Procédures modérées
Etude de la plasticité différentielle des néo-neurones matures et des neurones développementaux du gyrus dentelé chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
La moitié des rats subit une chirurgie terminale, l'autre moitié deux chirurgies du cerveau espacées de huit semaines, suivies d'une procédure terminale trois jours après la seconde. 384 rats vont être utilisés ainsi, tous tués pour prélèvement du cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. L'objet déclaré est de vérifier une hypothèse sur la plasticité de trois populations de neurones de l'hippocampe apparues à trois âges différents, dont des ratons opérés au troisième jour après la naissance. Le porteur annonce que sa priorité est le confort des animaux, tout en plaçant les rats opérés en cage individuelle une semaine après la première chirurgie puis trois jours après la seconde, pour éviter que le compagnon de cage ne morde les points de suture.
Objectifs
Le but de notre projet est de caractériser le degré avec lequel les différentes "couches" de neurones situés dans une région du cerveau appelée l'hippocampe sont capables de manifester des phénomènes de plasticité synaptique, c'est-à-dire de renforcer leurs connexions avec le reste du cerveau. Les "couches" qui nous intéressent sont celles qui apparaissent soit au tout début du développement de l'animal (3 jours après sa naissance, que nous appelons la couche Dev), soit lors de son adolescence (21 jours chez le rat, couche Adolescente), soit au début de leur âge adulte (à 2 mois, couche Adu). Plusieurs données comportementales suggèrent que ces "couches" pourraient présenter une réactivité différentielle à la plasticité, avec un gradient croissant en fonction de l'age d'apparition: Adu serait plus réactives que Adolescente, elle-même plus réactive que Dev. Toutefois, aucune donnée fonctionnelle n'est disponible pour confirmer cette théorie. Nous nous proposons ici de mettre à profit notre connaissance, à la fois des protocoles de mise enévidence de plasticité dans le cerveau, et des processus entourant la génèse des différentes "couches", pour tenter de démontrer cette hypothèse.
Bénéfices attendus
La réalisation de ce projet permettra de mieux connaître les fonctions des différentes populations de neurones qui composent l'hippocampe, une région du cerveau qui joue un rôle majeur dans les processus de mémoire, mais aussi dans l'apparition de troubles de l'humeur tels que la dépression. En effet, dans l'une de ses sous-structures (appelée le gyrus dentelé), l'hippocampe connaît un phénomène de synthèse de nouveaux neurones tout au long dela vie de l'individu, ce qui constitue une exception dans le cerveau des mammifères. Comprendre les rôles respectifs de ces "couches" successives de nouveaux neurones donnera de nouvelles clés pour décrypter les mécanismes par lesquels les différents types de mémoire et d'apprentissage se mettent en place, avec une complexité croissante en fonction du développement de l'individu. Une des premières étapes consiste à déterminer ce qui différencie ces différentes populations quant à leur réactivité à un stimulus de plasticité, comme proposé dans le présent projet.
Procédures
Dasns ce projet, nous prévoyons d'utiliser 384 animaux en chirurgie. La moitié d'entre eux (192) subiront une procédure chirurgicale terminale, l'autre moitié connaîtra 2 chirurgies espacées de 8 semaines, suivie d'une procédure terminale 3 jours après la seconde chrirugie.
Impact sur les animaux
1. Une partie des animaux ne subiront que des procédures chirurgicales terminales, c'est-à-dire qu'ils seront euthanasiés à la fin de la chirurgie par une surdose d'anesthésique. Avant cela, les seules manipulations effectuées seront des injections aiguës (de 1 à 3 jours consécutifs selon les groupes expérimentaux) d'un composé sans effet sur leur métabolisme. Dans ce cas, la seule nuisance sera une douleur légère et de courte durée, due à la piqure de l'aiguille d'injection. 2. D'autres expériences nécessiteront de procéder à des micro-injections de marqueurs morphologiques dans des régions très précises du cerveau, avant d'utiliser à nouveau les animaux pour une seconde chirurgie, elle-même suivie 3 jours après d'une procédure terminale. Après les chirurgies, les animaux seront suivis quotidiennement afin de déceler le moindre signe de stress ou d'inconfort. Les risques de nuisance seront de type post-opératoire: infections, douleurs inflammatoires, réouverture de plaie. Durant une semaine après la première chrirugie, et pendant les 3 jours qui suivront la seconde, les rats seront en isolement (stabulation en en cages individuelles), afin d'éviter les morsures du compagnon de cage au niveau des points de suture.
Devenir
Il sera nécessaire de prélever le cerveau de tous les animaux utilisés. En effet, que ces derniers subissent une seule procédure terminale, ou bien deux chirurgies suivies d'une procédure terminale, il s'agit dans les deux cas de visualiser des "marqueurs" moprhologiques dans l'hippocampe des rats. Nous étudions comment ces marqueurs réagissent dans les différentes "couches" de neurones, dans des conditions où on permet à l'hippocampe de mettre en place un renforcement de ses connexions synaptiques. Seule une obervation méticuleuse en microscopie permettra de comparer l'évolution des marqueurs au sein des différents types de neurones.
Remplacement
Dans ce projet, nous souhaitons étudier in vivo les propriétés plastiques de populations neuronales distinctes au sein du système nerveux. Il s’agit d’une approche intégrée nécessitant de préserver le fonctionnement cérébral de l’animal. Un tel travail ne pourrait être effectué par une approche in vitro, ou in sillico, les mécanismes sous-tendant l’intégration synaptique de ces neurones étant en grande partie inconnus, complexes, et impliquant l’activité du système nerveux dans son intégrité (impossible à modéliser).
Réduction
Nous utiliserons le nombre minimal d'animaux permettant l'obtention de résultats statisitquement fiables et robustes. Pour celà, nous avons procédé à l'estimation du minimum requis pour chaque groupe expérimental, en nous basant sur les acquis de nos précédents travaux.
Raffinement
En ce qui concerne le suivi des animaux, notre priorité sera de viser à favoriser au maximuim leur confort et leur sécurité durant la totalité des procédures expérimentales. Ainsi, les animaux adolescents et adultes seront d'abord en cages collectives de deux individus enrichies, puis en cages individuelles après la première chirurgie, un risque important de morsures mutuelles des points de suture étant à craindre à ce moment là. Cet isolement ne sera maintenu que durant une semaine après la chirurgie, un délai supérieur risquant d'entraîner des agressions inter-individuelles. Ces cages individuelles seront pourvues d'un environnement enrichi visant notamment à pallier l'isolement social (présence de plusieurs "tunnels" ludiques); les animaux seront en outre manipulés individuellement par l'expérimentateur pendant plusieurs minutes, 5 jours/semaine. Passé le délai d'une semaine, ils seront replacés avec leur précédent compagnon de cage. Après la seconde chirurgie, là encore les animaux seront mis en cages individuelles enrichies avant d'être euthanasiés 3 jours plus tard, toujours pour éviter les cas de morsure des sutures. Dans tous les cas, une pesée et une observation quotidienne post-opératoire seront réalisées, permettant de s’assurer du bon état de la plaie, des sutures et du bien-être des animaux, durant 3 jours consécutifs. Pour le cas particulier des ratons de 3 jours, la surveillance sera encore renforcée: ils seront surveillés 3 fois par jour durant la semaine post-opératoire. Notamment nous vérifierons si la poche gastrique (estomac vu "par transparence" à cet âge) est remplie de lait, indiquant que les animaux s’alimentent. Dans le cas contraire ils seront nourris par gavage: lait concentré dilué, via canule de gavage pour souris. Après sevrage, ils seront placés en cages collectives de deux individus, enrichies.
Choix des espèces
Le modèle utilisé dans ce projet est le rat. Il s’agit en effet d’une espèce qui, de par ses capacités cognitives, sert de modèle de référence dans les études liées à l’apprentissage ou la mémoire, et donc également pour ce qui concerne la plasticité synaptique des neurones de l’hippocampe. Nous souhaitons utiliser les animaux à trois stades de développement différents: Le stade adulte (plus de 8 semaines chez le rat): les animaux seront donc par définition adultes au moment de la réalisation des expériences et lors de leur mise à mort. Le stade de développement P3 (3ème jour post-natal), et le stade adolescent (21 jours): étant donné que nous attendrons au minimum 8 semaines avant la seconde chrirugie, les animaux seront devenus adultes pour la suite des procédures.
Régulation de la formation du ganglion lymphatique par le réseau lymphatique (EU 2/2)
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système immunitaire
Des souris génétiquement modifiées pour ne plus exprimer certaines molécules du réseau lymphatique, mais aussi des nouveau-nés, des femelles gestantes et des embryons : 520 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les nouveau-nés de cinq à onze jours subissent deux gavages et une biopsie de la queue, les adultes jusqu'à cinq prélèvements sanguins, deux injections et un prélèvement de lymphe sous anesthésie. Le porteur indique que l'immunisation peut provoquer une ulcération au site d'injection et une perte de mobilité des membres inférieurs, et que les transports entre sites partenaires ajoutent du stress. Toutes sont mises à mort en fin de projet pour analyse post-mortem, le porteur affirmant que la culture cellulaire ne reproduit pas ces mécanismes de façon juste.
Objectifs
Les cellules immunitaires, comme les lymphocytes B ou T, circulent à travers des ganglions lymphatiques afin d’y rencontrer des pathogènes provoquant une réponse immune. Les pathogènes sont amenés par le réseau lymphatique dans les ganglions. Un lien entre la fonction du réseau lymphatique et la taille et la structure du ganglion lymphatique a été suspecté mais jamais démontré. Ce projet vise à mieux comprendre cette relation en utilisant des modèles de souris présentant des défaillances dans le réseau lymphatique tissulaire et en analysant les conséquences sur le ganglion lymphatique et la réponse immunitaire. D’ores et déjà, nous savons que l’engagement du récepteur RANK exprimé par les cellules endothéliales lymphatiques par son ligand RANKL est nécessaire pour le développement du ganglion lymphatique. Le projet est un projet multi-sites.
Bénéfices attendus
Ces résultats apporteront à court terme des données importantes sur la régulation et le développement du système immunitaire. Etant donné qu’une thérapie visant une des molécules étudiée est actuellement utilisé en thérapie contre l’ostéoporose, ces résultats auront des retombées à moyen terme sur une nouvelle application dans des maladies impliquant le système immunitaire comme l’autoimmunité, l’infection ou le cancer.
Procédures
Des souris nouveau-nés seront soumises à 2 gavages (durée moins d’une minute). Le gavage permet une meilleure prise du traitement et est moins douloureux qu’une injection. Les souris adultes seront soumises selon les groupes à 5 prélèvements de sang d’une durée inférieure à 1 minute, à deux injections d’une durée inférieure à 1 minute sur animal anesthésié et à un prélèvement de lymphe (durée 2 minutes) sur animal anesthésié au site où la lymphe est la plus accessible. Les délais entre les prises de sang sont au minimum de 7 jours. Les nouveau-nés (entre jour 5 et jour 11 après naissance) seront soumis à une biopsie de queue (inf à 1mm) pour déterminer une mutation génétique (durée inférieure à 1 minute). Des souris gestantes recevront une injection (durée moins d’une minute).
