contact humain quotidien sont assurés. Les conditions expérimentales font l'objet d'un suivi rigoureux du bien-être animal. Des points limites (perte de poids >20%, activité extreme, hypotherlmie, ...) ont été définis pour chaque procédure afin de limiter la souffrance ou l'angoisse des animaux, et toute atteinte à ces limites entraînera l'euthanasie de l'animal. Des mesures seront mises en place pour réduire l'anxiété et l'impact environnemental sur les souris, telles que l'enrichissement de l'environnement avec des cachettes et des objets à ronger. Les animaux seront maintenus dans leur cage avec leurs congénères habituels et auront un accès libre à l'eau potable. Une surveillance quotidienne par le personnel animalier ou l'expérimentateur permettra de détecter toute éventuelle souffrance chez les animaux, comme spécifié pour chaque expérience. À la fin de chaque expérience, une étude rétrospective sera menée afin d'identifier les possibilités d'amélioration des procédures pour réduire la souffrance animale.

Choix des espèces

La souris présente des caractéristiques physiopathologiques similaires à celles de l'espèce humaine. De plus, notre projet de recherche repose sur l'utilisation de souris génétiquement modifiées. En outre, cette espèce présente divers avantages pratiques essentiels justifiant son utilisation comme modèle dans ce type de projet : coûts réduits, cycles de reproduction courts, croissance rapide, facilité de transport, manipulation aisée et adaptation adéquate aux conditions expérimentales. Les mères seront soumises au stress du 13e au 18e jour de gestation, conformément à la période décrite dans la littérature pour ce modèle. Ensuite, les progénétures utilisées seront âgées d'au moins 6 semaines, car nous visons à utiliser des animaux adultes et matures. De plus, cet âge est communément utilisé dans la littérature pour ces modèles.

Pour mesurer le rôle d'une hormone du métabolisme du fer dans l'arthrite, 400 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. 320 d'entre elles reçoivent deux injections dans l'abdomen à 72 heures d'intervalle qui déclenchent une arthrite, 70 sont gavées deux fois par jour pendant dix jours. Le porteur décrit une inflammation et des douleurs articulaires du septième au onzième jour, terme du protocole, puis un prélèvement de sang par ponction dans le cœur sous anesthésie avant la mise à mort. Il indique qu'une perte de poids supérieure à 20 % arrête l'expérimentation et déclenche la mise à mort des souris concernées.

Objectifs

La polyarthrite rhumatoïde (PR) est une maladie auto-immune chronique touchant 0,5 à 1% de la population. Cette pathologie dépend du développement d’auto-anticorps et d’un recrutement de cellules inflammatoires dans les articulations, menant à une destruction des os et du cartilage. Des molécules activées par l'inflammation perturbent le métabolisme du fer en régulant l’expression de l’hepcidine. L’hepcidine est un petit peptide circulant, il réduit le fer sanguin en inhibant son absorption par l’intestin et sa libération des tissus de stockage. L’hepcidine est principalement exprimée par le foie, mais des études ont montré une synthèse extra-hépatique de l’hepcidine dans plusieurs organes périphériques. Dans un contexte inflammatoire, l’hepcidine aurait un rôle délétère dans ces tissus puisque localement, elle peut augmenter la rétention du fer toxique et accentuer l’inflammation. En effet, l’hepcidine est une protéine inflammatoire de phase aigue. Cependant, le rôle de l’hepcidine dans la PR, reste à ce jour non élucidé. L’équipe a montré que l’hepcidine est produite au niveau de l’articulation de manière significativement supérieure chez des patients atteints d’arthrite comparés à ceux atteints d’arthrose (maladie articulaire non inflammatoire). Des inhibiteurs d'une des voies de régulation importante de l’hepcidine représentent une nouvelle classe thérapeutique capable de cibler l’inflammation des patients atteints d’arthrite. Ainsi nos objectifs dans ce projet sont d’évaluer d’une part l’implication de l’hepcidine locale dans l’exacerbation de l’inflammation et dans les mécanismes de destruction ostéo-articulaire, et d’autre part, d’évaluer ses consequences sur le métabolisme du fer et sur le développement de la pathologie dans un modèle murin d’arthrite.

Bénéfices attendus

La polyarthrite rhumatoïde est une maladie inflammatoire touchant les articulations qui affecte actuellement en France 0.5 à 1% de la population, ce qui représente plus de 300 000 personnes. De ce fait, une meilleure compréhension de cette pathologie et le développement de traitements ciblés représentent un enjeu de santé publique majeur. Nos données récentes chez les patients ont montré que l’hepcidine, un peptide qui régule le métabolisme du fer, était présente au niveau de l’articulation en conditions d’arthrite et qu’elle pouvait jouer un rôle important dans la pathologie. Ce projet permettra d’apporter de nombreuses connaissances sur le métabolisme du fer local dans la polyarthrite rhumatoïde, un domaine non étudié à ce jour. Parmi les derniers traitements développés, le filgotinib montre des résultats encourageants chez les patients atteints de polyarthrite rhumatoïde modérée à sévère. Ce projet nous permettra d’apporter plus de connaissances concernant les mécanismes d’action de ce traitement dans la polyarthrite rhumatoïde. De plus nous apporterons des résultats sur l’impact de ce traitement sur le métabolisme du fer qui intervient dans de nombreux processus physiologiques.

Procédures

320 animaux subiront 2 injections intrapéritonéales réalisées à 72h d’intervalle. Ce geste, rapide (quelques millisecondes à quelques secondes) et indolore pour les animaux, sera réalisé sur animaux vigiles. 70 animaux seront soumis à des gavages deux fois par jour pendant 10 jours (de J0 à J9). Cette technique réalisée en quelques secondes sera réalisée par des personnes expérimentées sur animaux vigiles. L’ensemble des souris subiront également un prélèvement sanguin intracardiaque (quelques secondes) réalisé sous anesthésie avant leur mort.

