Procédures modérées

Commandées à sept semaines chez un fournisseur agréé, ou nées de lignées génétiquement modifiées comparées à leurs contrôles de portée, 1 940 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever peau, cerveau, moelle épinière, rate et ganglions rachidiens. Le dos est dépilé puis exposé vingt minutes aux ultraviolets sous anesthésie, et la sensibilité mécanique de la zone brûlée est mesurée dix minutes par jour sur animal éveillé. Une partie subit l'ablation des glandes surrénales sous anesthésie profonde à l'âge de quatre semaines, d'autres reçoivent du LPS pour déclencher une inflammation aiguë, de la toxine diphtérique ou du tamoxifène jusqu'à trois fois par semaine. Le porteur affirme que ces interactions entre système nerveux et système immunitaire ne peuvent pas encore être modélisées in vitro ou in silico, tout en annonçant l'emploi de cocultures de neurones et de cellules immunitaires déjà maîtrisées au laboratoire.

Objectifs

Lors d’un coup de soleil, les cellules immunitaires orchestrent la réparation cutanée. La peau est aussi densément innervée par des neurones sensoriels qui communiquent avec les cellules immunitaires pour optimiser la cicatrisation, puis transmettent les informations vers le cerveau. Nous avons récemment observé qu’une zone particulière du cerveau appelée hypothalamus était sollicité suite aux coups de soleils et induisait la libération de neurohormones, les glucocorticoïdes, aux propriétés anti-inflammatoires. Notre objectif dans ce nouveau projet est de caractériser comment la peau et le cerveau dialoguent pour assurer un processus de cicatrisation optimal. Notre modèle de lésion cutanée aux ultraviolets est idéal pour étudier les échanges entre le système nerveux et le système immunitaire. En effet, il permet de suivre à la fois le processus de cicatrisation et la transmission nerveuse des messages de toucher et de douleur vers la moelle épinière jusqu’au cortex cérébral. Notre équipe a déjà démontré l’importance des neurones sensoriels au cours de la réparation de la peau, cependant, comment le cerveau perçoit les lésions cutanés et y réponds, reste encore mal compris. Ainsi, le projet a pour but de répondre aux objectifs suivants : (1) identifier les étapes clés de la réparation cutanée après lésion chez des souris de type sauvage, et sa perception par le système nerveux périphérique et central. (2) Déterminer les rôles respectifs des neurones sensoriels et de l’hypothalamus dans la réparation cutanée. (3) Déterminer les mécanismes moléculaires, médiés par le cerveau, qui orchestrent la réponse immunitaires de réparation cutanée. Comprendre ces mécanismes nous permettra de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour traiter les pathologies inflammatoires, prévenir les douleurs chroniques et favoriser la régénération tissulaire.

Bénéfices attendus

L’orchestration du processus de régénération tissulaire après lésion, par le système nerveux périphérique et central, reste encore très inexplorée. L’un des avantages majeurs de la neuro-immunologie est d’identifier des cibles pharmacologiques qui pourraient simultanément soigner les pathologies inflammatoires, et prévenir les douleurs qui y sont associées. Outre son aspect fondamental, la compréhension des mécanismes régulateurs sous-jacents, permettrait d’identifier de nouvelles approches thérapeutiques pour traiter l’inflammation et favoriser la réparation tissulaire tout en traitant les douleurs associées. Cette approche est particulièrement intéressante pour des personnes souffrant de défaut de cicatrisation telles que les personnes âgées ou bien atteintes de diabète. Nous proposons d’étendre nos résultats précédents à l’étude des interactions bidirectionnelles entre la peau et le cerveau. La douleur et le stress associé à une blessure (invalidité, chirurgie) constituent un problème majeur de santé public. Mieux comprendre comment ces deux processus modulent le système immunitaire au cours de la cicatrisation est primordial pour améliorer à terme le confort des patients, prévenir l’escalade de la douleur vers un stade chronique et approfondir notre compréhension de son mécanisme d’action. A terme, cette étude permettra de développer de nouveaux médicaments pour traiter la douleur inflammatoire tout en minimisant les potentiels effets secondaires.

Procédures

Toutes les souris subiront une anesthésie générale afin de subir une dépilation sur la peau du dos puis une exposition aux ultraviolets pendant 20 minutes de la zone dépilée, toujours sous anesthésie. Nous réaliserons ensuite des études de comportement pour tester l’évolution de la perception de la douleur (mesure de sensibilité mécanique ; 10 min/jour) suite à l’exposition aux ultraviolets sur animaux vigiles. Plusieurs des injections à réaliser (1 min) sont faites en intrapéritonéal, en sous cutané, ou en intradermique, sur animaux vigiles. Des prélèvements sanguins seront faits sur la veine sous-mandibulaire (2 min). Certaines procédures nécessiteront une chirurgie (ablation des glandes surrénales ; 10 min) sous anesthésie profonde (45 min), après laquelle la plaie sera suturée et les souris suivies quotidiennement et traités avec des analgésiques, crème cicatrisante et anti-inflammatoires.

Impact sur les animaux

Les animaux seront amenés à subir une irradiation aux ultraviolets (20 minutes) sur une petite zone de la peau du dos qui pourraient induire une perte de poids (sur 2 jours), des modifications de comportement en plus de l’inflammation cutanée. La procédure pourra aussi provoquer une sensibilité mécanique ainsi qu’un potentiel prurit (démangeaisons) au niveau de la peau irradiée. Les mesures de sensibilité mécanique (5 min.) peuvent engendrer du stress. Toutes ces procédures seront réalisées par un personnel qualifié et expérimenté et tout sera mis en œuvre pour minimiser la nuisance provoquée. Les injections, en intrapéritonéale ou sous cutanée, réalisées sur animaux vigiles peuvent générer un stress de courte durée (5 min.). Les modèles génétiques utilisés ne présentent pas de phénotypes dommageables. L’effet principal des déplétions génétiques que nous réalisons est une diminution de la sensibilité à la douleur chez ces animaux (perte de sensibilité à la chaleur, ou aux stimulations mécaniques). Le suivi de certaines souris impliquera une anesthésie légère à l’isoflurane (5 min.) jusqu’à 3 fois par semaine, ce qui induira du stress à l’animal. De même, certaines méthodes de traçage génétique nécessiteront une injection de tamoxifène jusqu’à 3 fois par semaine. La déplétion de certaines cellules immunitaires nécessitera une injection intrapéritonéale unique de toxine diphtérique. Pour notre approche pharmacologique, les traitements (injection ou application topicale) seront effectués journalièrement pendant 4 jours sous isoflurane et pourront engendrer du stress. La procédure (No3) chirurgicale visant à enlever les glandes adrénales (20 min/souris) nécessitera un traitement pré- et post-opératoire analgésique pour minimiser la douleur et le stress des animaux avant, pendant et après la chirurgie. Les souris traitées au LPS subissent une inflammation aigue pour une période de temps très courte (6 heures) au bout de laquelle les souris seront sacrifiées et analysées. La dose utilisée (100ng/10g) n’induit pas de choc septique. Cependant, il se peut que ces souris subissent une baisse transitoires (45 min.) de leur température corporelle. Nous utiliserons un tapis chauffant (37C) ainsi qu’un milieu enrichi pour prévenir cette hypothermie avant analyse.