Impact sur les animaux
Le gavage, l’injection des produits (par exemple l’anesthésie) et le prélèvement sanguin sous maxillaire nécessite une contention qui est source d’inconfort et de stress pour l’animal pendant quelques secondes. L’immunisation des souris pourrait conduire bien que très rarement à une ulcération au site d’injection et à une perte de mobilité des membres inférieurs. Le transport entre les sites partenaires et les procédures effectuées pourront générer un stress. Les procédures peuvent également induire une perte de poids, ainsi qu’un changement de comportement avec risque d’essoufflement pour certains lots. Des ulcérations et des raideurs de la patte peuvent advenir.
Devenir
Mise à mort de toutes les animaux à la fin du projet pour analyse post-mortem
Remplacement
Il n’est pas possible de remplacer les animaux car les mécanismes cellulaires et moléculaires régulant le système lymphatique et la réponse immunitaires dans les ganglions lymphatiques ne peuvent pas, à l’heure actuelle, être reproduits de manière reproductible et juste par des expériences en culture cellulaire.
Réduction
Les sites d’injections ont été choisis de manière à pouvoir diminuer la variabilité inter-expérimentale, car elles ciblent de façon quasi exclusive les ganglions lymphatiques précisément identifiés. Le nombre d'animaux par groupe a été défini afin d’utiliser le minimum d’animaux tout en assurant l’obtention de résultats statistiquement significatifs.
Raffinement
Les souris sont hébergées en groupe dans une animalerie agrée avec un statut sanitaire contrôlé. Elles sont hébergées dans des cages enrichies par fratrie tout en respectant le nombre de souris admises. Si un animal devient agressif, il est aussitôt séparé du groupe. Les souris sont observées quotidiennement par un personnel expérimenté avec une mise en place de points limites évalués à l’aide d’une grille d’observation de critères définis. Des actions prévenant une possible douleur, stress ou inconfort sont entrepris (tapis chauffant, gavages avec des canules adaptées, anesthésie, antidouleur, apport de nourriture humidifiée). En cas ou le point limite est atteint l’animal est mis à mort. Le transport des souris entre les sites s’effectue par un professionnel agrée. A l’arrivée les souris sont pris en charge par un personnel expérimenté pendant la quarantaine d’une semaine avant le transfert en zone de maintenance. Les animaux seront acclimatés à la nouvelle structure au minimum 2 semaines avant le début de la procédure.
Choix des espèces
Le modèle murin a été choisi pour réaliser les expériences de ce projet. La structure du ganglion lymphatique, la circulation sanguine et le drainage de la lymphe sont identiques entre l’homme et la souris. La souris Mus musculus étant de mieux en mieux connue du point de vue génétique, est un très bon modèle d’étude pour nos travaux. De plus, des modèles de souris génétiquement modifiées invalidées pour l'expression des molécules d’intérêt existent et leur utilisation permet d'aborder directement le rôle des protéines d'intérêts dans la formation du réseau lymphatique. La mesure de la réponse immunitaire utilise des moyens techniques qui n’existent que chez la souris. Toutes modifications génétiques ont été introduites chez la souris. Les souris seront étudiées à un âge où le système immunitaire est mature (à partir de 4 semaines). Des embryons et des nouveau-nés ont également été choisis, puisque le développement du réseau et des ganglions lymphatiques commence pendant l’embryogenèse.
Avenant: Evaluation dans le modèle souris de candidats vaccins contre la tuberculose.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Comparer six candidats vaccins vivants atténués contre la tuberculose au BCG actuel, dans deux fonds génétiques de souris de résistance différente : 554 souris sont utilisées pour cela, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles sont vaccinées une fois, subissent trois prélèvements sanguins, puis sont infectées par les bacilles de la tuberculose en chambre de contention pendant dix-sept minutes. Le porteur qualifie ces nuisances de modérées et de courte durée en les ramenant aux minutes de contention, sans décrire à cet endroit la pathologie que l'infection installe ensuite. Il annonce une grille de score et des points limites précoces sans en donner les seuils, et affirme que le modèle animal est "incontournable" faute de modèle cellulaire pertinent.
Objectifs
La tuberculose (TB) demeure un problème majeur de santé publique et constitue un frein au développement économique. Les données épidémiologiques pour cette maladie sont édifiantes : 1/4 de la population mondiale est infecté et le taux de mortalité chez les adultes (1.5 millions de mort par an) est plus élevé que celui causé par le SIDA, le paludisme et toutes les autres infections tropicales réunies. Des thérapies existent mais sont souvent tenues en échec par leur coût, leurs effets secondaires et l’apparition de souches résistantes. De même, un vaccin vivant, Mycobacterium bovis BCG, est disponible mais son efficacité est extrêmement variable en fonction des populations vaccinées. Il est donc urgent de développer et d’optimiser de nouveaux vaccins pour arriver à contrôler la tuberculose. Au cours des dernières années, différents candidats vaccins reposant sur des antigènes ou des combinaisons d’antigène ont été évalués mais n’ont pas permis d’obtenir une efficacité supérieure au vaccin actuel le BCG. Ces résultats ont poussé la communauté scientifique à reconsidérer les vaccins vivants dérivés de Mycobacterium tuberculosis, l’agent principal de la tuberculose humaine, ou de BCG. Dans ce contexte, notre objectif est de comparer, entre eux et avec le vaccin actuel, les 6 candidats vaccins les plus prometteurs. Cette étude multicentrique impliquera plusieurs laboratoires français et internationaux. Pour réaliser cette comparaison, les différents laboratoires utiliseront plusieurs modèles de souris et plusieurs voies de vaccination. Notre rôle dans cette étude, consistera à comparer l’efficacité de protection de ces 6 candidats dans les modèles deux modèles de souris immunocompétentes présentant différentes réponses anti-TB retrouvées chez l’homme.
Bénéfices attendus
Nos études visent à identifier un vaccin vivant atténué de nouvelle génération qui mérite d'être étudié plus en profondeur dans le cadre d'essais pré-cliniques et cliniques et d’un développement potentiel en tant que vaccin amélioré contre la tuberculose. L'analyse comparative des performances de 6 souches de vaccin vivant atténué administrées par différentes voies dans 2 modèles de souris présentant une résistance variable à l’infection par les bacilles de la tuberculose contribuera à orienter l'allocation cruciale de ressources mondiales limitées pour identifier et développer une souche de vaccin vivant atténué plus efficace pour remplacer le BCG.
Procédures
Ce projet implique: 1) pour la procédure de calibration du système d'infection: une infection sur animaux placés dans des chambres de contention. Celle-ci sera réalisée une fois et la durée maximale sera de 30 minutes. 2) pour la procédure d'évaluation de l'efficacité protectrice: Tous les animaux subiront 3 prélèvements. Ces prélèvements durent 2 min environ. Tous les animaux seront vaccinés une fois et la vaccination dure environ 2 min. Enfin tous les animaux seront infectés. Pour cela ils seront placés dans des chambres de contention pendant 17min.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables sur les animaux sont présents à deux niveaux dans nos expériences : 1) lors de l’anesthésie, des prélèvements, de la vaccination et de l’infection des animaux (piqûre, contention, et prélèvement de sang), et 2) lors de la pathologie éventuelle induite par l’infection. Il s’agit de nuisances modérées et de courtes durées (17 min de contention pour l'infection et 2 min environ pour la vaccination ou le prélèvement de sang).
Devenir
Tous les animaux utilisés seront mis à mort pour l'analyse du développement de l'infection (évaluation de la charge bactérienne dans les organes et analyse histopathologique).
Remplacement
Différents modèles cellulaires ou animaux sont utilisés par les équipes travaillant sur la tuberculose. Malheureusement il n’existe aucun modèle cellulaire pertinent pour comparer l’efficacité de candidat vaccin. Le modèle animal est donc incontournable à l’heure actuelle. Dans ce contexte, le modèle animal le plus couramment utilisé en première intention est le modèle souris. Ce modèle reproduit notamment au niveau immunologique bon nombre des observations faites chez l’homme.
Réduction
Les différentes phases des projets seront suivies de décisions de poursuite ou d’arrêt de l’étude en fonction des résultats. Nos expériences antérieures nous ont fourni des indications sur la taille des lots d’animaux à respecter pour obtenir en première intention des résultats statistiquement significatifs. Par ailleurs, la taille des lots à utiliser a été déterminée par une équipe de statisticien. Nous utilisons des lots d’animaux homogènes pour réduire la variabilité.
Raffinement
Des mesures sont prises pour réduire au minimum les nuisances: anesthésie lors de la vaccination, limitation au minimum des temps de contention lors de l'infection et des prélèvements, surveillance accrue après chaque geste, mise en place d'une grille de scoring et de points limites précoces.
Choix des espèces
Pour notre projet visant à comparer l’efficacité de candidats vaccin-vivant, la souris constitue le modèle de choix en raison i) de l'existence et de l'excellente caractérisation des fonds génétiques de résistance variable à la pathologie, ii) du fort degré de convergence avec les paramètres de l'immunité protectrice chez l'homme, iii) de la prédominance des outils d'analyse (réactifs immunologiques disponibles) par rapport aux autres espèces envisageables. Pour ces raisons, le modèle souris est généralement le modèle utilisé en première intention dans les études précliniques. Nous n’utiliserons pour ce projet que des souris adultes (avec un système immunitaire mature) et, si possible, par soucis d’homogénéité, âgées entre 6 et 10 semaines.
Détermination de la fréquence d’administration d’un traitement anti-rejet chez la souris
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
96 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, chacune recevant sept à quinze injections dans l'abdomen en seize jours selon la fréquence testée, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Trois prélèvements de sang au-dessus de la mâchoire s'y ajoutent par animal, sous anesthésie gazeuse. Le porteur reconnaît que ces injections répétées peuvent être douloureuses et stressantes, que les sites d'injection peuvent gonfler, et que plus la fréquence augmente, plus les désagréments augmentent. Le projet cherche la fréquence la plus basse qui reste efficace, la molécule ayant déjà été testée sur des cellules humaines, et le porteur affirme que le passage par un "organisme entier" est "nécessaire" pour repérer les effets secondaires.
Objectifs
Lorsque quelqu'un reçoit un organe d'une autre personne, son corps peut rejeter cet organe, c'est-à-dire que son système immunitaire attaque l'organe greffé, ce qui peut entraîner une perte de celui-ci. Ce phénomène, appelé "rejet vasculaire chronique", est la principale cause de perte d'un organe greffé à long terme. Parmi les cellules du système immunitaire qui participent à ce rejet, il y a un type de cellule appelé "Natural Killer" ou NK. Actuellement, il n’existe pas de traitement efficace sans effets secondaires importants permettant d’empêcher les cellules NK d’attaquer l’organe greffé. Ce projet vise donc à tester l’efficacité de deux molécules capables de bloquer l’activation des cellules NK dans un modèle de souris. Différentes fréquences d'administration seront donc testées afin de déterminer la fréquence la plus faible, c’est-à-dire nécessitant le moins d’injections tout en étant efficace. Lorsque l’efficacité d’une fréquence est démontrée, le projet s’arrête, la ou les autres fréquences restantes ne sont pas testées.