Impact sur les animaux

Les animaux qui développeront une arthrite peuvent subir une inflammation et des douleurs articulaires à partir de la mise en place de la pathologie (J7) jusqu’à la fin du protocole expérimental (J11).

Devenir

Notre projet nécessite la récupération de prélèvements moléculaires, cellulaires et tissulaires, ce qui ne nous permet pas de garder les animaux en vie après prélèvements. De plus le projet ne nécessite pas de faire une cinétique sur nos animaux. De ce fait, tous les animaux seront mis à mort à l’issue de chaque procédure expérimentale.

Remplacement

Notre projet repose sur des études préliminaires réalisées in vitro ayant montré que l’arthrite modulait le métabolisme du fer et que ce dernier avait un impact sur la pathologie. La polyarthrite rhumatoïde étant un système complexe impliquant de nombreux partenaires cellulaires, les études in vitro ne permettent pas de représenter l’ensemble de la pathologie. De ce fait, le modèle in vivo reste le meilleur modèle permettant d’étudier la polyarthrite rhumatoïde dans le cadre de notre projet. Nos résultats in vitro nous permettent de justifier l’intérêt scientifique de notre projet dans un système concret qu’est le système in vivo.

Réduction

Notre projet a été pensé afin de réduire au maximum le nombre d’animaux. Sur un même animal, nous réaliserons des analyses anatomiques (histologie des articulations), cellulaires (analyse des cellules articulaires et circulantes), et moléculaires (dosages). Les techniques utilisées dans notre projet sont des techniques que nous maitrisons et que nous réalisons régulièrement au laboratoire. Les analyses statistiques seront effectuées à l’aide d'un logiciel adapté. Des tests statistiques pertinents seront utilisés.

Raffinement

Notre projet a été conçu afin de limiter le mal-être des animaux. Afin de réduire au maximum les douleurs et l’inconfort des animaux, notre étude sera conduite par un expérimentateur formé à l’expérimentation animale. Afin de limiter le stress des animaux, les souris seront acclimatées pendant une semaine suite à leur arrivée dans la zootechnie et avant de débuter l’expérimentation. De plus, elles seront hébergées avec d’autres souris tout au long du protocole (5 souris par cage) dans des cages d’une superficie de 500 cm2 à 20-24°C et 30-50% d’hygrométrie, en portoirs ventilés, avec une alternance jour/nuit de 12h/12h. La nourriture et l’eau de boisson seront fournies ad libitum. Des objets enrichissants seront disposés dans chaque cage pour limiter le stress des animaux. Notre projet nécessite un suivi quotidien du développement de la maladie chez les animaux. De ce fait, nous observerons attentivement les animaux de manière quotidienne et si ces derniers présentent des altérations physiques, des signes de douleur et/ou des comportements anormaux (flan creusé, dos voûté, poils sales, perte de poids, déshydratation, agressivité, prostration…), un analgésique sera administré si necessaire et si cela n’améliore pas leur état ou si une perte de poids de plus de 20% est observée, l’expérimentation sera immédiatement arrêtée et les animaux concernés seront euthanasiés. A la fin de la procédure, avant l’euthanasie des animaux, un prélèvement intracardiaque sera réalisé. Pour réduire la douleur et le stress des animaux générés par cette procédure, les animaux seront anesthésiés au préalable avec un mélange de kétamine et de xylazine.

Choix des espèces

Les modèles murins de polyarthrite rhumatoïde sont couramment utilisés pour étudier la physiopathologie de cette maladie. De plus, le choix d’utiliser des modèles murins a été conforté par le fait que nous possédons de nombreuses connaissances sur ce modèle, nous permettant un plus grand nombre d’analyses possibles. Les souris utilisées seront âgées de 7 à 8 semaines, ce qui est en conformité avec les études publiées utilisant ce modèle murin d’arthrite.

Testée seize fois et manipulée dix-huit fois sur trente-six semaines, chaque poulette suivie passe par des épreuves de persévérance alimentaire, de réactivité face à un objet nouveau, de motivation sociale, de témérité, de biais d'attention et de contagion émotionnelle. 224 poules pondeuses vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, dont 200 suivies individuellement. L'objectif déclaré est de fournir aux éleveurs une grille pour repérer tôt les futures piqueuses, l'épointage du bec restant autorisé en France. Le porteur reconnaît que le picage sévère ne pourra pas être évité puisqu'il s'agit précisément de l'observer, 28 poules choisies pour leur tempérament seront tuées par injection pour prélever leur cerveau, les autres partant à l'abattoir.

Objectifs

La filière de production des œufs est en pleine mutation, avec l’abolition progressive à la fois de l’élevage en cages mais aussi de pratiques pouvant compromettre le bien-être des animaux. L’épointage du bec chez la poule pondeuse, une pratique consistant à cautériser l'extrémité du bec à l’aide d’un rayon laser, potentiellement douloureuse, a déjà été interdite dans plusieurs pays. Elle reste cependant couramment utilisée en France pour limiter les effets du picage sévère en élevage, tels que le cannibalisme. L’arrêt de l’épointage s’avère compliqué, car les quelques initiatives actuelles (enrichissement du milieu, contrôle de l’intensité lumineuse, apports nutritionnels spécifiques) ne permettent pas de limiter suffisamment le risque de picage sévère chez les poules non épointées. Pour limiter son apparition, il est nécessaire de mettre en place le plus précocement possible des actions préventives. Or, les méthodes actuelles pour détecter précocement les problèmes de picage, telles que la dégradation de l’état du plumage ou l’observation de comportements agressifs, sont trop tardives pour anticiper les épisodes de picage et intervenir efficacement pour les limiter. L’enjeu est ainsi d’agir le plus tôt possible grâce à des observations comportementales en lien avec le niveau de tempérament “piqueur” des animaux. Ce travail a pour ambition de proposer un outil d’évaluation du risque de picage chez la poule à un stade précoce. Cet outil repose sur une grille d’évaluation du comportement des poulettes à destination des éleveurs. La présente étude visera à compléter et à valider des indicateurs comportementaux/de tempéraments reliés à une propension plus ou moins forte de l’individu à piquer.