Devenir

Les animaux seront mis à mort à l'issue des procédures et les organes d'intérêts (peau, DRG, cerveau, moelle épinière, rate, ganglion lymphatique) seront prélevés post mortem pour analyse. Les animaux seront euthanasiés car le prélèvement des différents tissus est indispensable pour étudier le recrutement cellulaire de la réponse inflammatoire au niveau des tissus étudiés.

Remplacement

Le modèle animal (in vivo) est indispensable pour étudier les interactions entre système immunitaire et système nerveux sensoriel. En effet, ce sont des événements progressifs et multifactoriels qui dépendent des interactions tissulaires, cellulaires et moléculaires, localement sur le site inflammatoire mais également à distance dans les ganglions rachidiens de la racine dorsale (DRG) qui innervent la peau. Ces interactions ne peuvent pas encore être modélisées in vitro ou in silico, en particulier l’étude de l’innervation dans un tissu donné. Cependant, pour la recherche de mécanismes d’interaction neurone/cellule immunitaire ou des neuropeptides produits par ces neurones sensoriels, nous veillerons à utiliser dès que possible des techniques ex vivo déjà maîtrisées au laboratoire, telles que la coculture de neurones et de cellules immunitaires.

Réduction

Le plan de nos expériences est construit de manière à limiter le nombre de souris au maximum. Sur la base de nos résultats précédents, pour une différence biologiquement pertinente, nous avons estimé que 10 souris par expérience sont nécessaires : Des groupes de 5 souris seront générés en adéquation avec l’âge, le sexe et le fond génétique contrôle à chaque lignée murine (5 souris dites « test » et 5 souris « contrôles », soit 10 souris par expérience) pour chaque procédure. Chaque expérience sera répétées au moins une fois, soit 20 souris pour chaque condition testée pour répondre aux exigences statistique. Nous utiliserons à la fois des mâles et des femelles dans nos expériences, pour éviter de produire des animaux sans les utiliser. Tous les paramètres quantifiables seront vérifiés (poids, score d’inflammation, comportement) et tous les organes nécessaires à notre étude seront prélevés (peau, rate, et ganglion rachidien de la racine dorsale, moelle épinière et cerveau) afin d’éviter des expériences inutiles. Nous avons choisi de comparer les groupes de souris génétiquement modifiées avec leurs contrôles de portée respectifs et non avec des souris de type sauvage. Le contrôle des paramètres environnementaux et le statut sanitaire des animaux permettront de limiter la variabilité des résultats expérimentaux, et de réduire le nombre d’animaux nécessaire.

Raffinement

Nous avons optimisé le modèle UV dans notre Apafis précédent pour minimiser le stress et la souffrance liée à la lésion tissulaire. Seule une zone tres restreinte de la peau du dos des souris sera exposée aux ultraviolets. Les animaux utilisés dans ce projet sont élevés en groupes sociaux, la présence d’objets permet le raffinement de l’environnement dans des cages standards à toit ouvert (couvercle à filtre) avec de la sciure de bois utilisée comme litière et un accès ad libitum à un bidon d’eau et à un régime alimentaire standard. Nous utilisons alternativement des carrés de ouates pour que les animaux puissent faire un nid, des dômes en cellulose ou des tunnels en carton, qui sont changés chaque semaine. Les élevages sont effectués au sein d’un établissement agréé où 5 personnes sont dédiées à l’organisation et l’entretien des élevages. L’état sanitaire et environnemental des animaux est contrôlé tous les jours. Nous avons recours à l’anesthésie/analgésie lors de l’exposition aux UV. Une planification fine des procédures expérimentales est effectuée (disponibilité des locaux d’expérimentation, du matériel, période d’acclimatation d’une semaine minimum des animaux aux pièces d’expérimentation et l’animalerie) pour diminuer le stress des animaux. Notamment lors du test comportemental par Von Frey les animaux seront acclimatés à l’enceinte 30 minutes avant les mesures pour minimiser le stress. Enfin l’établissement des points limites selon les grilles en annexe sera suivi au quotidien (vérification du poids, de la vivacité et de l’état du pelage des animaux) pour decider de continuer l’expérience ou non en fonction des signes vitaux des animaux. Une souris ayant perdu 20% de son poids sera systématiquement euthanasiée. Ces stratégies seront mises en place dans le but de réduire/supprimer la souffrance animale. Les modèles génétiques, ainsi que les déplétions chimiques ne présentent pas de phénotype dommageable. Les procédures incluant une chirurgie suivront un protocole strict pour réduire la souffrance de l’animal avant, pendant et après la chirurgie. Les souris seront maintenues profondément anesthésiées lors de l’opération et des soins pré-(Buprénorphine), per- (lidocaïne localement) et post-opératoires (Buprénorphine) adéquats sont administrés en plus de creme cicatrisante et nourriture humide pour éviter toute carences hydrique/alimentaires). Un tapis chauffant (37C) est utilisé pour éviter toute hypothermie pendant l'anesthésie.

Choix des espèces

Le niveau de similarité entre la souris et l’homme justifie son utilisation. L’état des connaissances actuelles, les outils et les structures disponibles pour sa manipulation font de la souris le modèle idéal à l’étude des systèmes immunitaires et nerveux. En effet les populations de neurones spécialisés dans l’intégration des stimuli douloureux sont similaires entre la Souris et l’Homme. De plus, l’existence de modèle murins génétiquement modifiés fait de la souris un modèle animal de choix pour étudier ces phénomènes physiologiques. Des souris de 8 à 12 semaines seront utilisées car à ce stade elles ont atteint leur maturité en termes de défenses immunitaires et de développement du système nerveux. Ainsi, les animaux auront été commandés à 7 semaines auprès du fournisseur agréé de manière à ce qu'ils s'acclimatent à notre animalerie pendant au moins une semaine. Pour l’adrénalectomie, des souris de 4 semaines sont utilisées pour leur donner une période de rétablissement de 4 semaines avant induction de la lésion cutanée aux UV et étude de la réparation tissulaire.

Implantées dans le crâne après une heure de neurochirurgie, 360 souris reçoivent des stimulations électriques intracérébrales une à deux fois par semaine, sur animal éveillé, pendant des sessions allant jusqu'à quarante minutes. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avec jusqu'à dix injections et vingt prélèvements de sang par animal, et sont hébergées derrière un séparateur qui les isole physiquement de leur congénère pour protéger le système d'enregistrement. Le porteur qualifie l'intensité des stimulations de faible et n'attend une réaction comportementale que dans de rares cas, tout en prévoyant l'administration immédiate de kétamine et de diazépam en cas de crise épileptique. Les dispositifs d'enregistrement n'étant pas amovibles, aucune souris ne sort vivante du projet.

Objectifs

L’objectif aujourd’hui est d’identifier des méthodologies précliniques précoces capables de sélectionner des candidats médicaments sur la base de leur efficacité potentielle chez l’homme. Cela signifie d’appréhender cette problématique par une approche consistant à utiliser les données existantes de la recherche clinique pour construire de nouvelles solutions de recherche préclinique et se baser sur des signes de la maladie dans le cerveau et des tests médicaux utilisables à la fois chez l’animal et chez l’homme. Les activités cérébrales de base sont largement conservées dans l’évolution des mammifères montrant le fort potentiel de transposition de cette méthode du rongeur à l'Homme, et donc l’application chez le rongeur d’observations faites chez le patient et inversement. Dans ce projet, nous étudierons les activités électriques cérébrales chez des animaux. Les différences mises en évidence pourront alors être utilisées pour différents tests médicamenteux afin d’identifier une molécule efficace pour lutter contre la maladie.