Bénéfices attendus
Dans cette étude, nous utilisons un modèle de souris pour tester l'efficacité d'un traitement qui vise à bloquer une voie spécifique dans les cellules NK lorsqu'elles sont dans un organisme vivant. Les résultats de cette étude nous aideront à déterminer quelle fréquence d'administration du traitement est la plus efficace tout en minimisant les effets secondaires. Il n’existe pas de traitement permettant de soigner efficacement le rejet causé par les cellules NK, c’est pourquoi découvrir de nouveaux traitements anti-rejet permettrait d’aider les patients greffés.
Procédures
Dans une première partie 32 animaux vigiles subiront une injection dans le ventre toutes les 54h à 60h (lundi à 7h, mercredi à 13h et vendredi à 19h) qui durera moins d’une minute pendant seize jours. Cela correspond à un total de 7 injections sur seize jours. Trois prélèvements de sang seront réalisés au-dessus de la mâchoire à huit jours d’intervalle minimum pour chacun des 32 animaux de la procédure qui auront été endormis au préalable à l’aide d’un gaz. Le prélèvement durera une à deux minutes. Le seizième jour les animaux seront endormis par respiration de gaz et seront mis à mort. Dans une deuxième partie, si elle est nécessaire, 32 animaux vigiles subiront une injection dans le ventre toutes les 48h qui durera moins d’une minute pendant seize jours. Cela correspond à un total de 8 injections sur seize jours. Trois prélèvements de sang seront réalisés au-dessus de la mâchoire à neuf jours d’intervalle minimum pour chacun des 32 animaux de la procédure qui auront été endormis au préalable à l’aide d’un gaz. Le prélèvement durera une à deux minutes. Le seizième jour les animaux seront endormis par respiration de gaz et seront mis à mort. Dans une troisième partie, si elle est nécessaire, 32 animaux vigiles subiront une injection dans le ventre toutes les 24h qui durera moins d’une minute pendant seize jours. Cela correspond à un total de 15 injections sur seize jours. Trois prélèvements de sang seront réalisés au-dessus de la mâchoire à neuf jours d’intervalle minimum pour chacun des 32 animaux de la procédure qui auront été endormis au préalable à l’aide d’un gaz. Le prélèvement durera une à deux minutes. Le seizième jour les animaux seront endormis par respiration de gaz et seront mis à mort.
Impact sur les animaux
Au cours de la première partie du projet, les animaux recevront des injections dans le ventre toutes les 54 à 60 heures (lundi matin, mercredi après-midi et vendredi soir) pendant deux semaines. Au cours de la deuxième partie du projet, les animaux recevront des injections toutes les 48 heures pendant deux semaines. Au cours de la troisième partie du projet, les injections seront données toutes les 24 heures pendant deux semaines. Ces injections répétées peuvent être douloureuses et stressantes pour les animaux. Les endroits où ils reçoivent les injections peuvent gonfler et devenir douloureux à cause de la répétition. Plus les injections sont fréquentes, plus les désagréments sont importants. Les produits injectés peuvent aussi causer des effets secondaires, comme un changement de poids (prise ou perte de poids) chez l'animal, qui sera surveillé. Pour chaque procédure et pour chaque animal, on fera aussi trois prises de sang à au moins huit jours d'intervalle au niveau de la mâchoire. Cela peut être stressant et causer des douleurs pendant la guérison.
Devenir
Pour obtenir les résultats à la fin de chaque partie du projet, les cellules contenues dans un organe de l’animal sont nécessaires (la rate). Ils seront tous mis à mort de manière réglementaire à la fin de chaque expérience.
Remplacement
Il n'existe pas d'autre méthode que l'utilisation des animaux pour vérifier l'efficacité du traitement dans un organisme vivant. L'efficacité du traitement a déjà été testée sur des cellules humaines en laboratoire, mais l'utilisation d'animaux est nécessaire pour voir comment il fonctionne dans un organisme entier et pour détecter les effets secondaires. Des interactions complexes entre les cellules ont lieu dans un organisme vivant, il n’est pas possible de recréer ces échanges en laboratoire, c’est pourquoi l’utilisation des animaux est nécessaire pour répondre à notre question.
Réduction
Les fréquences d'administration seront testées une par une, avec des intervalles de temps de plus en plus courts, pour arrêter le projet dès que l'efficacité est prouvée. Le nombre minimum d'animaux nécessaires pour chaque test a été fixé pour obtenir des résultats fiables. Ce nombre a été déterminé grâce à un test de puissance permettant de connaître le nombre d’animaux minimal pour tirer une conclusion.
Raffinement
Les injections seront faites à différents endroits du ventre pour éviter les zones rouges et gonflées, afin de ne pas causer de douleur aux animaux. Les prises de sang au-dessus de la mâchoire seront faites à différents endroits chaque semaine, et les animaux seront endormis avec un gaz avant. Le poids des animaux sera surveillé tout au long du traitement : ils seront pesés avant chaque injection. Dans la première partie, ils seront pesés trois fois par semaine, dans la deuxième partie quatre fois par semaine, et dans la troisième partie, tous les jours. Les signes de douleur seront contrôlés 5 jours sur 7 pour les parties 1 et 2 , et tous les jours pour la partie 3. On surveillera si les animaux ont le dos et courbé, des poils ébouriffés, une activité réduite, un changement d'appétit, ou s'ils s'isolent. Les animaux seront habitués à leur nouvel environnement pendant deux semaines avant de commencer les procédures, pour réduire le stress. Ils resteront en groupe pour éviter le stress lié à l'isolement. Leur comportement sera aussi surveillé, comme leur alimentation, leur toilettage, la construction de nids et l'exploration de leur environnement. Leur habitat sera enrichi pour permettre ces comportements. Enfin, les animaux seront endormis avec un gaz avant chaque geste de mise à mort.
Choix des espèces
La souris est un animal avec une anatomie et un fonctionnement du corps assez similaires à ceux de l'être humain. Le système immunitaire de la souris fonctionne de manière comparable à celui de l'humain, notamment en ce qui concerne le rejet d'organes. C'est pourquoi la souris a déjà été utilisée dans la recherche pour étudier ces mécanismes. Des souris de plus de 12 semaines seront utilisées, car à cet âge, leur système immunitaire est mature. Elles seront aussi âgées de moins de 2 ans et demi, ce qui correspond chez l'humain à la fourchette d'âge où on peut recevoir une greffe d'organe.
Etude de faisabilité de la kérato-sublimation assistée par laser réfractif (RELAKS) à l’aide d’un système laser innovant chez le lapin NZW
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Évaluer la sécurité du laser d'une startup française avant qu'elle puisse envisager un essai clinique et monter ses dossiers réglementaires : 8 lapins néo-zélandais blancs sont utilisés pour cela, trois opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil, cinq dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le laser vaporise le stroma de la cornée de l'œil droit, plan par plan, en quinze minutes, l'œil gauche servant de témoin, et le gaz produit est évacué par une incision. Chaque animal subit ensuite jusqu'à quatre séances d'imagerie oculaire et de mesure de la pression intraoculaire, environ quarante-cinq minutes à chaque fois, sous anesthésie générale et locale. Tous seront tués pour l'examen histologique des tissus oculaires, d'autres équipes récupérant leurs os et leur cochlée.
Objectifs
Actuellement, des lasers femtoseconde sont déjà utilisés en chirurgie réfractive pour remodeler la cornée. Ils sont employés dans deux techniques principales : 1) LASIK (Laser in Situ Keratomileusis) : le laser découpe un volet de la cornée, qui est ensuite soulevé manuellement par le chirurgien pour permettre à un laser excimer de remodeler le stroma cornéen. 2) LALEX (Laser Assisted Lenticule Extraction) : le laser découpe un lenticule, que le chirurgien retire à travers une incision dans la cornée. Une startup française développe une nouvelle technique, le RELAKS (Refractive Laser Assisted KeratoSublimation), où le stroma n'est pas simplement coupé mais vaporisé. Un plan est découpé dans la profondeur de la cornée, cette opération étant répétée plusieurs fois. Cela génère un volume de gaz qui est ensuite évacué via une incision réalisée au laser. L'objectif principal de cette étude est d'évaluer la sécurité de ce traitement, effectué avec ce système laser innovant, pour la sublimation du tissu intrastromal de la cornée chez le lapin. L'étude vise également à évaluer les performances du laser dans des conditions simulant celles observées en clinique.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à évaluer la sécurité de cette nouvelle technologie laser en tant qu'outil pour la chirurgie réfractive. Si les résultats de l'étude ne révèlent pas d'effets indésirables, l'entreprise qui développe ce dispositif pourra envisager une étude clinique. Cela constituera ensuite une étape vers la rédaction des dossiers réglementaires nécessaires pour obtenir les autorisations des instances de santé.
Procédures
Les animaux subiront une procédure chirurgicale par laser d'une durée de 15 minutes. Une imagerie ophtalmologique sans contact sera réalisée à 4 reprises maximum et 1 fois par semaine. Cette imagerie sera similaire à celle utilisée en clinique, et sera complétée par une mesure de la pression intraoculaire à l'aide d'un tonomètre à rebond vétérinaire. L'ensemble des mesures de suivi durera environ 45 minutes. Pendant toutes ces interventions, les animaux seront sous anesthésie générale, complétée par une anesthésie locale.
Impact sur les animaux
Ce type de chirurgie a déjà été réalisé dans notre laboratoire sur des lapins, mais avec une technologie laser femtoseconde différente, sans qu'aucun effet indésirable ne soit observé. Néanmoins, il est théoriquement possible que la technologie employée dans cette étude génère des résidus issus de l'interaction laser-matière, pouvant entraîner une inflammation temporaire de la cornée. Le dispositif, nécessitant un contact direct avec la cornée, pourrait également provoquer des lésions épithéliales similaires à celles observées en clinique. Ces lésions sont temporaires et devraient disparaître dans les 48 heures suivant l'intervention.
Devenir
En fin de procédure les animaux seront mis à mort pour étude histologique des tissus oculaires. D'autres équipes de recherche récupéreront les os et la cochlée des animaux.
Remplacement
Aucun dispositif ex vivo ou in silico ne peut reproduire la complexité de l'organisation de l'œil et de ses composants, ni la réponse inflammatoire à l'interaction du laser avec la cornée. L'effet cataractogène, par exemple, peut apparaître 1 à 2 semaines après l'exposition au laser. Après les nombreuses études ex vivo menées par la startup conceptrice du laser, cette étape est à la fois logique et indispensable pour progresser vers des études cliniques, et ultimement, une mise sur le marché.