Bénéfices attendus

Le but de cette étude est d’élaborer une grille d’indicateurs de traits comportementaux/tempéraments chez la poulette qui servira à évaluer à un stade précoce un risque de picage sévère ultérieur. En effet, les mesures prises pour endiguer et gérer le picage sévère en élevage sont trop tardives. La finalité est d’avoir un outil qui permettra aux éleveurs et éleveuses d’identifier les premiers signes précurseurs du picage dès le stade poulette, sur la base de leur tempérament, afin de prendre les mesures nécessaires pour la bonne gestion de leur lot (ex : apport d’enrichissements supplémentaires dans le milieu de vie, la gestion très douce des transitions alimentaires, le suivi renforcé des animaux (comportement, emplumement) pour déceler le moindre écart, la limitation des changements brusques et les sources de stress, etc….).

Procédures

La procédure n’implique pas d’actes invasifs. Lors des trois sessions de tests (session 1 : 4 tests et sessions 2&3 : 6 tests), chacun des 200 individus sera testé une fois par semaine. Un minimum de deux semaines sera laissé entre les sessions pour laisser la place à des périodes sans perturbation. Au total, une même poule sera donc testée 16 fois, dont trois fois par groupe de 10, et manipulée à deux autres moments pour la pose et le changement des dossards et des bagues. Chacun des 200 individus sera donc manipulé 18 fois, étalé sur 36 semaines d’élevage. Les objectifs des tests de comportement, choisis pour leur lien avec un comportement de picage d'après la littérature scientifique et une étude pilote, sont de pouvoir identifier des comportements contrastés afin de dresser un profil de tempérament d'individus qualifiés de "très piqueur" et un profil d'individus qualifiés de "peu piqueur". Les comportements étudiés sont la persévérance pour accéder à une ressource alimentaire appétante, la réactivité émotionnelle des animaux face à un environnement ou à un objet nouveau, leur motivation sociale, leur témérité, leur activité, leur biais d'attention et leur contagion émotionnelle. L'ensemble de ces 6 tests répétés à trois âges différents (sauf 2 d'entre eux en session 1 car jugés plus exploratoires, permettant de laisser davantage de temps de récupération entre les deux premières sessions de tests) dureront entre 5 minutes et 20 minutes au maximum chacun en fonction du test. Concernant les 24 poules surnuméraires, elles seront manipulées deux fois pour la pose des dossards et dans un maximum de 20 fois sur toute la durée de l’expérimentation au cours de deux tests comportementaux qui nécessitent la présence de congénères dans la zone où seront testés individuellement les 200 individus suivis (elles seront placées par groupe de 2-3 dans une aire dédiée).

Impact sur les animaux

Les contentions que les tests impliquent sont ponctuellement stressantes pour les animaux. Les tests comportementaux individuels (20 minutes maximum) peuvent engendrer du stress lié à l’isolement social. Le but de l’expérimentation étant d’observer du picage pour le relier à des tempéraments, nous ne pourrons pas l’éviter. En cas de picage sévère, les animaux pourront subir un stress ou de la douleur lié à une blessure (une observation vigilante et quotidienne est prévue ainsi qu'une infirmerie pour traiter les animaux qui seraient blessés).

Devenir

La majorité des animaux seront abattus en circuit classique (abattoir) pour commercialisation. Un total de 28 poules choisies pour leur tempérament « fortement piqueur » et « peu piqueurs » seront mises à mort par injection pour un prélèvement du cerveau pour analyses génomiques futures comme mesure complémentaire aux observations comportementales.

Remplacement

L'impact du tempérament des poulettes sur le comportement de picage sévère ultérieur ne peut être évalué que par des essais sur animaux vivants. De plus, le projet concerne spécifiquement l’espèce de la poule domestique.

Réduction

Ce protocole expérimental est pensé de façon à minimiser le nombre de poules utilisées tout en conservant un effectif suffisant pour être à minima représentatif des conditions d’élevage et pour avoir des résultats statistiquement significatifs. Le tempérament est propre à chaque individu. Il existe donc une forte variabilité interindividuelle qui nécessite l’implication d’un nombre suffisant d’animaux. Ce projet impliquera donc au total 224 poules, dont parmi elles 200 seront suivies et testées. L’analyse des résultats d’une étude préliminaire nous a permis de conclure que 200 individus étaient un minimum pour nous permettre de différencier statistiquement des poules avec un tempérament « très piqueur » d’un tempérament « peu piqueur » (prévalence de 10% d’individus très piqueurs au sein d’un lot, d’après une étude précédente). Les 24 poules surnuméraires permettent d’augmenter la taille de groupe pour provoquer davantage de comportements d’interactions sociales entre les poules et serviront d’individus familiers lors de deux tests comportementaux impliquant les individus suivis.

Raffinement

Le raffinement des conditions d’hébergement visera à assurer au sein du parc des conditions similaires à celles rencontrées sur le terrain en élevage standard avec des pratiques un peu améliorées (présence de perchoirs dès le stade de poulettes, suivi rapproché quotidien). La densité d'élevage sera très légèrement plus faible que celle rencontrée sur le terrain afin de nous permettre de mieux observer les animaux : 14 poulettes/m² au lieu de 16. Un contrôle des paramètres d'ambiance sera fait quotidiennement de manière automatique dans toutes les salles. L’alimentation et la conduite des animaux seront adaptées à la génétique utilisée en suivant son cahier des charges. Les poules feront l’objet de visites quotidiennes pour la surveillance afin de mettre fin immédiatement aux souffrances des individus malades ou blessés et pour l’entretien (nourrissage, nettoyage, tests). Des visites supplémentaires seront instaurées au besoin selon l’évolution de leur état de santé. L’examen individuel comprendra : une observation des points limites associés au suivi du picage ou à un état léthargique. De plus des observations quotidiennes sont prévues par analyse de vidéo pour suivre l’évolution des comportements de picage. Aussi, lors des tests comportementaux individuels, l’isolement social ne sera que visuel. Les tests seront conduits dans la même salle que l’enclos de vie, ce qui permettra aux animaux de garder un contact auditif et olfactif avec leurs congénères.