Bénéfices attendus

L’optimisation de nouveaux médicaments nécessite d'identifier des signes de la maladie dans le cerveau et des tests transposables entre les études cliniques et précliniques. Ils doivent permettre d’évaluer de façon fiable et robuste l’efficacité des molécules testées. Les activités électriques cérébrales sont largement conservées à travers les mammifères permettant ainsi une transposition fiable entre l’humain et le rongeur. Dans ce projet, nous utiliserons des souris et chercherons à mettre en évidence des spécificités de la maladie qui pourront par la suite être applicable à l'Homme et permettre de tester de nouvelles molécules thérapeutiques. L’identification d’un potentiel nouveau traitement de la maladie d’Alzheimer permettrait d’améliorer les conditions de vie de nombreux patients.

Procédures

L’ensemble des animaux de ce projet vont subir une neurochirurgie d’environ une heure, réalisée sous anesthésie générale. Les animaux sont hébergés après l’implantation dans des cages à deux contenant un séparateur qui favorise le contact olfactif, visuel et auditif mais qui permet de les isoler afin de préserver l’intégrité du système d’enregistrement. Les animaux seront tous soumis à des stimulations intracérébrales répétées de faible intensité qui seront réalisées sur l’animal éveillé une à deux fois par semaine. Chaque session de stimulation durera entre 3 et 40 minutes au maximum. Au préalable de chacune de ces sessions de stimulations, une molécule pharmacologique pourra être administrée à l'ensemble des animaux (injections aigues durant quelques minutes). Pour ces tests pharmacologiques, un maximum de 10 injections sur une période de 5 à 10 semaines seront réalisées. Des prélèvements sanguins sur animal éveillé pourront également être réalisés (20 maximum au total et 15 minutes maximum par animal), tous les animaux du projet sont susceptibles d'être soumis à ces prélèvements.

Impact sur les animaux

Suite à la chirurgie, une diminution de l’activité locomotrice et une déshydratation passagères pourront être observées. Une douleur modérée pourra apparaître dans les heures suivant l’intervention chirurgicale. Lors de la stimulation cérébrale, malgré l’intensité faible utilisée, une réaction comportementale (immobilité, sursaut, clignement des yeux) pourra être induite dans de rares cas. Malgré les études toxicologiques préalablement conduites et exigées avant tout test de composé sur nos animaux, certains effets indésirables non attendus peuvent survenir, notamment une perte de tonus musculaire, une somnolence ou à l’inverse une excitation du fait des mécanismes d’action des molécules testées. Le modèle utilisé présente une stagnation de la prise de poids à partir de 10 mois ainsi qu’une surmortalité très modérée propre au modèle non liée au vieillissement.

Devenir

Ce projet implique l’implantation de dispositifs d’enregistrement de signaux électriques du cerveau qui ne sont pas amovibles, les animaux doivent donc être mis à mort à la fin du projet.

Remplacement

Ce projet nécessite l'utilisation de modèles animaux car il étudie des mécanismes physiopathologiques complexes qui ne peuvent pas être représentés par des modèles plus simples (ex. modèle cellulaire ou informatique).

Réduction

Dans le cas des études de test pharmacologique, chaque animal est son propre contrôle et sera utilisé pour tester différents candidats médicaments, permettant de limiter le nombre d’animaux nécessaire par groupe. Ce type de protocole nous permet d’utiliser des tests statistiques de type appariés. Le nombre d’animaux a ainsi été déterminé de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en préservant la validité scientifique des expériences menées.

Raffinement

Les souris qui entrent dans ce projet ont au minimum une semaine d’acclimatation à la zone d’hébergement. Une injection d’analgésique sera faite avant la neurochirurgie et sera renouvelée 6 à 8 h après afin de prévenir toute douleur liée à la phase de chirurgie. Après la neurochirurgie, l’état de santé des animaux sera surveillé tout au long des expériences et évalué grâce à une grille codifiant le niveau de douleur et les points limites adaptés. Cela nous permettra d’intervenir immédiatement et de manière appropriée dès le moindre signe de souffrance. Les animaux seront hébergés dans des cages d’hébergement avec enrichissement (coton, maison en carton) pour limiter tout stress dû à l’environnement quotidien. Les stimulations seront interrompues au moindre signe d’inconfort de l’animal (évaluation visuelle comportementale). En cas de survenue d’une crise épileptique : un traitement de kétamine/diazépam sera administré alors immédiatement. Dès l’apparition d’un signe clinique d’alerte (poids, comportement...) nous nous réfèrerons à une grille de cotation interne spécifique permettant de prendre les mesures nécessaires en fonction des points limites identifiés afin de préserver le bien-être animal. L’évaluation est réalisée jusqu’à disparition du signe d’alerte. Lors des injections, une surveillance particulière est portée sur les animaux. Un arbre décisionnel peut être consulté en cas d’altération de l’état général de l’animal après l’injection afin de le soulager.

Choix des espèces

Dans ce projet nous utiliserons des souris. Ces animaux présentent des similarités anatomiques et fonctionnelles avec le cerveau humain et notamment au niveau des activités électriques du cerveau. Ces similarités peuvent être utilisées pour le développement de nouveaux médicaments. La sélection de la souris est aussi basée sur des études précédemment réalisées. Les animaux sont âgés de minimum 3,5 mois puisque nous souhaitons évaluer les modifications des activités électriques chez des animaux adultes. A ce stade, les circuits électriques du cerveau sont matures. Les animaux seront gardés jusqu’à l’âge de 14 mois maximum car le sujet d’étude concerne la maladie d’Alzheimer qui se développe avec le vieillissement.

Isolés deux heures par jour dès l'âge de quatorze jours, puis séparés un par un après le sevrage, 80 porcelets vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, avant d'être tués pour prélever leurs tissus intestinaux et leurs muscles. Ils subissent un prélèvement de fèces et deux prises de sang, chaque contention étant limitée à cinq minutes. L'objet du projet est de mesurer la digestibilité de la crème de pois, un coproduit de l'industrie alimentaire aujourd'hui mal valorisé, et son effet sur la croissance des porcelets au sevrage. Le porc est ici à la fois l'animal utilisé et le destinataire annoncé des résultats, le porteur présentant le projet comme un moyen de limiter les diarrhées et l'usage d'antibiotiques en élevage.

Objectifs

En production porcine, le sevrage est une période critique pour le porcelet car à cette période il subit de nombreux stress (séparation avec la mère, mélange avec d’autres portées, changement d’alimentation…). Cela entraîne des désordres digestifs avec notamment des incidences de diarrhées élevées. L’alimentation est un levier majeur pour améliorer cette étape clé du développement. La crème de pois est un coproduit de l’industrie alimentaire, riche en fibres facilement métabolisables et en protéines. De par sa composition et sa texture (entre la phase liquide et solide), la crème de pois pourrait être un aliment intéressant pour améliorer la santé digestive et pour favoriser la transition alimentaire des porcelets lors du sevrage. Dans ce contexte, le projet vise à décrire la digestibilité d’un coproduit du pois (la crème de pois) à étudier l’influence de l’ajout de ce coproduit sur la santé digestive des porcelets au sevrage (absorption des protéines, intégrité de la barrière intestinale), sur leurs performances zootechniques et leur développement musculaire. L’objectif est d’assurer une meilleure transition alimentaire au sevrage pour limiter les problèmes de santé digestive, d’améliorer la croissance des porcelets, et de diminuer/supprimer l’utilisation d’antibiotiques.