Réduction
L'entreprise ayant développé ce dispositif a réalisé de nombreux tests ex vivo, dont les résultats ont été satisfaisants, permettant ainsi de réduire au maximum le nombre de lapins par groupe. Nous effectuons les manipulations uniquement sur l'œil droit, l'œil gauche servant de contrôle, ce qui diminue de moitié le nombre d'animaux nécessaires. De plus, en tenant compte de la variabilité interindividuelle observée lors de nos études précédentes au laboratoire, ainsi que de notre objectif de comparer, à l'aide de suivis cliniques et d'analyses histologiques post-mortem, l'état des tissus oculaires des yeux contrôles et des yeux traités pour chaque animal, nous utiliserons des échelles de graduation semi-quantitatives. Pour garantir un échantillonnage suffisant en vue d'une analyse statistique avec des tests de rangs non paramétriques (Oeil Gauche vs Oeil Droit), nous avons estimé qu'un minimum de 3 animaux pour le groupe 1 et de 5 pour le groupe 2 est nécessaire..
Raffinement
Les animaux arriveront au moins une semaine (7 jours) avant toute manipulation. Tout est mis en œuvre pour limiter au maximum le stress et la douleur des animaux, notamment par l'utilisation de la sédation lors des observations. Chaque animal bénéficie de soins de qualité prodigués par du personnel qualifié, aussi bien pendant les interventions qu'en dehors, afin de garantir un bien-être optimal tout au long de l'étude. La douleur et l'inflammation sont rigoureusement contrôlées grâce à des critères d'évaluation prédéfinis et sont prises en charge à l'aide de moyens pharmacologiques adaptés (analgésiques/anesthésiques et anti-inflammatoires). Les lapins sont hébergés dans des cages conformes aux réglementations, interconnectées pour encourager l'interaction sociale, et dans un environnement enrichi (jouets Kong et autres jeux). L'eau et la nourriture (granulés et foin) sont fournies à volonté ("ad libitum") et de la musique est diffusée dans la salle d'hébergement pour réduire le stress et atténuer les bruits environnants. Nous avons déjà mené avec succès ce type de chirurgie au laboratoire et maîtrisons les paramètres environnementaux à contrôler. De plus, grâce aux nombreuses études ex vivo réalisées, l'entreprise connaît parfaitement son dispositif, ce qui garantit la rapidité et le succès des interventions chirurgicales. Pour diminuer le risque inflammatoire et le risque infectieux, des gouttes d'un antiinflammatoire seront instillées deux fois par jour pendant sept jours. En cas d'inflammation persistante, une injection sous-conjonctivale ou une instillation de gouttes oculaires d'immunosuppresseur sera effectuée deux fois par jour aussi longtemps que nécessaire. Durant la première semaine après l'opération, une personne qualifiée et familiarisée avec le modèle de lapin effectuera des visites quotidiennes pour observer les animaux et vérifier s'ils montrent des signes de souffrance. De plus, pour la gestion de la douleur nous ajouterons du metacam dans l’eau de boisson sur la première semaine (qui sera rallongé si des signes d’inflammations et de douleurs sont visible à J7).
Choix des espèces
D'un point de vue éthique et pratique, les lapins sont les animaux couramment utilisés en expérimentation animale pour les études ophtalmologiques en raison de leur anatomie oculaire qui est proche de celle de l'homme. Pour que l'observation soit représentative de ce qui pourrait se produire chez l'homme à l'avenir, il est important que la chambre antérieure de l'œil de l'animal ne soit pas trop petite. C'est pourquoi nous choisissons des lapins âgés d'environ 3 mois (12 semaines).
Rôle de la dysfonction endothéliale dans la physiopathologie de l’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection préservée.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une à deux séries de cinq injections dans l'abdomen, une chirurgie de dix minutes pour implanter une micro-pompe sous la peau du dos, quinze minutes d'anesthésie pour une échocardiographie : 3 040 souris vont être utilisées dans ces procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées à l'issue pour prélèvement d'organes. Le projet cherche à savoir si le passage des lipides à travers la paroi des capillaires cardiaques peut être contrôlé, dans une forme d'insuffisance cardiaque liée à l'obésité et au vieillissement. Vingt souris par groupe sont demandées, au motif qu'une seule souris ne suffit pas à toutes les analyses. Le porteur résume en quatre mots les atteintes attendues, un surpoids et une bosse sur le dos, sans dire ce que délivre la micro-pompe ni comment le surpoids est obtenu.
Objectifs
L’insuffisance cardiaque dite « à fraction d’éjection préservée » représente 50% des insuffisances cardiaques et sa prévalence est en constante augmentation compte tenu du vieillissement de la population et de l’explosion des facteurs de risques cardiovasculaires. Il s’agit d’une pathologie associée à une mortalité élevée, dans laquelle, le ventricule gauche ne se remplit pas assez de sang parce que le muscle cardiaque est raide et incapable de se détendre. Il a récemment été proposé que l’accumulation de lipides dans les cellules cardiaques en particulier chez les patients obèses puisse être toxique pour le cœur et induire une rigidification des parois cardiaques. Il faut savoir que pour atteindre les cellules cardiaques, les lipides qui circulent dans le sang doivent passer à travers la paroi des capillaires constituée de cellules endothéliales. Nous avons fait l’hypothèse que l’accumulation toxique des lipides dans le cœur pourrait être limitée en contrôlant la fonction de barrière de la paroi des capillaires sanguins. L'objectif de ce projet est d'une part de tester cette hypothèse et d'autre part de caractériser le rôle de certaines voies de signalisation dans le contrôle du passage des lipides à travers les cellules endothéliales.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra une meilleure compréhension de la physiopathologie de l'insuffisance cardiaque à fraction d’éjection préservée ce qui est nécessaire pour identifier de nouvelles cible thérapeutiques et améliorer la qualité de vie et la survie des patients.
Procédures
Les souris subiront 1 à 2 séries de 5 injections intrapéritonéales (chaque injection dure mois de 15 secondes), une chirurgie de 10 minutes visant à implanter une micro-pompe en sous cutané et une anesthésie de 15 minutes pour subir une échocardiographie.
Impact sur les animaux
Administration intrapéritonéales répétées (pendant 5 jours consécutifs), Douleur post-chirurgicale, Surpoids, présence d'une bosse sur le dos
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédure pour prélevement d'organes
Remplacement
L‘insuffisance cardiaque est une pathologie complexe mettant en jeu des interactions diverses entre de nombreux types cellulaires locaux (cardiomyocytes, cellules endothéliales, péricytes, fibroblastes) et circulants (cellules hématopoïétiques diverses). Etudier l’ensemble de ces acteurs et plus encore leurs interactions ne peut pas, à l'heure actuelle, être réalisé uniquement par des tests in vitro. Le recours à un organisme vivant proche de l’homme est donc nécessaire.
Réduction
Le nombre d'animaux a été calculé à l'aide d'un logiciel informatique: Pour avoir 90% de chance de mettre en évidence des différences significatives entre 2 groupes (concernant, la pression télédiastolique du ventricule gauche notamment), le nombre de souris par groupe et par analyse doit être 10. Il faut noter cependant que nous ne pourrons pas faire toutes les analyses sur une seule souris, il nous faudra donc 2 souris. Le nombre de souris par groupe sera donc 20. Ce chiffre est conforté par notre propre expérience et à celle de la communauté scientifique s'intéressant aux pathologies cardiovasculaires, 10 animaux par lot sont nécessaires pour obtenir des résultats exploitables statistiquement aussi bien pour les mesures de la fonction cardiaque et les analyses histologiques. Pour réduire le nombre d'animaux, aucune expérience déjà publiée ne sera reproduite. Les manipulations seront réalisées par du personnel technique entrainé de façon à réduire la variabilité des résultats donc le nombre d'animaux nécessaires. Les animaux des groupes "contrôles", traités de façon identiques, mais inclus dans différentes procédures seront dès que possible utilisé dans plusieurs "expériences ou procédure". Le nombre de souris nécessaires à la réalisation de ce projet sera ainsi réduit.
Raffinement
L’hébergement des animaux sera réalisé dans des conditions qui limiteront le stress et l’inconfort (animalerie agrée, personnels formés, cage de 3 à 6 animaux maximum en portoir ventilé avec libre accès à l’eau et à la nourriture ainsi qu’un environnement enrichi avec igloo cartonné et serpentins de papier à dérouler). La souffrance des animaux sera réduite par l'usage d'anesthésiques et d'antalgiques adaptés pour la réalisation des gestes douloureux et la mise en place de points limites. D'autre part, les animaux seront surveillés quotidiennement par le zootechnicien, le responsable du bien-être animal ou l'expérimentateur. Dès le début des expérimentations, une fiche de suivi « bien-être » sera créée. Le bien-être des animaux sera alors gradé ce qui permettra d'apporter dans les plus brefs délais la mesure adaptée à l'animal.
Choix des espèces
La souris est un modèle de mammifère à sang chaud dont l'organisation structurale du réseau vasculaire a de forte ressemblance avec celui de l'homme. Par ailleurs, il existe dans cette espèce des individus présentant des mutations spontanées prédisposant au diabète de type 2 (facteur de risque cardiovasculaire). Des souris âgées d'au moins 6 semaines seront utilisées, En effet, notre objectif n'est pas d'étudier des processus développementaux mais des processus physiopathologiques.
Les méninges : nouvel acteur de la récupération après l’accident vasculaire cérébral ischémique
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Troubles nerveux
Une injection qui déclenche une inflammation, un AVC provoqué chirurgicalement en une trentaine de minutes, des injections de microparticules d'oxyde de fer, quarante minutes d'imagerie par résonance magnétique, une heure d'imagerie par ultrasons après ouverture de la peau du crâne, la pose d'une fenêtre crânienne, puis une perfusion intracardiaque. 3 025 souris vont être utilisées dans ces procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour savoir comment les cellules inflammatoires gagnent le cerveau après un accident vasculaire cérébral. Le porteur annonce une pesée quotidienne et une notation de la grimace, les souris étant tuées au-delà de 15 % de perte de poids ou d'un score supérieur à sept pendant les quarante-huit heures critiques. Toutes sont mises à mort pour prélever leurs tissus.
Objectifs
Les méninges ont été récemment (re)découvertes en tant que voie d’infiltration immunitaire, notamment dans les pathologies auto-immunes, et jouent également un rôle dans la régulation du débit sanguin cérébral, le drainage des antigènes vers le compartiment immunitaire, ainsi que la circulation des leucocytes du parenchyme vers la circulation sanguine. Cependant, le rôle des méninges dans l’AVC ischémique est peu connu. A partir de ces informations, nous suggérons qu’une meilleure compréhension des voies et des mécanismes par lesquels les cellules inflammatoires infiltrent le parenchyme à la suite d’un AVC ischémique nous conduira vers de nouvelles possibilités de traitement. Afin de répondre à cette problématique, le projet prévoit l’utilisation combinée de techniques d’imageries innovantes et performantes, de modèles expérimentaux adaptés et des manipulations aux niveaux tissulaires et cellulaires, et porterons notre attention vers les lieux de l’inflammation méningée.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet pourront grandement améliorer notre compréhension de la physiopathologie de l’AVC et présentent un grand potentiel translationnel vers l’humain via l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques.