Choix des espèces

Ce projet concerne directement la filière d’élevage de poules pondeuses, affectée par la problématique du picage sévère qui est une vraie problématique de santé et bien-être animal et de perte économique en élevage. Le projet vise donc à l’élaboration d’une grille pour évaluer le risque de picage dès le stade de poulettes sur la base de tempéraments. Cette évaluation précoce leur permettra de ne pas attendre les premiers signes visuels de picage sévère pour prendre des mesures de régulations nécessaires du picage. La poule pondeuse est l’espèce cible et est donc la seule espèce adaptée aux objectifs et aux conditions de la procédure expérimentale. Une souche très répandue dans la filière d'élevage française, plus sujette au picage, a été choisie pour le projet. Les animaux seront élevés dès leur arrivée en tant que poussins de 1 jour jusqu’à 36 semaines au maximum. Cela nous permettra ainsi de confirmer le lien entre les indicateurs de la grille présumant le tempérament « piqueur/non piqueur » des poulettes et la présence/absence réelle de ce comportement de picage à un stade plus avancé, chez la poule pondeuse, là où il est censé se produire plus fréquemment qu’au stade poulettes.

78 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent dans le derme une injection de Borrelia afzelii, la bactérie de la maladie de Lyme, puis passent cinq anesthésies, une par semaine, pour suivre en imagerie la dissémination des bactéries. La dernière anesthésie ne se termine pas par un réveil : les souris sont tuées pour que soient prélevés peau, articulations, cœur, cerveau, rate et sang. Les retombées annoncées, des molécules ciblant le gène étudié, sont renvoyées au plus long terme, et le porteur indique qu'aucun modèle in silico ne permet aujourd'hui de reproduire ces interactions.

Objectifs

En 10 ans, l'incidence de la borréliose de Lyme en France a pratiquement doublé, constituant ainsi un problème majeur de santé publique. Cette maladie infectieuse est causée par une bactérie du genre Borrelia, transmises par les tiques, ces dernières agissant comme de véritables vecteurs de ces agents pathogènes en infectant l'homme ou les animaux domestiques lors de leur repas sanguin. En France et en Europe, l'espèce Borrelia afzelii est très fréquente et s'étend. L'objectif principal de ce projet est d'étudier in vivo le rôle d’un gène particulier de Borrelia afzelii dans la dissémination des bactéries chez la souris et la réponse inflammatoire qui en découle. Ce gène de la bactérie Borrelia permet la production d’une molécule qui leur sert à communiquer entre-elles impactant ainsi leur virulence et leur résistance aux antimicrobiens. Dans notre projet, des souris seront infectées par voie intradermique, pour mimer la voie de pénétration chez l’homme, par Borrelia afzelii qui aura été ou non préalablement modifiées génétiquement pour supprimer l’expression du gène du gène d’intérêt. Les bactéries ayant le gène d'intérêt normal sont appelées sauvage alors que les bactéries où le gène d'intérêt a été supprimé sont dites mutées. A partir de ce point de départ cutané, l’infection sera suivie chez l’animal pendant 28 jours à l’aide d’un système d’imagerie in vivo pour étudier la dissémination des bactéries dans les différents organes et tissus cibles. Au terme de ce suivi, ces tissus cibles de l’infection par Borrelia seront collectés (peau, articulations, tissu cardiaque, système nerveux central, rate, sang) dans le but de quantifier la charge bactérienne ainsi que l’expression des médiateurs de la réponse inflammatoire. La contribution du gène d’intérêt à la dissémination bactérienne et à la réponse inflammatoire développée par les animaux infectés sera mise en évidence par la comparaison des infections entre les souches sauvages et mutées.

Bénéfices attendus

Les résultats de cette étude nous permettront de faire progresser les connaissances sur le rôle d’un gène particulier de Borrelia afzelii dans la dissémination de la bactérie lors de l’infection d’un organisme hôte, sa virulence et la réponse inflammatoire de ce dernier. Ils permettront à plus long terme d’envisager l’utilisation de molécules ciblant le gène d’intérêt pour le traitement de la borréliose de Lyme. Ce champ d’investigation présente un intérêt manifeste, étant donné que l’Homme et les animaux domestiques sont de plus en plus exposés aux tiques et susceptibles d’être infectés par Borrelia afzelli, une espèce qui s’étend en France et en Europe.

Procédures

Tous les animaux (78) seront anesthésiés 5 fois à raison d'une fois par semaine pour faire le suivi de la dissémination bactérienne par imagerie. Lors de la première anesthésie d'une durée de 30 min maximum, les animaux seront rasés au point d'injection et une injection de bactéries dans le derme sera pratiquée avant l'imagerie. Les anesthésies suivantes dureront 10 min environ. Lors de la dernière anesthésie, après l'imagerie, les animaux encore anesthésiés seront mis à mort pour des prélèvements.

Impact sur les animaux

- L’injection pour induire l’anesthésie au début et à la fin du protocole crée une douleur légère et transitoire. - L'induction de l'anesthésie gazeuse et le réveil après anesthésie provoque un stress léger et transitoire des animaux.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort de manière à collecter les différents tissus cibles au sein desquels la bactérie Borrelia est susceptible de se propager à partir du point d'injection cutané. Pour chaque échantillon biologique collecté, la charge bactérienne sera déterminée et les marqueurs de la réponse inflammatoire seront également analysés.