Bénéfices attendus

Ce projet apportera des connaissances sur la digestion d’un coproduit de pois, qui présente une texture (entre liquide et solide) et une composition (riche en fibres et protéines) pouvant être bénéfiques aux porcelets. Le projet permettra effectivement de déterminer les effets positifs sur la santé digestive (intégrité de la barrière intestinale) et la croissance musculaire des porcelets. Cette expérimentation apportera de nouvelles connaissances sur les différents liens entre les protéines issues de la digestion de la crème de pois et le développement des muscles squelettiques chez le porc. Ce projet permettra également d’optimiser l’utilisation d’un coproduit qui n’est pas totalement valorisé à l’heure actuelle, ainsi limiter les déchets et promouvoir une circularité des systèmes alimentaires. Pour une perspective à long terme, ce projet fournira des pistes pour adapter au mieux les régimes des porcelets, réduire les problèmes digestifs au sevrage et ainsi limiter voire supprimer l’utilisation d’antibiotiques en élevage. De plus ce projet fournira des données (activité enzymatique, pH) qui serviront à mettre au point un modèle de digestion in vitro spécifique au porcelet. Cela permettra par la suite de privilégier l’utilisation de ce modèle in vitro plutôt que celle d’animaux.

Procédures

Les interventions prévues pour les porcelets sont : un prélèvement de fèces, et 2 prélèvements de sang. Ces interventions nécessitent une immobilisation de l’animal qui est limitée à 5 min. La durée de la prise de sang est limitée à 2 min.

Impact sur les animaux

Quotidiennement, les porcelets seront isolés par groupe de 2 pendant 2 h, à partir de 14 jours de vie, pour accéder à leur régime. De même en post-sevrage, les porcs seront isolés individuellement pour obtenir un suivi précis de l’ingéré. L’isolement d’un groupe ou d’un porc en individuel peut être source de stress. Des prélèvements de sang (1 ou 2 selon la procédure) et de fèces (1) seront effectués sur les porcelets. Ces prélèvements ne sont pas douloureux, mais nécessitent une contention qui peut être stressante pour les porcelets.

Devenir

La mise à mort des porcelets est nécessaire lors des procédures 1 et 2, pour permettre le prélèvement d’organes (tissus intestinaux et muscles).

Remplacement

Les modèles in vitro de digestion sont limités dans leur capacité à reproduire la physiologie complexe du tractus gastro-intestinal et ses nombreuses interactions. A l’heure actuelle, aucun modèle ne permet de reproduire la sécrétion d’hormones digestives, et les mécanismes de régulations suite à l’ingestion d’un aliment. De plus ces modèles ne permettent pas d’étudier plusieurs organes en même temps en réponse à un traitement (exemple : alimentation). L’objectif du projet étant d’étudier les interactions digestives des nutriments et la réponse physiologique qui en découle, il nécessite d’être réalisé sur des animaux vivants pour explorer ces deux domaines de recherche conjointement.

Réduction

Le nombre de porcelets prévus pour ce projet est de 80 au maximum. Il correspond à 20 porcelets par régimes alimentaires (une étude pilote avec 4 porcelets par régime et 2 répétitions de 8 porcelets par régime pour l’expérimentation finale). Ce nombre d’animaux est suffisant pour observer un effet significatif sur la digestibilité des protéines entre la crème de pois et le contrôle. Le nombre d’animaux a été déterminée grâce à des essais préliminaires réalisés pour ce projet sur la digestibilité in vitro des protéines des différents régimes. Ces essais ont été réalisés suivant le modèle de digestion in vitro utilisé pour le porc en croissance

Raffinement

Le bien-être des animaux sera évalué tout au long de l’expérience. Les régimes expérimentaux (crème de pois et contrôles) seront adaptés pour couvrir les besoins nutritionnels des porcelets tout au long de leur développement (quantité, composition en minéraux, protéines…). Tous les porcelets seront surveillés quotidiennement avec des grilles d’évaluation de bien-être, afin de prévenir toute souffrance. Les grilles seront collectives pour la période précédant le sevrage et individuelle en post-sevrage. Les procédures seront réalisées par un personnel expérimenté, en respectant les durées de contentions (5 min) et de prélèvements (2 min). Le comportement des animaux sera également suivi par caméra surveillance pour veiller au bien-être des porcelets et leur alimentation.

Choix des espèces

Le projet sera mené sur des porcelets jusqu’à leur sevrage et une partie en post-sevrage. Le porc est l’espèce cible du projet qui consiste à déterminer la digestibilité de la crème de pois et d’étudier le lien avec la santé digestive et les performances musculaires des porcs sur le long terme. Les connaissances serviront pour améliorer la transition alimentaire au sevrage du porcelet et limiter les incidences de diarrhées en élevage.abba

Toutes tuées pour que leur système nerveux central soit prélevé, 30 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit quarante gavages oro-gastriques, un par jour, sur animal vigile, avec de la roténone, un insecticide que la Commission européenne a interdit en 2008 pour sa toxicité. Le porteur qualifie la dose de "modérée" et "peu impactante sur la qualité de vie des animaux", et n'attend du gavage qu'une irritation transitoire du système digestif. Il s'agit d'une étude pilote de trois ans, dont la fonction déclarée est de mettre le modèle en place pour permettre de futures expériences.

Objectifs

La roténone est un insecticide d’origine naturelle extrait de racines de plantes tropicales. En raison de sa toxicité, la commission européenne a interdit son utilisation en 2008, avec des dérogations jusqu’en 2011. Le lien étroit entre une exposition à la roténone d'origine professionelle (agriculture) et un risque accru de développer une maladie de Parkinson a été formellement établi en 2011. Les examens post mortem réalisés sur des cerveaux de travailleurs exposés à la roténone dans le cadre de leur activité professionnelle ont révélés des lésions caractéristiques de la maladie de Parkinson : perte des neurones dopaminergiques et accumulation de protéines pathologiques. Ainsi, l’exposition expérimentale à la roténone chez la souris est aujourd’hui utilisée non seulement comme modèle de la maladie de Parkinson, mais aussi pour évaluer ses effets potentiels sur les troubles du développement cérébral chez les fœtus exposés in utero. Il existe en effet de fortes présomptions pour une toxicité des polluants environnementaux (incluant les produits phytosanitaires) sur le cerveau en développement. L’objectif de notre étude pilote est d’implémenter le modèle d’exposition expérimentale à la roténone chez la souris par administration directe dans l'estomac. Cette étude pilote, d'une durée de 3 ans, permettra de préparer de futures études portant sur l’effet de la roténone sur les lésions caractéristiques de la maladie, ainsi que sur les effets toxiques neuro-développementaux de la roténone.

Bénéfices attendus

Le projet permettra de disposer d’un modèle de référence de maladie de Parkinson provoquée par exposition aux produits phytosanitaires. Sur le plan des connaissances scientifiques, le projet produira des données inédites sur des mesures du comportement des souris dans ce modèle de maladie de Parkinson en complément des données biologiques.

Procédures

Les souris sont exposées à la roténone par voie orale via un gavage oro-gastrique quotidien. Le gavage dure 1 minute et est réalisé sur animal vigil. Chaque souris sera soumise à 40 gavages sur l'ensemble de la période d'expérimentation. En fin de protocole, il sera procédé à une chirurgie terminale sous anesthésie en vue du prélèvement du cerveau.