Procédures
Les animaux du projet seront répartis en plusieurs groupes et seront soumis à certaines interventions correspondant au protocole suivi par chaque groupe. L’ensemble des interventions prévues durant le projet sont les suivantes : - Une injection intrapéritonéale d'un produit induisant une inflammation (animal vigile contentionné, < 1 minute) - L’induction d’un AVC (acte chirurgical, environ 30 minutes) * - Des injections intraveineuses de microparticules d’oxyde de fer (< 1 minute) * - Des examens d’imagerie par résonance magnétique et par particules magnétiques (environ 40 minutes) * - Des examens d’imagerie par ultrasons, nécessitant l’ouverture de la peau de la tête (contient un acte chirurgical, environ 1 heure) * - Des examens d’imagerie en microscopie bi-photonique, nécessitant l’ouverture de la peau de la tête (contient un acte chirurgical, environ 40 minutes) * - Une pose de fenêtre crânienne (acte chirurgical, environ 30 minutes) * - Perfusion intracardiaque (acte chirurgical, environ 10 minutes) * Les interventions marquées d’un astérisque sont réalisées sur l’animal sous anesthésie générale et analgésie.
Impact sur les animaux
L’hébergement des animaux s’effectuera au moins 7 jours avant le début des procédures pour leur habituation et la gestion de leur stress. Les nuisances et effets indésirables étant susceptibles d’apparaître seraient : Pour l’ensemble des procédures : une perte de poids, des douleurs post-opératoires, du stress, des déficits fonctionnels. Tous les animaux auront un suivi attentif et régulier par l’expérimentateur et par le personnel animalier qualifié (prise journalière du poids, observation dans la cage en s’assurant du bien-être des animaux, échelle de grimace de la souris, prise alimentaire et boisson). Un système de pastilles à code couleur collé sur la cage permettra en un simple coup d’œil d’identifier et de surveiller particulièrement les animaux les plus « à risque ».
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort afin de pouvoir récupérer leurs tissus pour des analyses cytologiques et histologiques.
Remplacement
Les procédures expérimentales prévues pour la réalisation du projet ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants, car des techniques de remplacement ne sont pas susceptibles d'apporter le même niveau d'information. Nous avons sélectionné le modèle présentant le meilleur compromis entre pertinence scientifique et sensibilité de l’espèce. La physiopathologie du modèle, globalement établie, nous permettra d’interpréter nos résultats de manière fiable. Le projet est justifié d’un point de vue scientifique car il permettra de mieux comprendre la physiopathologie de l’accident vasculaire cérébral et de ce fait améliorer la récupération des patients.
Réduction
Notre projet ne permettant pas d’utiliser d’autres moyens que l’expérimentation animale, nous nous sommes assuré d’utiliser le nombre minimal d’animaux afin de souscrire au principe de réduction. Le nombre d’animaux utilisés est déterminé en fonction de la spécificité et de la sensibilité des méthodes utilisées, nos travaux précédemment publiés et la littérature. Dans chaque phase du projet, le minimum d'animaux a été prévu afin d'arriver à des résultats qui soient en adéquation avec les tests statistiques prévus lors de ce projet. Le nombre d’animaux pour chaque étude a été défini à partir d’une analyse de puissance et de nos données sur chaque modèle. Le nombre d’animaux pourra être revu à la baisse selon l’aisance de l’expérimentateur (habileté, expérience dans les différentes techniques prévues). L’ensemble des échantillons prélevés lors des procédures pourra être partagé et utilisé, permettant une réduction du nombre d’animaux nécessaires.
Raffinement
Les principes éthiques et les standards de raffinement seront utilisés durant tout le projet. Le bien-être des animaux sera suivi quotidiennement par du personnel qualifié. Cette surveillance quotidienne permettra de détecter tout signe clinique de souffrance et d’agir rapidement pour mettre fin à une éventuelle détresse. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire montre que les animaux se déplacent et s'alimentent normalement, prennent bien soin de leur pelage, n’émettent aucun son audible à l'oreille humaine et ne présentent aucun comportement de maladie. Les animaux seront également placés dans un environnement enrichi : 5 souris par cage, coton, paillettes, petite maison. Les animaux seront également pesés tous les jours pour surveiller leur poids et mis à mort si une perte de poids de plus de 15% est observée et/ou si un score sur l’échelle de la douleur (échelle de grimace de la souris) est supérieur à 7 pendant les 48h critiques au modèle malgré les soins apportés. Un système de pastilles à code couleur collé sur la cage permettra en un simple coup d’œil d’identifier et de surveiller particulièrement les animaux les plus « à risque ». Durant les chirurgies prévues dans la procédure, les souris seront sous anesthésie générale et sous analgésie (injection sous cutanée minimum 20 minutes avant le début de la chirurgie). Les animaux recevront également une anesthésie locale sur la peau au niveau de l’endroit à inciser. Les yeux des souris seront couverts par du gel ophtalmique afin de ne pas les éblouir avec la lampe de la loupe binoculaire et prévenir de la déshydratation. Après chirurgie, les souris sont placées dans des enceintes de réveil chauffées, avant d’être remises dans leur cage respective, où elles disposeront de croquettes humides ou de diet gel auxquels elles auront été habituées sur le sol de leur cage pour faciliter la prise de nourriture et l'hydratation.
Choix des espèces
La souris (mus musculus) est l’espèce de référence utilisée pour étudier l’inflammation et l’ischémie cérébrale dans la littérature, et les techniques employées sont bien maîtrisées. L’anatomie et la physiologie de la circulation cérébrale sanguine de la souris sont également bien connues et sont semblables par leurs grands traits à celles de l’homme. Les propriétés tissulaires des artères cérébrales sont similaires chez l’homme et la souris. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour cette étude. Qui plus est, il n’existe pas de modèle fiable utilisant des vertébrés moins sensibles ou des invertébrés, compte tenu de leur anatomie et de leur physiologie très différentes de l’Homme. L’ensemble des procédures comprend des animaux âgés de 8 à 15 semaines correspondant à un stade jeune adulte, ainsi que des animaux âgés de 16 mois, correspondant à un stade adulte âgé. Cela permettra de fournir un modèle pertinent et de reproduire la variabilité liée à l’âge dans l’inflammation et la récupération post-ischémique.
Etude du rôle de la clairance mucociliaire dans la physiopathologie nasale du pneumovirus chez son hôte : la souris
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Jusqu'à quatorze heures sans nourriture pendant leur période d'activité, pour qu'elles cherchent un morceau de fromage enfoui dans la sciure : 460 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent le pneumovirus murin par instillation nasale sous anesthésie, et jusqu'à 360 d'entre elles sont contaminées par simple contact avec des congénères infectées, pour étudier la transmission du virus entre individus. Le porteur nomme les tests olfactifs et en donne la durée, sept minutes au maximum, qu'il juge sans stress pour un animal habitué. Il précise que les lignées transgéniques seront utilisées avant six mois d'âge et ne disposeront d'aucune mesure de raffinement spécifique.
Objectifs
Le projet présente deux objectifs : Mieux comprendre la physiopathologie des virus respiratoires au niveau de la cavité nasale en utilisant le pneumovirus murin (PVM) comme modèle, et mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à la dissémination inter-individuelle. Le PVM est un virus naturellement adapté à la souris, la souris y est donc naturellement sensible, contrairement à d'autres modèles murins basés sur des virus humains par exemple. Elle développe une infection permettant la production de nouvelles particules virales, et une pathologie typique d’une infection par virus respiratoire.
Bénéfices attendus
Nos résultats permettront de comparer l’impact de ce virus PVM vis-à-vis de la littérature par rapport aux infections par d’autres virus respiratoires illustrant les différentes stratégies d’infections virales et les différentes défenses immunitaires de l’hôte. Nos travaux devraient ouvrir de nouvelles connaissances pour lutter contre des virus responsables de nombreux décès chez l’humain et de baisse de productivité dans les élevages animaux. La dernière pandémie (COVID-19) a ainsi tué au moins 7 millions de personnes dans le monde, la grippe aviaire est responsable chaque année de l’abattage de plusieurs millions d’animaux juste en France. A ce jour ; la physiopathologie de ces virus dans la cavité nasale ainsi que leur transmission restent largement à caractériser.
Procédures
Au cours de ce projet, les animaux (en dehors des animaux servant à étudier la propagation naturelle du virus soit au maximum 360 souris) seront soumis à une instillation nasale par souris sous anesthésie générale qui durent moins de 5 min afin de procéder à l’infection par le PVMLes animaux pourront suivre des tests olfactifs qui durent moins de 7 min par animal ce qui n’engendre pas de stress pour un animal habitué (toutes les souris pourront être concernées soit 460 souris). Ces tests seraient réalisés en début de journée jusqu’à 3 fois au cours du protocole. Au cours de ces tests, l'animal cherche de la nourriture cachée dans la sciure (petit morceau de fromage). Afin de motiver l’animal dans ces recherches, il peut être nécessaire de les mettre à jeun sur 14h maximum pendant leur période d’activité. Les capacités respiratoires des animaux seront mesurées à l’aide d’un appareil spécifique adapté aux souris.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables prévus sont limités à une perte de poids et des difficultés respiratoires, car le virus utilisé est peu pathogène chez les souris utilisées. L’instillation nasale peut engendrer un stress chez l’animal et une fausse déglutition. L’évaluation du comportement olfactif induit un stress léger car il consiste à laisser l’animal seul rechercher de la nourriture enfouie. Ce test est également réalisé après une mise à jeun de 14h maximum.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés pour prélèvements de tissus qui seront utilisés pour étudier les infections virales et la réponse immunitaire de l'hôte.
Remplacement
Les études concernant les interactions virus-hôte ne peuvent pas être réalisées sur des cultures cellulaires qui ne permettent pas de reconstituer les communications entre les différents organes avec un système immunitaire et un écoulement de mucus normal de la cavité nasale. Nous utiliserons ici des lignées modifiées génétiquement qui montreront des fonctions de mucus modifiées afin d’étudier son importance dans les infections respiratoires. Certaines interactions seront réalisées sur des cultures primaires de tissus issus de la cavité nasale de souris permettant de réaliser plus d’expérience par animal utilisé.
Réduction
Le nombre d'animaux est limité par des expériences pilotes déjà réalisées ainsi que des effectifs adaptés de 10 animaux des deux sexes par groupe pour obtenir des différences statistiques en se basant sur nos précédentes expériences.