Remplacement

Des expériences in vitro ont été réalisées au préalable pour étudier l’impact de la mutation du gène d’intérêt de Borrelia afzelii sur la croissance bactérienne. Cependant, il est nécessaire d’effectuer des expériences in vivo chez l’animal afin d’étudier l’impact de cette délétion du gène d’intérêt sur la dissémination de la bactérie dans l’organisme hôte, ainsi que sur la réponse inflammatoire de l’organisme en réponse à l’infection, qu’il est impossible d’étudier in vitro, compte-tenu de la complexité des mécanismes mis en jeu. De plus, il n'existe pas encore de modèle in silico pour mimer ces interactions complexes.

Réduction

A partir des données de la littérature scientifique, nous avons pu calculer un effectif de souris minimum nécessaire pour assurer une validation statistique de l’étude, à l’aide d'une formule mathématique appropriée. Ainsi, nous proposons d’utiliser 18 animaux par lot en effectuant 3 expériences indépendantes avec 6 souris par lot. Ce découpage en 3 expériences indépendantes permettra d’envisager une démarche de réduction par analyse de tendance en cours de projet, dans le cas où des différences statistiques significatives seraient observées.

Raffinement

Afin de satisfaire les besoins comportementaux des souris, celles-ci seront maintenues en groupes de 3 individus par cage ventilée. Leur milieu sera enrichi de structures adaptées répondant à leur besoin naturel de ronger (buchettes de peuplier) et leur permettant de se cacher (nid). Afin de limiter la douleur, la souffrance ou l’angoisse des animaux, ceux-ci seront anesthésiés lors des phases d’expérimentation les plus longues (rasage, injection de bactéries, imagerie) avec contrôle de la température par tapis chauffant. Des points limites gradés, précis et adaptés sont listés dans une grille et feront l’objet d’une surveillance quotidienne des animaux. Une prise en charge par un traitement antalgique sera mise en œuvre précocement en cas de besoin.

Choix des espèces

Les modèles murins d’infection bactérienne par la bactérie Borrelia sont fréquemment utilisés pour étudier in vivo la dissémination de la bactérie dans l’organisme hôte et la réponse inflammatoire induite. La réponse inflammatoire de la souris est par ailleurs décrite et étudiée depuis des décennies et autorise des comparaisons avec la réponse inflammatoire humaine. Les modèles murins, bien que pouvant présenter certaines limites par rapport à la physiologie humaine, restent largement utilisés pour étudier la réponse inflammatoire de l’hôte en réponse à l’infection et évitent d’avoir recours à des espèces animales plus proches de l’Homme. Les animaux seront inclus dans le projet à partir de l’âge de 8 semaines, lorsque leur système inflammatoire est bien développé.

1 080 souris vont être utilisées dans le premier volet du projet, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Anesthésiées pour la greffe d'un fragment tumoral pancréatique, elles reçoivent une chimiothérapie deux fois par semaine pendant quatre semaines, une radiothérapie quotidienne pendant cinq jours, et cinq séances d'IRM d'une heure trente. Le bénéfice avancé tient à des marqueurs d'imagerie que le porteur juge "facilement transposables" en clinique, quand la perte de poids et la croissance tumorale sont, elles, décrites comme attendues. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit la complexité du milieu tumoral, et compte l'IRM comme une réduction puisqu'elle évite de tuer des souris à chaque temps d'imagerie.

Objectifs

Le cancer du pancréas est un cancer digestif diagnostiqué à un stade avancé avec un des plus mauvais pronostics, moins de 8% des patients survivent au-delà de 5 ans. Au moment du diagnostic, 80% des patients ont déjà des métastases, rendant la chirurgie impossible. Actuellement, très peu de thérapies sont proposées. La réponse tumorale aux traitements existants reste très difficile à évaluer en clinique par manque de biomarqueurs. De plus, ce cancer résiste à la chimiothérapie et à la radiothérapie. Ces échecs peuvent être expliqués par les caractéristiques de la maladie ainsi que par le manque de biomarqueur permettant la sélection des patients traités. L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est un outil permettant l’acquisition d’images anatomiques in vivo de haute résolution, mais également d’images fonctionnelles. La combinaison de nouvelles modalités IRM a permis l’élaboration de nouveaux biomarqueurs en imagerie pour la caractérisation tumorale. Ce projet vise à étudier l’efficacité de l’association de chimiothérapies suivie par de la radiothérapie externe in vivo grâce à l’utilisation de ces nouveaux biomarqueurs en imagerie. Ce projet se déroulera sur deux établissements utilisateurs: EU1 et EU2.

Bénéfices attendus

Il s’agit d’étudier in vivo les modifications biophysiques des tumeurs mesurées par IRM dues aux différents traitements étudiés dans ce projet. Il s’agira, in fine, de pouvoir évaluer quel traitement sera le plus efficace selon les paramètres biophysiques initiaux de la tumeur, ainsi que d’évaluer rapidement l’efficacité du traitement. Dans les études cliniques, ces techniques IRM seront facilement transposables,

Procédures

Les animaux seront anesthésiés en vue d'une greffe tumorale puis traités par chimiothérapie et radiothérapie (EU1). Durée de la greffe : 2 minutes Durée de la chimiothérapie : injection IP d'environ 1 min, 2 fois par semaine pendant 4 semaines. Durée de la radiothérapie : 5 minutes/jour pendant 5 jours. Durée des injections d'anesthésiant et d'agent de contraste : inférieure à 1 min. Les souris seront suivies 5 fois par IRM sous anesthésie d'1h30 (avant, pendant et après le traitement) (EU2).

Impact sur les animaux

Effets indésirables direct: - douleur associée à une injection ou implantation d'un fragment tumoral - douleur associée à une injection intraveineuse et Intra péritonéale. - stress occasionné par le transport des souris entre les 2 sites. Effets indésirables indirects conséquence des produits injectés: - croissance tumorale - perte de poids. Les nuisances qui pourront être engendrées par la croissance tumorale chez ces animaux seront parfaitement surveillées et maîtrisées afin de limiter toute souffrance animale.