Impact sur les animaux

Le modèle est bien décrit dans la littérature et la dose modérée utilisée est peu impactante sur la qualité de vie des animaux . La procédure de gavage oral, réalisée par un personnel expérimenté, est susceptible d’engendrer une irritation transitoire du système digestif.

Devenir

L'objectif de ce projet est l'étude de l'effet neurotoxique de la roténone, pour ce faire il est nécessaire de mettre à mort les animaux afin de disposer du système nerveux central.

Remplacement

A ce jour, le remplacement complet de ce modèle d’étude n’est pas envisageable. Les mécanismes moléculaires et cellulaires, et leurs interactions, impliqués dans le développement de la pathologie spécifique produit par l'administration de roténone ne sont pas réalisables in vitro. L’étude de ces mécanismes nécessitent l'utilisation de modèles animaux.

Réduction

Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux requis pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et atteindre l’objectif scientifique du projet. Le schéma expérimental utilisé considère chaque animal comme son propre contrôle grâce à la répétition des tests et permet ainsi la réduction du nombre d'animaux.

Raffinement

Conformément aux exigences de raffinement, les animaux seront suivis quotidiennement par le personnel qualifié de l'animalerie, et seront hébergés dans un environnement enrichi (igloos, nestlets et petites buchettes de bois). Le suivi individuel consiste en une inspection visuelle du comportement et de l’apparence au quotidien. Le suivi individuel est approfondi lors des pesées bi-hebdomadaires. Les points limites concernent la perte de poids, la présence de piloérection accompagnée du dos vouté et l’absence de réaction à la stimulation. L’administration orale de la roténone évite la répétition d’injections intrapéritonéales.

Choix des espèces

Les souris utilisées sont des souris conventionnelles qui permettront la comparaison de nos résultats avec les données de la littérature. Le projet prévoit d’utiliser des souris à l'âge de 5 semaines à l'arrivée au laboratoire. Le protocole d’exposition démarrera lorsque les souris auront 8 semaines, ceci nous permettra de comparer les résultats avec les données de la littérature.

1 908 souris et 297 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent une injection de vecteur viral dans la veine de l'œil ou dans la veine de la queue, des prélèvements de sang hebdomadaires, des mesures répétées de force et de fatigue musculaires sous anesthésie, et des évaluations cardiaques précédées d'une épilation du thorax. Le projet sert à fixer la dose qui figurera dans le dossier réglementaire déposé pour obtenir l'autorisation d'essai clinique, après des cas de toxicité graves allant jusqu'au décès de patients traités à forte dose. Sur le remplacement, le porteur affirme qu'aucun modèle cellulaire ne peut reproduire la perte de locomotion ni les réactions immunitaires déclenchées par un vecteur d'origine virale.

Objectifs

Les dystrophies musculaires sont des maladies génétiques invalidantes affectant le muscle squelettique et sans traitement à l’heure actuelle. Elles sont dues à des mutations de gènes. Une option thérapeutique possible pour ces pathologies est la thérapie génique qui consiste à transférer une copie normale du gène déficient à l’aide d’un transporteur, un virus modifié capable d’amener le gène thérapeutique dans la cellule sans entrainer d’effets nocifs. Ces virus modifiés sont appelés des vecteurs. Le muscle squelettique représente environ 40% de la masse corporelle, ce qui nécessite d’utiliser des doses élevées de vecteur pour toucher l’ensemble de la musculature. Cependant, ces doses élevées de virus modifié peuvent entrainer des effets secondaires graves. Par conséquent, il y a un besoin de développer des produits efficaces à plus faible dose. Des études préliminaires ont permis d’obtenir des vecteurs efficaces à plus faible dose pour transférer un gène dans le muscle (jusqu’à 10 fois plus efficace). La meilleure dose efficace n’est pas connue. L’objectif de ce projet est donc de déterminer in vivo la meilleure dose efficace de ces nouveaux produits sur des modèles rongeurs de maladies musculaires. Les traitements seront administrés à 2 âges afin de mimer 2 stades différents des maladies humaines. Les analyses réalisées permettront de définir la dose conduisant à un effet thérapeutique, ce qui servira à déterminer la dose qui sera utilisée chez l’homme lors d’essais cliniques. Les études seront incluses dans le dossier réglementaire à déposer aux agences dans le but d’obtenir l’autorisation d’essai clinique.

Bénéfices attendus

Les produits de thérapie génique en cours de développement clinique utilisent des doses élevées de vecteurs, qui se sont parfois assorties d’effets toxiques importants, conduisant dans le pire des cas au décès du patient. Ce projet a pour but d’identifier des produits de thérapie génique de seconde génération efficace à plus faible dose, ce qui permettra de résoudre les problèmes de toxicité, tout en conservant une bonne efficacité thérapeutique.

Procédures

Le traitement par transfert de gène se fait par injection intraveineuse en une seule fois, soit sur animaux anesthésiés pour l’injection à la veine de l’œil soit sur animaux non anesthésiés pour l’injection dans la veine caudale. Les prélèvements de sang se font au maximum une fois par semaine sur animaux sous anesthésie gazeuse. Les prélèvements de sang ne se font pas le même jour que les injections afin de ne pas induire de douleur supplémentaire. Afin d’évaluer le bénéfice du traitement, des explorations de la fonction musculaire seront réalisées sur les animaux en début et au cours du protocole. Leur durée moyenne est de 10 minutes. La fatigue musculaire sera également évaluée plusieurs fois au cours du protocole avec un maximum de trois à cinq fois selon la durée post-injection. Les animaux sont anesthésiés, l’examen dure environ 20 minutes. Les animaux sont soumis à une évaluation de la fonction cardiaque au début et en fin de protocole. Les animaux sont anesthésiés et maintenus dans cet état tout au long de l’examen d’une durée de 20 minutes.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sur les animaux sont les suivantes: → Les animaux seront maintenus en contention pour les injections intraveineuses, ce qui pourrait entrainer un stress. → Certains actes mesurant la force du muscle seront réalisés sous anesthésie gazeuse, ce qui pourrait entrainer une confusion de l’animal au réveil. → Des douleurs locales pourraient être ressenties au moment de l’injection intraveineuse du produit thérapeutique, des injections intra-péritonéales d’anesthésique ou de dobutamine, des injections sous-cutanées d’analgésique, ainsi qu’un moment des prélèvements de sang. → Des lésions locales de type inflammatoire ou des irritations accompagnées de douleurs localisées pourraient être causées par l’épilation nécessaire pour pratiquer les mesures de la fonction cardiaque, par la pose d’électrodes au moment de la mesure de l’activité électrique du muscle ou lors de certains tests de mesure de la fonction musculaire réalisés sur animal éveillé. Une sécheresse oculaire peut également être observée au cours des anesthésies. → Toutes les nuisances possibles sont localisées et réversibles, ce qui constitue pour l’animal un niveau global de contrainte légère ou modérée.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures afin de réaliser le prélèvement des organes et des muscles pour l’analyse des tissus et des niveaux de produits thérapeutiques reçus afin de vérifier l’efficacité thérapeutique et l’absence de toxicité.