Raffinement
Les animaux sont gardés en groupe sociaux pour éviter le stress lié à l’isolement, ils disposent également d’un enrichissement de leur environnement notamment pour créer un nid à l’abri d’une maison en carton de type igloo ainsi que de bout de bois à ronger. Préalablement à l'infection des animaux par instillation intranasale, et lors de l'euthanasie, les animaux seront anesthésiés. Les études comportementales seront précédées d'une période d'habituation pour limiter le stress des animaux lors de la réalisation des tests. Les animaux feront l'objet d'une surveillance accrue lorsqu’ils seront soumis aux infections respiratoires et selon le statut génétique (prise de poids journalier et évaluation de l’état de l’animal quotidienne). Des points limites sont déterminés pour éviter la douleur des animaux. En cas d'atteinte de ces critères, les animaux seront euthanasiés. Les lignées transgéniques seront utilisées avant que leur état général soit altéré (
Choix des espèces
Les animaux seront utilisés à partir de 8 semaines afin de disposer d'un système immunitaire mature permettant d’étudier les relations hôtes-pathogènes. Le choix de la souris repose sur les nombreux outils existant pour étudier la physiologie de cette animal modèle. Les lignées transgéniques permettront de spécifiquement étudier le rôle du mucus dans l’infection virale au niveau de la cavité nasale.
Régulation de la formation du ganglion lymphatique par le réseau lymphatique (EU 1/2)
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système immunitaire
Toutes tuées à la fin du projet pour des analyses post-mortem, 520 souris, dont des nouveau-nés et des femelles gestantes, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les souriceaux sont gavés deux fois et subissent entre leur 5e et leur 11e jour une biopsie de la queue pour le génotypage, et les adultes, selon les groupes, jusqu'à cinq prises de sang, deux injections et un prélèvement de lymphe sous anesthésie. Le projet porte sur des souris génétiquement modifiées dont le réseau lymphatique est défaillant, pour comprendre son lien avec la taille et la structure des ganglions. Le porteur signale que l'immunisation peut provoquer, rarement, des ulcérations et une perte de mobilité des pattes arrière, et que le transport entre les sites partenaires peut générer un stress. Il affirme qu'il "n'est pas possible de remplacer les animaux", les mécanismes étudiés ne pouvant être reproduits en culture cellulaire "de manière reproductible et juste".
Objectifs
Les cellules immunitaires, comme les lymphocytes B ou T, circulent à travers des ganglions lymphatiques afin d’y rencontrer des pathogènes provoquant une réponse immune. Les pathogènes sont amenés par le réseau lymphatique dans les ganglions. Un lien entre la fonction du réseau lymphatique et la taille et la structure du ganglion lymphatique a été suspecté mais jamais démontré. Ce projet vise à mieux comprendre cette relation en utilisant des modèles de souris présentant des défaillances dans le réseau lymphatique tissulaire et en analysant les conséquences sur le ganglion lymphatique et la réponse immunitaire. D’ores et déjà, nous savons que l’engagement du récepteur RANK exprimé par les cellules endothéliales lymphatiques par son ligand RANKL est nécessaire pour le développement du ganglion lymphatique. Le projet est un projet multi-sites.
Bénéfices attendus
Ces résultats apporteront à court terme des données importantes sur la régulation et le développement du système immunitaire. Etant donné qu’une thérapie visant une des molécules étudiée est actuellement utilisé en thérapie contre l’ostéoporose, ces résultats auront des retombées à moyen terme sur une nouvelle application dans des maladies impliquant le système immunitaire comme l’autoimmunité, l’infection ou le cancer.
Procédures
Des souris nouveau-nés seront soumises à 2 gavages (durée moins d’une minute). Le gavage permet une meilleure prise du traitement et est moins douloureux qu’une injection. Les souris adultes seront soumises selon les groupes à 5 prélèvements de sang d’une durée inférieure à 1 minute, à deux injections d’une durée inférieure à 1 minute sur animal anesthésié et à un prélèvement de lymphe (durée 2 minutes) sur animal anesthésié au site où la lymphe est la plus accessible. Les délais entre les prises de sang sont au minimum de 7 jours. Les nouveau-nés (entre jour 5 et jour 11 après naissance) seront soumis à une biopsie de queue (inf à 1mm) pour déterminer une mutation génétique (durée inférieure à 1 minute). Des souris gestantes recevront une injection (durée moins d’une minute).
Impact sur les animaux
Le gavage, l’injection des produits (par exemple l’anesthésie) et le prélèvement sanguin sous maxillaire nécessite une contention qui est source d’inconfort et de stress pour l’animal pendant quelques secondes. L’immunisation des souris pourrait conduire bien que très rarement à une ulcération au site d’injection et à une perte de mobilité des membres inférieurs. Le transport entre les sites partenaires et les procédures effectuées pourront générer un stress. Les procédures peuvent également induire une perte de poids, ainsi qu’un changement de comportement avec risque d’essoufflement pour certains lots. Des ulcérations et des raideurs de la patte peuvent advenir.
Devenir
Mise à mort de toutes les animaux à la fin du projet pour analyse post-mortem
Remplacement
Il n’est pas possible de remplacer les animaux car les mécanismes cellulaires et moléculaires régulant le système lymphatique et la réponse immunitaires dans les ganglions lymphatiques ne peuvent pas, à l’heure actuelle, être reproduits de manière reproductible et juste par des expériences en culture cellulaire.
Réduction
Les sites d’injections ont été choisis de manière à pouvoir diminuer la variabilité inter-expérimentale, car elles ciblent de façon quasi exclusive les ganglions lymphatiques précisément identifiés. Le nombre d'animaux par groupe a été défini afin d’utiliser le minimum d’animaux tout en assurant l’obtention de résultats statistiquement significatifs.
Raffinement
Les souris sont hébergées en groupe dans une animalerie agrée avec un statut sanitaire contrôlé. Elles sont hébergées dans des cages enrichies par fratrie tout en respectant le nombre de souris admises. Si un animal devient agressif, il est aussitôt séparé du groupe. Les souris sont observées quotidiennement par un personnel expérimenté avec une mise en place de points limites évalués à l’aide d’une grille d’observation de critères définis. Des actions prévenant une possible douleur, stress ou inconfort sont entrepris (tapis chauffant, gavages avec des canules adaptées, anesthésie, antidouleur, apport de nourriture humidifiée). En cas ou le point limite est atteint l’animal est mis à mort. Le transport des souris entre les sites s’effectue par un professionnel agrée. A l’arrivée les souris sont pris en charge par un personnel expérimenté pendant la quarantaine d’une semaine avant le transfert en zone de maintenance. Les animaux seront acclimatés à la nouvelle structure au minimum 2 semaines avant le début de la procédure.
Choix des espèces
Le modèle murin a été choisi pour réaliser les expériences de ce projet. La structure du ganglion lymphatique, la circulation sanguine et le drainage de la lymphe sont identiques entre l’homme et la souris. La souris Mus musculus étant de mieux en mieux connue du point de vue génétique, est un très bon modèle d’étude pour nos travaux. De plus, des modèles de souris génétiquement modifiées invalidées pour l'expression des molécules d’intérêt existent et leur utilisation permet d'aborder directement le rôle des protéines d'intérêts dans la formation du réseau lymphatique. La mesure de la réponse immunitaire utilise des moyens techniques qui n’existent que chez la souris. Toutes modifications génétiques ont été introduites chez la souris. Les souris seront étudiées à un âge où le système immunitaire est mature (à partir de 4 semaines). Des embryons et des nouveau-nés ont également été choisis, puisque le développement du réseau et des ganglions lymphatiques commence pendant l’embryogenèse.
Etude in vivo de la distribution des cellules de leucémies lymphoblastiques B du type CDX2/UBTF
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système cardiaque
Pour étudier comment une leucémie lymphoblastique B de mauvais pronostic se répartit dans le corps et résiste aux traitements, des cellules de patients rendues lumineuses sont greffées à des souris immunodéprimées. 1310 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à la fin pour des prélèvements. Elles reçoivent deux injections de cellules leucémiques, trois injections de chimiothérapie pour une partie d'entre elles, jusqu'à 12 prises de sang ou deux ponctions de moelle osseuse au genou, et des séances d'imagerie sous anesthésie. Le porteur indique que leur état peut se dégrader rapidement, avec perte de poids et, aux stades avancés, difficultés respiratoires, anémie, parfois masses sous la peau, inactivité et prostration, et que la ponction au genou peut léser le cartilage. Il dit avoir défini des "points limites précoces" sans en donner aucun seuil.
Objectifs
Sur la base de données cliniques obtenues au laboratoire à partir de patients atteints d’un cancer du sang d’un sous-type particulier de mauvais pronostic, les objectifs de notre projet de recherche sont de déterminer l’implication, dans le processus de développement et de la résistance aux traitements de cette leucémie, de deux protéines retrouvées dans les cellules malades de ces patients. Pour cela, nous développerons un modèle de greffe chez la souris de cellules de patients, qui expriment une protéine qui émet de la lumière, et où la présence de ces deux protéines sera éventuellement modifiée. Nous pourrons ainsi suivre la distribution des cellules leucémiques dans la souris greffée grâce à des méthodes d’imagerie du petit animal. Ce modèle, s’il mime cette hémopathie humaine, nous permettra de mieux comprendre les mécanismes responsables de la résistance aux traitements de ce type de leucémie chez l’Homme. Ces connaissances nous ouvriront de nouvelles pistes pour développer des thérapies adaptées à ce sous-type particulier de leucémie lymphoblastique qui échappe aux thérapies conventionnelles.
Bénéfices attendus
Ce projet s’intègre dans un projet de recherche translationnelle, à partir d’observations cliniques, qui ont permis de mettre en évidence l’expression massive de deux protéines pour un sous-groupe particulier de patients atteints de cancer du sang de mauvais pronostic. Une meilleure compréhension des mécanismes de développement de la maladie et de sa résistance aux traitements permettra d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques. Des modèles murins nous permettront d’une part, de contrôler l’expression des deux protéines et d’étudier les conséquences de leur expression sur la distribution des cellules cancéreuse dans la moelle osseuse. Une meilleure connaissance des processus de dissémination des cellules leucémiques est nécessaire pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Le projet décrit ici est intégré dans un projet plus vaste qui inclut plusieurs groupes de recherche et, entre autres, le criblage de molécules sur des lignées cellulaires de patients de ce sous-groupe de leucémie pour identifier de nouveaux médicaments qui permettraient de cibler ces cellules leucémiques particulières, et de guérir les patients.
Procédures
Les animaux seront soumis à une injection sur animal vigile en contention ou injection sur animal anesthésié pour les greffes de cellules leucémiques, deux injections. Pour les animaux traités par chimiothérapie, trois injections de produits chimiques seront réalisées au cours de la procédure. Pour suivre l’évolution de l’hémopathie attendue, 2 à 12 prises de sang, à raison d’une prise par mois ou au maximum deux prélèvements de moelle osseuse (réalisés sur animal anesthésié, avec au minimum 2 mois entre les deux prélèvements), pourront être réalisés sur la souris. Les souris seront anesthésiées pour suivre la distribution des cellules qui émettent de la lumière dans un appareil dédié. La durée des chaque geste ne dépasse pas 10 minutes.