Devenir

A l'issue des procédures expérimentales les animaux seront euthanasiés et les tumeurs seront analysées

Remplacement

Il n’existe pas de modèles in vitro reproduisant la complexité du milieu tumoral et permettant de déterminer l'efficacité thérapeutique par imagerie IRM.

Réduction

Le nombre d’animaux sera réduit au maximum tout en conservant une puissance statistique suffisante pour le traitement du résultat. L’utilisation de l’IRM pour le suivi de la réponse au traitement de manière non invasive, nous permet de réduire le nombre d’animaux utilisés dans les protocoles expérimentaux puisqu’il n’y a pas d'euthanasie à chaque temps d’imagerie.

Raffinement

La première mesure prise afin de limiter le stress chez nos animaux est une semaine de stabulation à leur arrivée sur les sites. Ceci afin de les habituer à leurs nouvelles conditions d'hébergement. Les conditions d'entretien de manipulation des animaux permettent de les protéger via les équipements et procédures de travail d'une contamination par des pathogènes ou opportunistes. Ensuite les procédures expérimentales seront uniquement réalisées par des ingénieurs expérimentés. De plus, celui-ci avec l'aide de l'équipe gérant la zone surveilleront quotidiennement les animaux. De nombreux critères ont été mis en place afin d'évaluer toute forme de détresse chez les animaux qui entraineront l'arrêt de la procédure si nécéssaire.

Choix des espèces

Pour l’évaluation de cancers d’origine humaine, il est indispensable d’utiliser des animaux immunodéprimés, et la souris présente de nombreux modèles adaptés, notamment les souris athymiques nudes. L’étude de l’effet des thérapies des modèles possédant un système immunitaire demande l’utilisation de souris immunocompétentes greffées avec une tumeur murine. Age 6 semaines, âge ou l’on observe une forte incidence de prise de greffe.

La lignée de souris retenue est dépourvue de certaines cellules immunitaires, ce qui écarte le rejet des cellules cancéreuses greffées. 50 de ces souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit une greffe tumorale sur les deux flancs, dix d'entre elles se voyant en plus implanter une pastille d'hormones quatre jours plus tôt, et les tumeurs sont ensuite mesurées au pied à coulisse trois fois par semaine pendant quatre semaines. Le porteur écrit que les animaux sont tués à l'issue parce qu'ils "servent d'individu receveur de greffe" et ne serviront pas à d'autres projets, cette étude pilote visant seulement à choisir le modèle qui sera utilisé ensuite.

Objectifs

La sénescence cellulaire est un programme cellulaire déclenché en réponse à divers stimuli tels que des dommages à l’ADN. Les cellules sénescentes sécrètent un cocktail de molécules appelé SASP (Senescence Associated Secretory Phenotype) qui peut modifier l’architecture de la tumeur et ainsi promouvoir la croissance tumorale, l’évasion immunitaire et les métastases. La compréhension des interactions entre cellules sénescentes, leur SASP et les cellules cancéreuses offre l’opportunité de découvrir de nouvelles thérapies efficaces.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à améliorer notre compréhension des effets des cellules sénescentes et les molécules qu’elles sécrètent sur plusieurs types de cancer (cancer du poumon, du sein ou du foie). Cette étude pilote nous permettra de déterminer quel modèle est le plus pertinent pour la suite de notre étude in vivo.

Procédures

Toutes les souris recevront une greffe de cellules cancéreuses sur chaque flanc (deux au total par animal) qui formeront des tumeurs solides. Chaque greffe sera réalisée sous anesthésie générale qui durera moins de 5 minutes, le temps d'une piqure d'aiguille. Pour les souris receveuses de greffe de cellules de cancer du sein : chaque animal (10 au total) recevra la greffe d'une pastille d'hormones 4 jours avant la greffe de cellules pour que la tumeur se forme. Cette intervention durera moins de 5 minutes sous anesthésie générale. Après une semaine d'acclimatation et trois fois par semaine jusqu'à euthanasie : l'état global de chaque animal sera observé et pesé (10 secondes par pesée), le volume de chaque tumeur sera mesuré avec un pied à coulisse.

Impact sur les animaux

Nous allons greffer des cellules cancéreuses à des souris et le suivre le développement de tumeurs. Le greffes seront réalisées sous anesthésie légère qui durera moins 5 minutes pour chaque animal. Les procédures que vont subir les animaux peuvent causer du stress et de légères douleurs. Les animaux seront euthanasiés 4 semaines après la greffe ou lorsque la tumeur atteindra une taille limite. Certaines souris (10 au total) recevront la greffe d'une pastille d'hormones qui durera moins de 5 minutes et sera réalisée sous anesthésie générale. Cette procédure peut causer du stress et de légères douleurs au niveau de la zone de greffe. Le bien-être des animaux sera surveillé de manière attentive, le poids des animaux et la croissance tumorale suivie par mesure avec un pied à coulisse et seront ainsi enregistrés tout au long de l’étude 3 fois par semaine. Les possibles nuisances liées aux gestes et intervention que vont subir les animaux : stress dû à l'anesthésie, douleur au niveau de la zone de greffe de cellules, douleur au niveau de la zone d'incision pour la pastille d'hormone, stress dû à la manipulation régulière.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure car ils servent d'individu receveur de greffe et ne serviront pas pour d'autres projets.

Remplacement

La souris constitue un bon modèle pour l'étude en oncologie. Il s'agit d’un mammifère au système immunitaire et à la physiologie assez proche de l'Homme qui permet d’utiliser les données générées dans une approche translationnelle valide. La lignée de souris choisie ne possède pas les cellules immunitaires, cela veut dire qu’il n’y a pas de risque de rejet des cellules greffées.