Remplacement

Le projet consiste à déterminer l’effet thérapeutique de nouveaux produits de thérapie génique au niveau des muscles squelettiques et du coeur. Cette évaluation ne peut pas être réalisée dans des modèles cellulaires car 1) il est impossible de mimer les symptômes de la maladie dans ces modèles (type perte de la locomotion ou atteinte des paramètres cardiaques) ; 2) Il est impossible de cibler différents tissus simultanément dans ces modèles et d’étudier la répartition du produit thérapeutique entre les différents organes ; 3) Il est impossible de recréer en laboratoire les réactions immunitaires complexes qui peuvent se développer après l’injection de vecteurs d’origine virale.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés par groupe est optimisé pour obtenir des résultats significatifs sans utiliser d’animaux surnuméraires. Nous utiliserons les mêmes animaux témoins pour des expériences différentes chaque fois que possible. Un maximum d’analyses sera réalisé sur chaque organe prélevé. Un nombre plus important de doses sera testé sur les jeunes animaux, et selon les résultats obtenus, un nombre réduit de doses sera testé sur des animaux plus âgés, ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux utilisés en tout.

Raffinement

Pour les animaux non issus de l’élevage, une phase d’adaptation sera respectée avant la réalisation des procédures. L’ensemble des animaux est observé quotidiennement au niveau de la cage. Afin de limiter le stress et la douleur induite par les prélèvements de sang, ces derniers seront effectués sous anesthésie de courte durée (moins de 5 minutes). Dans le cas des prélèvements de sang réalisés sous anesthésie gazeuse, des mesures pour augmenter le confort des animaux sont également appliquées telle l’application de gel oculaire pour éviter le dessèchement des tissus. Un point de compression est systématiquement réalisé pour favoriser la coagulation. La survenue de signes hémorragiques, gonflements ou rougeurs sera surveillée après le prélèvement. Un test de course sera réalisé : une phase d’entrainement sera réalisée pendant 4 à 7 jours avant le test. Lors des tests de mesure de la force des muscles, il y a un risque exceptionnel de blessure. Dans ce cas, un traitement à la bétadine sera prodigué jusqu’à la cicatrisation. La mesure de l’activité électrique du muscle sera réalisée après un traitement anti-douleur préalable réalisée 30 minutes avant le test. Le test sera réalisé sur une plaque chauffante sous anesthésie aérienne. Lors des mesures de l’activité du cœur, une épilation du thorax est réalisée : une application locale de crème anti-irritation sera réalisée à l’endroit de l’épilation. Lors des anesthésies, les animaux sont placés sur plaque chauffante.

Choix des espèces

Pour ce projet, nous utiliserons les espèces souris et rat car ces modèles reproduisent les caractéristiques principales des maladies étudiées. Dans le cas des modèles de la maladie de Duchenne, le modèle de rat présente des atteintes cardiaques plus représentatives de la pathologie humaine, tandis que le modèle de souris est un meilleur modèle de la pathologie du muscle. Dans certains modèles, le modèle de rats présente des cellules immunitaires spécifiques de la pathologie humaine, mais seule la souris présente une réduction de la force des muscles. L’utilisation de deux modèles de rats ou de souris est donc nécessaire, selon la question scientifique posée. D’autre part, les espèces de souris et de rats sont faciles à manipuler, héberger, et se reproduisent facilement et rapidement. Les approches de thérapie génique ont des efficacités variables selon l’état du muscle: elles sont généralement plus efficaces à des stades précoces, notamment parce que le tissu est en meilleur « état ». Pour cette raison, la dose efficace d’un même produit peut être différente selon l’état d’avancement de la pathologie Dans ce projet, dans le but de traiter des patients ayant des avancées différentes des maladies, il sera nécessaire d’utiliser des animaux adultes jeunes et des animaux plus âgés afin de reproduire les stades précoces et tardifs des pathologies.

Opérées du crâne dans les deux premiers jours de leur vie, des souris nouveau-nées reçoivent une greffe de cellules nerveuses assemblées en trois dimensions par lévitation acoustique. 312 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour prélever leur cerveau. Le porteur indique que la séparation d'avec la mère peut conduire celle-ci à rejeter définitivement ses petits, et qu'un échec de la greffe peut diminuer la capacité de préhension de la patte avant gauche. L'étude pilote annoncée porte sur 120 animaux au maximum, sans que le reste de l'effectif demandé soit détaillé.

Objectifs

Le cortex cérébral est la partie externe du cerveau et est responsable de fonctions complexes telles que la perception sensorielle, la cognition, la génération de commandes motrices volontaires... Il est composé de six couches distinctes, chacune ayant des types spécifiques de neurones et des connexions uniques. Ces couches jouent un rôle crucial dans le traitement de l'information en permettant une organisation et une transmission efficaces des signaux neuronaux à travers différentes régions du cerveau. Le cortex cérébral est souvent affecté en cas de traumatisme crânien en raison de sa position superficielle, cependant les solutions thérapeutiques proposées demeurent limitées. En effet, le cerveau adulte présente une faible capacité d’autoréparation, que ce soit dans la neurogenèse de nouvelles cellules ou de nouvelles connexions projetant sur de longue distance. La transplantation cellulaire offrirait ainsi une stratégie thérapeutique pour les patients en apportant de nouvelles cellules en remplacement de celles perdues suite à une lésion. Différentes technologies sont actuellement utilisées pour procéder à la reconstruction 2D ou 3D de tissus complexes à partir de cellules vivantes. Dans le champ des Neurosciences, de nombreux modèles in vitro sont actuellement en cours de développement. Cependant, l’objectif de ce projet n’est pas d'étudier la thérapie cellulaire par transplantation de cellules fœtales, mais plutôt d’évaluer un éventuel intérêt de la lévitation acoustique comme technique innovante pour améliorer cette thérapie. Des recherches récentes ont montré qu'il est possible, en utilisant la lévitation acoustique, de structurer en 3D des couches de neurones intégrées dans des blocs d’hydrogel. Le but de ce projet est donc de tester la capacité des structures neuronales 3D obtenues par lévitation acoustique à favoriser la restauration des différentes voies neuronales après transplantation dans un modèle murin de traumatisme crânien.

Bénéfices attendus

A court terme, ce projet permettra d'étudier l'intérêt de la technique de lévitation acoustique sur la réparation des réseaux neuronaux après transplantation de cellules chez le rongeur. Cette technique permet un positionnement extrêmement précis des cellules, ce qui est essentiel pour cibler des zones spécifiques du cerveau avec une grande exactitude. La lévitation acoustique offre une méthode innovante et potentiellement supérieure pour la manipulation précise et douce des cellules destinées à la thérapie cellulaire, améliorant la précision, la viabilité et l'efficacité de ces interventions thérapeutiques. A plus long terme, les bénéfices attendus de ce projet sont le développement de thérapie chez l'Homme autour la transplantation cellulaire, afin d’améliorer la qualité et la fiabilité des transplantations et ainsi améliorer la prise en charge des patients souffrants de lésions corticales.

Procédures

Sur nouveau-nés anesthésiés : 1 chirurgie craniale pour transplanter des cellules : 1 fois (5 minutes par animal, 312 animaux). Sur animaux vigiles : au maximum une dizaine de pesées par animal, d'une durée d'environ 1 minute (une fois par semaine, sur toute la durée du projet, 312 animaux maximum). Sur animaux anesthésiés (avec antalgie) : 1 chirurgie sans réveil pour le prélèvement du cerveau (5 minutes par animal, 312 animaux).