Impact sur les animaux
Suite à l’injection de cellules leucémiques, les souris sont susceptibles de développer une leucémie. La majorité des effets délétères sera dûe à l’émergence de cette maladie : l’état de santé des souris greffées peut se dégrader rapidement, nécessitant un suivi très régulier. Les leucémies entrainent une forte perturbation de la formule sanguine : en conséquence, elles perdent du poids et, dans les stades avancés, présentent des signes de dyspnée, d’anémie, parfois des masses sous la peau, deviennent inactives et prostrées, avec un pelage non entretenu. L’imagerie de bioluminescence nécessite l’injection de luciferine en I.P. et une anesthésie des souris ce qui peut constituer une nuisance temporaire généralement bien supportée. La ponction de moelle osseuse étant réalisée au niveau du genou, la souris peut avoir des lésions au niveau du cartilage qui peuvent provoquer des douleurs et perturber temporairement ses déplacements. Enfin, il existe toujours un risque d’infection ou d’inflammation au niveau des points de ponction ou d’injection.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin des procédures pour prélèvements et analyses ultérieures. Ils ne pourront donc pas servir pour d'autres expérimentations.
Remplacement
L’impact des modifications d’expression de CDX2 et/ou UBTF-ATXN7L3 sur la cancérogénèse et la distribution dans le corps de la souris des cellules leucémiques avant et après traitement chimiothérapeutique sera établi in vivo dans les modèles murins de greffes. Ce modèle permet le suivi de cellules leucémiques dans leur environnement médullaire qui est un environnement complexe difficilement modélisable in vitro ou ex vivo, et dans un environnement extra-médullaire. Cette étude de la biodistribution des cellules leucémiques nécessite donc l’utilisation d’animaux vivants. Les études mécanistiques associées, non décrites ici, seront réalisées à partir de modèles de cultures ex vivo de cellules de moelle osseuse issues de ces souris et/ou de lignées cellulaires en culture mais ne peuvent pas répondre aux questions abordées par un modèle murin in vivo dans lequel la distribution médullaire et extra-médullaire peut être suivie et où l’interaction avec les cellules de la niche est essentielle. L’utilisation d’un autre modèle animal, par exemple le poisson zèbre, ne permettrait pas non plus de récapituler la complexité du système hématopoïétique des mammifères.
Réduction
Les chiffres indiqués dans le dossier correspondent au nombre estimé maximal d’animaux utilisés pour les expériences envisagées. Le projet repose sur une étude longitudinale avec réalisation de prélèvements répétés sur les mêmes animaux en respectant les délais réglementaires permettant une récupération complète des animaux entre chaque prélèvement. Sur la base de notre expérience et de la littérature, en tenant compte de la variabilité observée dans les études précédentes entre les animaux eux-mêmes, et en estimant que nous aurions au minimum une différence de moyenne entre les groupes de 30%, un nombre d’animaux minimum et suffisant a été déterminé par fonction mathématique à 10 animaux par groupe au minimum pour obtenir des résultats robustes et fiables statistiquement. De plus, la possibilité d’imager les animaux, d’analyser la numération sanguine des animaux par prise de sang et d’immunophénotyper les cellules de moelle osseuse ponctionnées au niveau du genou permet une étude longitudinale et ainsi, de diminuer le nombre des animaux utilisés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes dans des conditions sanitaires contrôlées et permettant un bien-être optimal dans des portoirs ventilés (igloo, tubes de cellulose pour la fabrication des nids, balançoires, litière dépoussiérée). Ils seront acclimatés au moins deux semaines après leur arrivée à l’animalerie et avant le début de toute procédure. Les procédures ont été établies afin de réduire au maximum le stress et la souffrance des animaux soumis aux expérimentations. Une anesthésie sera pratiquée pour certain protocole pour limiter le stress et la douleur. Les animaux seront surveillés quotidiennement durant les procédures. En cas de signes d’infection, la plaie sera traitée avec un antiseptique local. En cas de signes de douleur, les animaux recevront un traitement analgésique. Des points limites précoces ont été définis afin d’interrompre les procédures et limiter la souffrance animale et garantir le bien-être animal.
Choix des espèces
L'espèce utilisée est la souris (Mus musculus) qui représente l’espèce animal la plus propice pour ce type d’étude pour les raisons suivantes : •nombreux protocoles bien établis pour cette espèce •possibilité d'avoir accès à des animaux génétiquement modifiés, notamment permettant les greffes de cellules humaines sans rejet (animaux immunodéprimés) •modèles mimant très bien les cancers hématologiques et qui ont déjà fait l’objet de nombreuses applications dans le domaine. Ce seront des animaux adultes de 8 semaines minimum qui seront utilisés car les potentielles applications thérapeutiques s'adresseront à une population humaine adulte.
Evaluation de gènes candidats dans des modèles de mélanome dans le poisson zèbre
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Les poissons qui montrent une nage modifiée, une respiration accélérée ou une apathie sont retirés et tués avant le terme prévu. 10 380 poissons zèbres vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Chacun subit un prélèvement de nageoire caudale sous anesthésie pour le génotypage, puis, dès l'apparition de la première tumeur, un suivi hebdomadaire pouvant inclure des photographies sous anesthésie, sur six à douze mois. Le porteur affirme que le poisson zèbre est une bonne alternative à la souris parce qu'il offre de meilleures possibilités de manipulation génétique, et tous les poissons sont tués au terme du suivi, qu'ils aient ou non développé une tumeur.
Objectifs
Le cancer est la première cause de mortalité en France et dans de nombreux pays. Malgré des progrès thérapeutiques importants au cours des 20 dernières années, le taux de survie à 5 ans des patients atteints de tumeurs solides demeure faible. Une compréhension approfondie des mécanismes d’initiation et de progression des cancers est nécessaire pour concevoir de nouvelles stratégies thérapeutiques. Une approche de ces mécanismes consiste à décrypter les anomalies génétiques dont l’accumulation est à l’origine des cancers. Leur description s’est beaucoup améliorée, notamment grâce à l’essor de technologies de séquençage appliquées aux tumeurs humaines. Cependant, certains cancers comme le mélanome, une tumeur agressive de la peau qui touche près de 10000 personnes par an en France, présentent un très grand nombre d’altérations génétiques. De plus, leur description ne peut se traduire par une meilleure compréhension des mécanismes tumoraux qu’à travers l’étude approfondie de la fonction biologique des gènes altérés. L'étude de l’influence de ces gènes sur le développement des tumeurs nécessite le recours à des modèles in vivo qui reflètent l'évolution du cancer au cours du temps. L’objectif de ce projet est de tester dans des modèles de mélanome dans le poisson zèbre le rôle de 5 gènes candidats fréquemment altérés dans les mélanomes humains et pour lesquels des indications in vitro suggèrent qu’ils pourraient réguler l’initiation et la progression des tumeurs. Le poisson zèbre est un vertébré particulièrement utile pour l’étude de la génétique du cancer et plusieurs modèles très fiables de mélanome sont disponibles. Ces modèles seront utilisés pour évaluer les conséquences de l’expression ou de l’inactivation des gènes candidats sur la survenue des tumeurs et sur leurs caractéristiques. L’expression et l’inactivation de gènes proposées ici sont restreintes à certaines cellules de la peau et ne sont donc pas censées induire de pathologies autres que la formation de mélanomes à l’âge adulte. Les études présentées ici devraient permettre de découvrir la fonction de nouveaux gènes impliqués dans le développement du mélanome humain et pourraient révéler de nouvelles vulnérabilités des cellules cancéreuses permettant d’ouvrir des perspectives thérapeutiques innovantes.
Bénéfices attendus
Ce projet doit permettre de découvrir de nouveaux gènes impliqués dans l’initiation et la progression du mélanome. La compréhension de leur mécanisme d’action pourrait ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques contre ces tumeurs.
Procédures
Le génotypage des poissons implique un prélèvement unique sous anesthésie d’une petite partie de la nageoire caudale qui repousse dès la première semaine. La procédure ne dépasse pas 2 minutes. A partir de l’apparition de la première tumeur, les poissons sujets au développement de tumeurs seront soumis à une observation hebdomadaire et individuelle. Pour suivre l’évolution des tumeurs, une documentation photographique pourra être réalisée sous anesthésie au plus une fois par semaine. Le suivi des poissons sera réalisé sur une durée de 6 à 12 mois en fonction du génotype des tumeurs, après quoi tous les poissons seront mis à mort, qu’ils aient ou non développé une tumeur.
Impact sur les animaux
La procédure de génotypage peut induire un stress passager ainsi qu’une modification temporaire de la nage due au prélèvement d’un fragment de nageoire. Certains animaux peuvent présenter des signes de stress ou de mal-être dus au développement de tumeurs primaires. Les signes les plus précoces et les plus légers comprennent des modifications de la nage, une respiration accélérée ou une apathie passagère. Pour éviter toute souffrance, les animaux seront observés au moins 2 fois par semaine et des points limites précoces ont été mis en place. La manipulation des poissons pour le comptage des tumeurs et pour la prise de photos introduit un stress supplémentaire.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue de chaque procédure.
Remplacement
Des modèles de croissance et de prolifération cellulaires in vitro sont utilisés à chaque fois que cela est possible, notamment pour les analyses du mécanistique d’action des gènes d’intérêt. Cependant, les lignées cellulaires de cancers humains modélisent mal les étapes précoces de l’initiation tumorale et d’évolution temporelle des tumeurs. La plupart des lignées cellulaires de mélanome humain proviennent de métastases, donc de stades tumoraux avancés, et se sont adaptées à leurs conditions de culture in vitro. Les méthodes alternatives telles que la culture en 3D ont aussi été envisagées mais ne peuvent à l’heure actuelle reproduire la complexité chimique, biologique et physique d’un organisme vivant pour étudier le comportement des cellules dans un environnement physiologique.
Réduction
Dans un but de réduction, l’analyse des caractéristiques biologiques des tumeurs sera réalisée sur le même groupe d’animaux que la mesure de leur vitesse d’apparition. Dans la mesure du possible, les manipulations génétiques seront en outre regroupées au maximum de manière à mettre en commun les groupes témoins et réduire ainsi le nombre total d’animaux utilisés. Des analyses statistiques a priori basées sur notre expérience du type de manipulations proposées ont permis d’établir les nombres minimums d’animaux nécessaires pour observer des différences significatives.
Raffinement
La souffrance éventuelle associée au développement de tumeurs peut être prévenue par une surveillance attentive des animaux et l’application de points limites définis, facilités par notre connaissance du modèle. Les poissons sujets au développement de tumeurs seront observés au moins deux fois par semaine à la recherche de signes ou de changements de comportement précoces et prédictifs de la maladie. Le stress éventuel pourra être réduit par le recours à l’anesthésie lors des manipulations de génotypage et de documentation photographique. Dans un souci de raffinement, les poissons seront également nourris une fois par jour avec des artémias pour préserver leurs instincts prédateurs et enrichir leur milieu.