Réduction

Les effectifs de 5 animaux par groupe ont été choisi. Chaque animal recevra deux greffes identiques (une sur chaque flanc), cela nous permet d’obtenir un grand nombre de tumeurs en réduisant le nombre d’animaux utilisés. Nous obtiendrons une réponse statistiquement significative et exploitable tout en réduisant le nombre d'animaux utilisés.

Raffinement

Afin de maintenir le bien-être animal au cours de notre étude, les besoins physiologiques des animaux seront respectés (nourriture ad libitum, cages propres, nids d'enrichissement, stabulation en groupe) permettant une réduction du stress. En raison du déficit immunitaire partiel des souris choisies, des cages ventilées avec de l’air filtré seront utilisées. La nourriture ansi que l’eau sera desinfecté ou stérilisé. Par ailleurs, nous avons mis en place les points limites nécessaires. Les animaux seront observés quotidiennement pour s'assurer que leur état de santé n'est pas détérioré et nous suivrons à chaque pesée (trois fois par semaine) l'état général des animaux, le toilettage, la posture, la présence de vocalisation et les sites d'injection. Les tumeurs seront aussi palpées (pour détecter leur présence précoce), leurs volumes seront mesurés 3 fois par semaine et nous observerons aussi leur aspect. Tous ces items nous permettront de décider de l'atteinte de points limites, le cas échéant pouvant entrainer la mise à mort de l'animal pour éviter toute souffrance. En cas de rixe entre animaux, nous pourrons être amenés à isoler l'individu dominant pour éviter toute lésion. Le cas échéant, des soins locaux par spray seront attribués. Si une douleur est présente, un antalgique pourrait être administré selon les recommandations vétérinaires.

Choix des espèces

La souris constitue un bon modèle pour l'étude en oncologie. Il s'agit d’un mammifère au système immunitaire et à la physiologie assez proche de l'Homme qui permet d’utiliser les données générées dans une approche translationnelle valide. La lignée de souris choisie ne possède pas certaines cellules immunitaires, cela veut dire qu’il n’y a pas de risque de rejet des cellules greffées. Nous utiliserons des souris âgées de 5 à 6 semaines. C'est un âge où l'animal est considéré adulte et peut supporter au mieux la greffe de cellules.

1 600 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal peut recevoir un composé pendant dix-sept semaines et subir jusqu'à 342 tests, dont 210 observations de l'écartement des doigts, des électromyogrammes sous anesthésie répétés plusieurs fois par semaine et jusqu'à un prélèvement sanguin par jour. Les molécules testées peuvent altérer la fonction neuromusculaire, ce que le porteur reconnaît comme une gêne dans les activités quotidiennes des rats. Il prévoit quarante études de présélection sur les cinq ans de l'autorisation, et revendique un "important besoin d'innovation" dans le champ des maladies neuromusculaires.

Objectifs

La fonction neuromusculaire désigne l'interaction entre le système nerveux et les muscles, permettant le mouvement et le maintien de la posture. Les troubles de cette fonction sont à l’origine de nombreuses pathologies qui se manifestent par divers phénomènes : - des faiblesses musculaires comme dans les myopathies, les neuropathies périphériques ou la Sclérose latérale amyotrophique - des contractures ou des rigidités (spasticité) comme dans les paralysies cérébrales, certaines atteintes auto-immunes, les spasmes musculaires et les dystonies - ou d’autres type de dysfonctionnements sensori-moteurs comme dans la myasthénie, la Rhabdomyolyse, les Fibromyalgies et les syndromes de fatigue chronique. Le manque de médicaments disponibles pour traiter efficacement les pathologies neuromusculaires laisse de nombreux patients sans options thérapeutiques adaptées, il y a un important besoin d'innovation dans ce domaine. Ainsi le développement de nouveaux médicaments doit permettre de ralentir la progression des symptômes et améliorer la qualité de vie des patients. Il est également nécessaire de développer des thérapies pour traiter les causes sous-jacentes des maladies neuromusculaires. Et finalement, la recherche doit se concentrer sur des traitements symptomatiques efficaces pour réduire les contractures, la douleur et la fatigue musculaire. Dans ce projet nous proposons de tester l’efficacité de nouveaux composés sur la fonction neuromusculaire normale afin de présélectionner les projets qui pourront être poursuivi dans des modèles pathologiques de maladies neuromusculaires. Pour ce faire nous allons utiliser plusieurs méthodes complémentaires, largement décrites et utilisées : la quantification de l’écartement spontané des doigts, la répartition du poids de l’animal sur ses pattes lors de ses déplacements libres, l’activité locomotrice, la coordination motrice, la force musculaire et l’activité électrique neuro-musculaire selon une méthode proche de celle utilisée chez l’homme.

Bénéfices attendus

Avec ce projet nous espérons participer à la sélection de nouveaux traitements pour les troubles neuro-musculaires.

Procédures

Dans ce projet, différents paramètres electromyographique et comportementaux sont évalués plusieurs fois au cours du temps. Pour tous les tests sauf l’observation de l’écartement des doigts, nous ferons au maximum 4 mesures le jour de l’induction, puis 4 mesures par semaine pendant 2 semaines et enfin nous passerons à un maximum de 2 mesures par semaine. L’observation de l’écartement des doigts pourra être fait au maximum 6 fois le jour de l’induction, puis 2 fois par jour pendant une semaine dont une fois en même temps que la prise du poids et enfin une fois par jour. En considérant un début de traitement des animaux en J0, les animaux subiront l’administration du composé à tester sur une durée maximale de 17 semaines selon ses caractéristiques pharmacologiques ainsi qu’un maximum de 342 tests dont 210 écartements des doigts. La réalisation d’électromyogramme prend environ 5-7 min en prenant en compte la partie anesthésie et la partie mesure, l’observation de l’écartement des doigts prend moins de 30 secondes et le test le plus long dure 20 min. En parallèle des tests des prélèvements de sang peuvent avoir lieu en cours d’expérience. Selon la voie de prélèvement choisie, les animaux pourront subir au maximum un prélèvement sanguin par jour en ne dépassant pas les recommandations éthiques en termes de volume prélevé et en garantissant le délai de récupération réglementaire.