Impact sur les animaux

La séparation des nouveaux nés avec leur mère, le temps de la chirurgie, peut induire un stress modéré transitoire chez la mère et chez les petits. Cette séparation peut également induire un rejet définitif des petits par la mère. Pendant l’induction de la cryoanesthésie, une sensation de froid transitoire est attendue. Après la chirurgie crânienne, l’effet indésirable attendu est une douleur modérée transitoire atténuée par des antalgiques. Si la greffe est un échec, l’effet potentiellement attendu est une légère diminution de la capacité de préhension de la patte avant gauche. L’acte de pesée sur animal vigile peut induire un léger stress transitoire.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin du projet afin de récupérer le cerveau pour des études neuroanatomiques.

Remplacement

La technique d’impression des cellules par lévitation acoustique utilisée dans cette étude aura été testée au préalable in vitro. La différenciation et la survie des cellules seront vérifiées avant de commencer les tests in vivo. Dans ce projet, nous souhaitons étudier la possibilité de la réparation du cerveau lésé sur le plan neuroanatomique. De ce fait, la nécessité de modèles animaux apparait essentielle à l’étude de cette pathologie. Ces approches nécessitent la présence du réseau neuronal qui est uniquement accessible dans des modèles d’animaux intègres et donc vivants. De nos jours, il n’est pas encore possible de modéliser la complexité du cortex cérébral de mammifère in vitro ou in silico, qui nous permettrait d’étudier la reconstruction des noies neuronales.

Réduction

Nous avons réduit au maximum le nombre d'animaux nécessaires en expérimentation tout en s'assurant d'en avoir le nombre suffisant pour avoir une étude interprétable sur le plan statistique. Nous commencerons par réaliser une étude pilote qui consistera à valider les bons paramètres de la technique de lévitation acoustique pour la viabilité du greffon. Nous procéderons avec une démarche pas à pas (par groupe de 6-8 animaux, c’est-à-dire une portée), répétés au maximum 15 fois, soit 120 animaux maximum au total. Si l'étude pilote donne des résultats satisfaisants, une étude comparative utilisant différentes techniques de préparation des neurones à transplanter sera réalisée. Les données de l'étude pilote seront alors exploitées dans cette étude comparative réduisant d'autant le nombre d'animaux utilisés. Si l’étude pilote ne donne pas de résultat satisfaisant, le projet sera arrêté.

Raffinement

Les conditions d’élevage et d’hébergement seront optimisées (hébergement en groupe dans des locaux adaptés avec enrichissement du milieu adapté à l'espèce : matériel de nidification et tunnel). Les mères seront conditionnées aux manipulations et aux odeurs 7 jours avant la procédure pour éviter le rejet des nouveaux-nés. Lors de la chirurgie nous aurons recours à une anesthésie générale avec une analgésie. Durant toute la procédure, les animaux feront l’objet d’un suivi quotidien de leur état de santé (alimentation, apparence, comportement) et des actions seront mises en place en cas de problème(s) observé(s), avec l’utilisation de points limites adaptés et gradés, d’un arbre décisionnel et de critères d’arrêt de souffrance.

Choix des espèces

La souris est l'espèce la plus utilisée pour les modèles animaux dans le domaine des neurosciences. Les modèles de lésion/transplantation corticale chez le rongeur sont bien référencés et maitrisés. Les animaux seront utilisés au stade postnatal (jusqu'à 2 jours après la naissance). La réalisation de transplantations cérébrales chez les nouveaux-nés de souris présente plusieurs avantages : -Le cerveau des nouveau-nés est beaucoup plus plastique que celui des adultes, ce qui signifie qu'il est plus capable de réorganiser ses circuits neuronaux et d'intégrer les nouvelles cellules -Les nouveau-nés ont souvent une réponse immunitaire moins développée, ce qui réduit le risque de rejet des cellules transplantées par rapport aux adultes dont le système immunitaire est plus mature et réactif -Les cellules souches transplantées chez les nouveau-nés sont plus susceptibles de se différencier en types de cellules appropriés et de former des connexions fonctionnelles beaucoup plus rapidement

Les 960 souris de ce projet seront toutes tuées, au nom de la gestion du risque lié à un agent pathogène de groupe III. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, infectées par le virus respiratoire syncytial ou par une souche de SRAS-CoV-2 adaptée à la souris, inoculée dans le nez sous anesthésie gazeuse. Chacune subit jusqu'à trois prélèvements de sang au sinus rétro-orbital sous anesthésie, avant chaque vaccination puis avant l'épreuve virale. Le porteur décrit des symptômes légers à modérés et une perte de poids qui n'excède pas 15 % chez les jeunes souris, et affirme que l'efficacité vaccinale ne peut être évaluée sans administrer l'agent pathogène à un animal vivant.

Objectifs

Les infections virales respiratoires représentent un défi de santé publique majeur à l’échelle mondiale. Parmi les virus responsables, on trouve notamment le virus respiratoire syncytial (VRS) et le SRAS-CoV-2. La prévention et le contrôle de ces infections virales constituent un enjeu crucial. L’étude des défenses immunitaires a longtemps été limitée aux poumons alors que les voies supérieures dont la muqueuse nasale sont les premiers tissus que rencontrent ces virus comme l'a très bien montré la pandémie de SRAS-CoV-2. Etudier les mécanismes d’infections et de défenses immunitaires dans la cavité nasale est donc indispensable pour mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques qui permettrons de lutter contre ces virus respiratoires et d'ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques. La plateforme vaccinale à adénovirus émerge comme une stratégie prometteuse pour le développement de vaccins contre les infections virales respiratoires. Cette approche exploite la capacité des adénovirus à délivrer des antigènes viraux ciblés dans les cellules hôtes. De plus, l'administration nasale de vaccins à adénovirus vise directement les voies respiratoires, stimulant ainsi les réponses immunitaires locales et conduisant potentiellement à la protection contre ces maladies tout en limitant la transmission des virus. Le présent projet a pour objectifs principaux (i) l’étude de la physiopathologie de l’infection à SRAS-CoV-2 et à VRS au niveau de la cavité nasale chez la souris et (ii) l’évaluation d’approches vaccinales adaptées à l’administration par voie nasale.

Bénéfices attendus

L’étude chez le rongeur des infections à SRAS-CoV-2 et à VRS, et des stratégies de prévention et/ou de contrôle est déterminante pour l’élaboration de stratégie de lutte contre les infections respiratoires. Ce projet s’inscrit dans une démarche de sciences appliquées au domaine médical en lien avec les déclarations d’intérêt, d’urgence ou de priorité nationale du gouvernement et des organismes publics de recherche. Ce projet va permettre d’évaluer les approches vaccinales à l’aide d’adénovirus et de caractériser le rôle des protéines du mucus (mucines) dans les infections virales respiratoires

Procédures

L’inoculation de la souche virale ou du vaccin est réalisée par voie nasale sous anesthésie gazeuse. Le vaccin est administré par injection intramusculaire à l’animal vigile par des manipulateurs expérimentés. Des analyses sérologiques seront réalisées au cours des essais vaccinaux. Tous les animaux seront prélevés au plus 3 fois lors de la phase d’immunisation : avant chaque vaccination (au maximum 2) et avant l’administration de la souche virale d’épreuve. Les prélèvements seront réalisés au sinus rétro-orbital sur animal anesthésié (isoflurane) avec ajout d’un collyre anesthésique.