Choix des espèces
Le poisson zèbre représente un organisme modèle particulièrement adapté à l'étude de la génétique du cancer. Les gènes impliqués dans le développement des cancers sont conservés à 80% entre l'homme et le poisson et nous disposons de très bons outils pour reproduire les altérations génétiques trouvées dans les tumeurs humaines spécifiquement dans certains types de cellules dans les poissons adultes. C’est ainsi qu’ont été générés des modèles très fiables de mélanome dans le poisson zèbre. Des espèces d'animaux invertébrés pourraient être envisagées mais leurs organes diffèrent considérablement de ceux de l’homme, ce qui limite leur utilité pour l’étude du cancer. Le poisson représente une bonne alternative à la souris parce qu'il offre d'excellentes possibilités de manipulation génétique pour tester l'influence de gènes particuliers sur le développement tumoral.
Etude de l’impact de la végétalisation de l’alimentation périnatale sur le risque de développer une allergie
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
Gavées une fois par semaine pendant sept semaines pour déclencher une allergie alimentaire, ou huit fois en deux semaines pour induire une tolérance orale, puis exposées aux acariens par voie intranasale sous anesthésie légère à cinq reprises sur seize jours, 1 200 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. S'y ajoutent deux à trois prélèvements sanguins sous anesthésie et des collectes de fèces en cage individuelle. Le projet mesure l'effet d'une alimentation périnatale plus végétale sur le risque d'allergie de la descendance, les régimes étant donnés à la mère pendant la gestation et la lactation puis aux petits au sevrage, et les mâles reproducteurs sont isolés une semaine avant l'accouplement. Les souris sont tuées pour prélever leurs tissus, sauf 480 reproducteurs et reproductrices que le porteur dit vouloir proposer à d'autres utilisateurs de l'unité expérimentale, faute de quoi ils seront tués à leur tour.
Objectifs
Les allergies sont un problème majeur de santé publique. Elles résultent d’une réponse immunitaire inappropriée contre certaines protéines d’aliments, de pollens ou d’acariens, appelées allergènes. Normalement inoffensifs pour l’organisme, ces allergènes devraient être tolérés : l’allergie résulte ainsi d’une maturation inadéquate du système immunitaire. Différents facteurs environnementaux peuvent agir dès l’enfance, voire dès la grossesse, et favoriser le développement des allergies. Ces facteurs peuvent interférer avec la maturation de la muqueuse intestinale, du système immunitaire associé et du microbiote intestinal. Un défaut de l’un de ces paramètres peut être déterminant dans la propension de l’enfant à développer plus tard une allergie. Les protéines intégrées dans l’alimentation du nouveau-né, au sevrage et lors de la diversification, participent à la maturation du système immunitaire. Cependant, si l’effet protecteur d’une diversification alimentaire plus précoce a été démontré sur la prévention des allergies, le rôle de l’origine et de la diversité des protéines alimentaires n’est pas encore connu. Par ailleurs, la diminution de la consommation de protéines animales constitue un enjeu environnemental, économique et de santé majeur. Afin de répondre aux attentes sociétales sur ce sujet, nous devons mieux comprendre les facteurs et déterminants permettant une plus forte végétalisation de l’alimentation. Il est alors indispensable d’en définir les impacts sur la santé, notamment pendant les périodes sensibles de la vie. Notre projet a pour but d’étudier, dans un modèle murin, l’effet de la végétalisation de l’alimentation pendant la période périnatale sur la propension à développer plus tard une allergie. Différents régimes alimentaires seront donnés à la mère durant la gestation et la lactation, puis à la descendance au moment du sevrage. L’impact de ces régimes présentant différents degrés de végétalisation sera évalué au niveau de la composition du microbiote intestinal et de la maturation du système immunitaire chez la descendance, en lien avec sa propension à développer, suivant différents modèles expérimentaux, une allergie alimentaire, une allergie respiratoire ou une tolérance orale à un aliment. Ces travaux sont fondés sur la littérature et l’utilisation de données issues de l’analyse de cohortes de naissance pour l’identification de facteurs pertinents et ils ne cherchent pas à reproduire des travaux déjà réalisés.
Bénéfices attendus
Trouver des sources protéiques alternatives aux protéines animales, constitue un enjeu environnemental, économique et de santé publique majeur. Nos travaux participent à l’évaluation de l’impact sur la santé d’une végétalisation accrue de nos régimes alimentaires. Ils permettront ainsi plus globalement d’enrichir la connaissance scientifique sur les facteurs périnataux favorisant le développement de pathologies liées à des dysfonctionnements immunitaires tels que les allergies. De plus, ces travaux aideront à établir des politiques publiques de prévention efficace dans le contexte de l’épidémie des allergies. Les résultats permettront également de mieux caractériser l’impact de nos changements de régimes alimentaires sur notre santé, en parallèle de l’impact environnemental envisagé, et peut-être à terme, aboutir à l’élaboration de nouvelles formules infantiles.
Procédures
- Des administrations intra-gastriques sur animaux vigiles seront réalisés pour les animaux soumis à un protocole d’induction d’allergie alimentaire (1 gavage par semaine, pendant 7 semaines) ou d’induction de tolérance orale (8 gavages sur 2 semaines puis 1 gavage par semaine pendant 7 semaines). Le gavage est réalisé en un minimum de temps (environ 30 secondes). - Des administrations intranasales d’allergènes respiratoires (acariens de poussière de maison) sous anesthésie légère seront réalisées chez les animaux soumis au protocole d’induction d’allergie respiratoire (5 administrations, réparties sur 16 jours) - Deux à trois prélèvements sanguins seront réalisés sous anesthésie légère, selon les groupes. Les prélèvements sont réalisés en 1-2 minutes maximum - Des prélèvements des fèces seront réalisés sur animaux vigiles : les fèces sont collectés au fond des cages, après mise des animaux en cage propre individuelle pendant 3 à 5 minutes.
Impact sur les animaux
Toutes les interventions sur animaux seront réalisées dans une salle dédiée par du personnel expérimenté, limitant au maximum le stress des animaux. On ne peut cependant exclure le stress lié aux manutentions répétées lors des administrations intra-gastriques, des anesthésies, des changes et des pesées. Les prélèvements sanguins sont réalisés sous anesthésie légère. Au maximum, 3 prélèvements sanguins/animal sont prévus, avec des intervalles et des volumes adaptés et conformes à la règlementation. Le stress est limité, lié à la contention. Un isolement des mâles en cage individuelle est réalisé pendant 7 jours, juste en amont des mises en accouplement, ce qui peut générer un stress modéré pour ces mâles.
Devenir
les souris seront euthanasiées, pour prélever des tissus d’intérêt afin d’évaluer l’effet des expositions sur les différents paramètres de l’homéostasie (barrière intestinale, immunité, microbiote, métabolisme global) et de l’inflammation allergique. En fin de projet, les animaux reproducteurs seront proposés pour une réutilisation aux différents utilisateurs de l’Unité Expérimentale (sous accord éthique) sinon ils seront également euthanasiés.
Remplacement
Aucun modèle in vitro n’est disponible pour tester l’impact des facteurs périnataux sur la descendance : ces effets résultent en effet du passage transplacentaire/dans le lait maternel d’une information (protéines alimentaires, molécules ou cellules inflammatoires en résultant...), et/ou d’un comportement impactant la mise en place in utero puis en période néonatale du système immunitaire et du microbiote intestinal chez le petit – les deux étant étroitement liés. L’impact de ces maturations altérées ne se révèleront que plusieurs semaines plus tard, sur la capacité à induire une tolérance ou au contraire une allergie. Cette étude nécessite donc l’utilisation d’un modèle animal permettant d’analyser de façon intégrative ces différents facteurs. Un modèle mère-enfant et un modèle expérimental d’allergie alimentaire/de tolérance orale induite chez le rongeur seront ainsi mis en œuvre..
Réduction
Afin de limiter le nombre de conditions expérimentales potentiellement testées et donc le nombre d’animaux en expérimentation, nos expériences seront basées sur les informations pertinentes obtenues par des analyses épidémiologiques (cohortes de naissance). La taille des lots est fixée à 8-12 animaux/lot, selon les taux de reproduction et la descendance obtenue. Ce nombre d’animaux à inclure est déterminé par notre expérience, et permet de prendre en compte la forte variabilité interindividuelle observée sur les paramètres mesurés, tout en assurant une puissance statistique satisfaisante. Des analyses statistiques seront dans un premier temps réalisées sur l’ensemble des paramètres mesurés pour chaque animal, permettant d’identifier tout individu ou toute variable aberrante. Des analyses statistiques seront ensuite menées, visant à construire un modèle discriminant nos groupes de traitement à l’aide de tous les paramètres analysés, et permettant d’identifier les groupes de variables permettant de discriminer les lots. Des analyses sur chaque paramètre mesuré pris individuellement seront réalisées en parallèle, afin de confirmer nos observations. La combinaison de ces approches statistiques permettra une analyse objective et maximisée de l’ensemble des paramètres analysés.
Raffinement
Toutes les interventions sur animaux sont réalisées dans une salle dédiée par du personnel expérimenté, limitant le stress des animaux. Les cages sont enrichies par des sopalins et des coques type boîte à œuf, permettant la fabrication d’un habitat et des nids. Les animaux sont hébergés par groupe, avec une taille de cage règlementaire adaptée au nombre d’animaux, permettant un comportement grégaire et sociable. Les cages sont placées dans des portoirs ventilés, permettant une isolation phonique vis-à-vis de l’extérieur. Les animaux sont surveillés visuellement quotidiennement pour identifier rapidement tout animal en souffrance. Des points limites sont établis pour identifier ces animaux. Si un tel animal est identifié, une fiche de suivi individuel est initiée et l’animal sera isolé afin de faciliter son rétablissement et surveillé spécifiquement plusieurs fois par jour, par les zootechniciens et les responsables de la procédure. En cas de non amélioration, il sera sorti de la procédure expérimentale et euthanasié. Par ailleurs, chaque animal est suivi par mesure hebdomadaire de son poids.
Choix des espèces
Le modèle souris présente de nombreux avantages, notamment la disponibilité de lignées caractérisées, un système immunitaire bien décrit, de nombreuses données sur la réponse allergique. De plus, de nombreux réactifs permettant l'étude du système immunitaire sont disponibles chez cet animal. La souche de souris utilisée est particulièrement utilisée dans nos protocoles du fait d’un phénotype biaisé vers une réponse immune mimant le sujet atopique (c’est-à-dire la prédisposition génétique à développer une allergie). Ce modèle est bien caractérisé et maîtrisé au laboratoire, ainsi que le modèle mère-enfant. La mère en devenir, gestante et/ou allaitante, sera exposée aux différents régimes alimentaires, à des doses réalistes, afin d’étudier l’impact de ces expositions en période critique sur la santé de la descendance, qui sera évaluée après le sevrage.