Impact sur les animaux

Dans ce modèle, les molécules testées peuvent induire une modification de la fonction neuro-musculaire, ce qui pourrait gêner les animaux dans leurs activités quotidiennes. De plus, le test d’EMG (électromyogramme) nécessite une anesthésie générale qui peut créer un certain inconfort pour l’animal (désorientation lors de la phase de réveil). Les administrations répétées ainsi que les potentiels prélèvements sanguins peuvent induire des nuisances au niveau des sites d’administration et de prélèvement : comme une douleur passagère, une irritation, une inflammation, une induration, un risque de fausse route et/ou un phénomène de mâchonnement (pour la voie oral). Un stress lié aux différentes manipulations (administration, contention, …) et aux tests comportementaux peut également apparaitre.

Devenir

L'ensemble des animaux seront mis à mort à la fin de l'expérience. Une partie des animaux est sacrifiée pour faire des prélèvements, l’autre partie ne peut pas être replacée ou ré-utilisée car les animaux sont traités avec des substances à long terme.

Remplacement

La fonction neuro-musculaire est complexe et met en jeu plusieurs acteurs (muscles, nerfs, …) et différents processus de contrôle. De plus même si les tests in vitro fournissent de nombreux renseignements sur l’activité des molécules sur les systèmes cellulaires, les effets sur l’activité musculaire, la diffusion à travers l’organisme et la durée d’action dans le temps à l’échelle de plusieurs semaines ne peuvent être appréhendés que chez l’animal par des mesures directes sur le muscle ou des mesures comportementales. Pour toutes ces raisons, actuellement aucune méthode de remplacement n’est disponible pour étudier la problématique du présent projet (électromyographie). Néanmoins, les molécules testées dans ce projet ont fait l’objet d’une sélection sur des tests in vitro afin de choisir celles qui ont le plus fort potentiel thérapeutique.

Réduction

Les expériences seront réalisées avec la volonté de réduire autant que possible le nombre d’animaux par condition expérimentale, mais toujours dans l’optique d’obtenir le maximum d’informations scientifiques par test. C’est pourquoi, très souvent, des prélèvements post-mortem seront associés aux études in vivo dans l’objectif de soutenir les données obtenues par des analyses histologiques. Si des informations préalables existent pour permettre de tester seulement 8 animaux par groupe, nous le ferons. Toujours dans l’idée de diminuer au maximum le nombre d’animaux utilisés les animaux subiront un enchaînement de gestes expérimentaux au sein d'une même procédure. Des analyses statistiques finales seront réalisées. Les animaux inclus dans ce projet vont nous permettre de mener 40 études réparties sur les 5 ans de l'autorisation.

Raffinement

Le bien-être des animaux est primordial pendant les expérimentations. Ainsi un certain nombre de mesures sont mises en oeuvre notamment une inclusion de phase d’acclimatation (minimum 1 semaine) avant toute expérimentation. Les animaux sont hébergés dans des conditions optimales afin de réduire au maximum le stress lié à la captivité et aux expérimentations : nourriture et eau ad libitum, température et hygrométrie strictement contrôlées. Les animaux seront hébergés en cohorte pour respecter leurs besoins sociaux. Nous portons une attention particulière à ce que les animaux puissent exprimer certains de leurs comportements propres par un enrichissement important du milieu. L’enrichissement du milieu comporte un tunnel en carton et des boules de bois pouvant servir de matériel de jeu et de matériel à grignoter. Les animaux sont observés tous les jours, ils sont habitués à la manipulation par l’Homme deux fois par semaine et leur comportement sera suivi afin de déceler tout signe d’inconfort ou de stress. Les animaux sont pesés au minimum une fois par semaine, mais dès les premières administrations, ils sont pesés les jours de traitement ainsi que tous les jours d’expérience. Les manipulations sont faites par du personnel compétent. Le nombre et la durée des tests sont réduits et espacés autant que possible. Les mesures électromyographiques sont réalisées sous anesthésie générale (isoflurane/oxygène) afin d’éviter que l’animal ne bouge, l’administration par voie intra-veineuse ainsi que certains prélèvements de sang. Le prélèvement de liquide céphalo rachidien est fait sous analgésie et anesthésie profonde sans réveil. Les observations d’écartement des doigt sont autant que possible couplées à la prise du poids afin de ne manipuler les animaux qu’une seule fois. Les animaux sont systématiquement habitués à la pièce de comportement au moins 1h avant la mise en œuvre des tests. De plus, quand c’est possible, d’une période de familiarisation/d’apprentissage de l’environnement. Des points limites sont mis en place pour l’ensemble des procédures expérimentales. Si de nouvelles approches moins stressantes ou douloureuses pour l’animal venaient à être mises au point après le début de ce projet, une concertation avec notre SBEA (structure du Bien Être Animal) pourra être réalisée afin d’intégrer ces nouvelles pratiques dans nos procédures.

Choix des espèces

Dans le cadre de ce projet, nous utilisons des rats non transgéniques. Le choix de l’espèce a une importance primordiale dans la recherche à visée médicale. Ce choix prend en compte plusieurs critères mais le critère majeur est la pertinence scientifique du modèle. Nous n’utilisons que des modèles fiables qui présentent une prédictivité reconnue, une bonne reproductibilité et dont l’extrapolation des conclusions à l’homme est largement admise. De plus, cette espèce dispose d’une énorme base d’informations physiopathologiques et d’outils de diagnostiques permettant ainsi de réduire considérablement les expérimentations pilotes. Etant donné que ces études nécessitent des systèmes neurobiologiques matures mais que nous n’étudions pas de pathologie liée à l’âge, des animaux adultes seront utilisés (début des traitements à 7-8 semaines).