Impact sur les animaux

L’infection de souris (> 5 mois) par le VRS ou la souche murinisée de SRAS-CoV-2 entraîne des symptômes légers ou modérés.L’infection par le VRS induit très peu de symptômes chez la souris (perte de poids très rare n’excédant jamais plus de 10%, pas de détresse respiratoire ni de changement de température corporelle, bonne apparence du pelage ni changement de comportement visible). L’infection de souris jeunes par la souche murinisée de SRAS-CoV-2 entraîne une perte de poids modeste, n’excédant pas 15% du poids initial. Le phénotype des lignées transgéniques Muc5b n'est pas dommageable avant l'âge de 6 mois car un problème de clairance mucociliaire peut se développer avec le temps aboutissant à un stress respiratoire. Cependant, les souris seront utilisées avant ce stade.

Devenir

La mise à mort des animaux est requise au regard de la gestion du risque d’exposition à l’agent pathogène de groupe III utilisé dans ce projet.

Remplacement

L’étude de la physiopathologie de l’infection et de l’efficacité vaccinale ne peut être menée sans avoir recours à l’administration de l’agent pathogène à l’animal vivant.

Réduction

Dans le but de suivre le principe des 3R et de réduire l’utilisation excessive d’animaux, le nombre de souris par groupe a été calculé sur la base de notre expérience acquise précédemment et des données bibliographiques (publications scientifiques). Dans notre expérience, des groupes de 6 animaux permettent d’atteindre une significativité statistique. La comparaison des traitements ou entre lignée de souris s’établit à l’aide de tests non paramétriques.

Raffinement

Pour minimiser le stress induit aux animaux, les souris seront anesthésiées sous isoflurane avant inoculation intra-nasale du virus ou du vaccin. L’endormissement complet sera contrôlé par pincement ferme de la queue. L’anesthésie à l’isoflurane est rapide et permet d’assurer un réveil rapide en minimisant l’hypothermie. Les animaux feront l'objet d'une surveillance accrue après l’administration des souches virales (mesure du poids quotidien et détection des points limites) afin de déceler rapidement une détresse de l'animal nécessitant une fin de protocole précoce. La bonne connaissance du modèle infectieux sur lequel repose ce projet permet de limiter les souffrances ressenties par les animaux au cours des procédures expérimentales. Notre expérience du modèle souris a été également mise à profit pour aborder la question du raffinement : enrichissement et habituation de l’animal à la manipulation. Les souris seront hébergées par 6 dans des portoirs ventilés, avec à leur disposition du matériel de nidification (coton), des tunnels et des maisonnettes en carton ainsi que des bûchettes de bois à ronger.

Choix des espèces

La souris est sensible à l’infection par les souches murinisées du SRAS-CoV-2. Elle présente l’avantage de pouvoir envisager l’emploi de souris génétiquement modifiée pour un gène d’intérêt nécessaire à l’exploration des mécanismes biologiques impliqués dans la susceptibilité ou la défense de l’hôte vis-à-vis de l’infection virale. La souris est le modèle rongeur pour les infections par le VRS, elle développe une infection productive et cette espéce permet d’utiliser des lignées transgéniques nécessaires à la réalisation du projet. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes entre 2 et 5 mois d’âge. Ces souris ont un système immunitaire mature et sont sensibles à l’infection par une souche adaptée à la souris tout en présentant des symptômes modérés.

Cinquante souriceaux âgés de deux à quatre jours vont être gavés ou piqués sous la peau pour que le personnel maîtrise le geste sur des nouveau-nés. 118 souris en tout vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour examiner leurs ganglions lymphatiques au microscope. Chaque animal reçoit trois gavages ou trois injections sous-cutanées sur trois jours consécutifs, avec une contention par la nuque, le gavage pouvant irriter à force de répétition. Le projet valide une nouvelle lignée de souris génétiquement modifiée, et le porteur justifie ses 68 autres animaux par le fait que le génotype reste inconnu à l'âge de l'administration, un quart environ formant les groupes utiles, pour une lecture qualitative de lames sans analyse statistique.

Objectifs

Les ganglions lymphatiques permettent l’initiation de la réponse immunitaire. Leur structure est formée par des cellules stromales qui forment un espace tridimensionnel dans lequel les cellules hématopoïétiques transitent et se regroupent en zones distinctes. Les cellules stromales mésenchymateuses du ganglion lymphatique organisent ainsi l’organe pour son bon fonctionnement. Des modèles de souris sont requises pour mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires pour la formation de ces cellules organisatrices. Dans ce projet, nous évaluerons une nouvelle souris génétiquement modifiée pour sa capacité de marquer les cellules mésenchymateuses et suivre leur différenciation.

Bénéfices attendus

Ces expériences permettront de valider le nouveau modèle de souris génétiquement modifiée et de faire avancer la recherche sur la compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires. Les cellules mésenchymateuses jouent notamment un rôle clé dans la réponse immunitaire humorale impliquant des anticorps contre des maladies infectieuses, ou dans la formation des structures lymphoïdes retrouvées dans des cancers, ou des organes affectés dans des maladies autoimmunes. Ces résultats apporteront ainsi à court terme des données importantes sur la régulation et le développement du système immunitaire. Etant donné que des thérapies anti-cancer et anti-maladies autoimmunes visent le système immunitaire, ces résultats auront des retombées sur la thérapie anti-cancer et contre des maladies autoimmunes.

Procédures

Trois gavages ou 3 injections par voie sous-cutanée sont réalisés sur animal vigile sur une période de 3 jours consécutifs (duée de chaque injection ou gavage: 2-3 minutes). Le génotypage sera réalisé sur un surplus de tissu provenant de l'identification des animaux ou sur biopsie de queue réalisée post-mortem.

Impact sur les animaux

Le gavage peut être source d'irritation, du fait de la répétition du geste. Les injections répétées par voie sous-cutanée peuvent induire un certain inconfort. Ces voies d'administration nécessitent une contention au niveau de la nuque, source d’inconfort pour l’animal pendant quelques secondes.

Devenir

Euthanasie de tous les animaux à l'issue de la procédure et analyse post-mortem des ganglions lymphatiques par microscopie

Remplacement

Il n’est pas possible de remplacer les animaux car les mécanismes cellulaires et moléculaires régulant la differenciation des cellules mésenchymateuses dans les ganglions lymphatiques ne peuvent pas, à l’heure actuelle, être reproduits de manière fiable par des expériences en culture cellulaire.

Réduction

Nous avons identifié des données dans la littérature scientifique, tels que la quantité de tamoxifène à administrer ou le moment choisi dans le développement de l’animal, permettant une meilleure réussite de l’expérience et ainsi de réduire le nombre de souris. Les moyens de l’administration (gavage oral ou injection par voie sous-cutanée) ont été choisis de manière à pouvoir diminuer la variabilité inter-expérimentale. Une étude-pilote sera réalisée sur un maximum de 50 souriceaux âgés de 2-4 jours afin de maitriser les gestes techniques chez le nouveau-né, et ainsi minimiser la souffrance qui pourrait être induite lors de la manipulation. La validation de notre modèle sera ensuite réalisée avec un total de 68 animaux, en comparant l’efficacité d’excision suite à l’administration du tamoxifène par voie orale ou par injection sous-cutanée, versus des animaux contrôles qui recevront le véhicule. Ce total de 68 animaux est nécessaire dans la mesure où les produits seront administrés à 2-4 jours d’âge, où le génotype des animaux n’est pas connu. Théoriquement ¼ des animaux constitueront ainsi les cohortes expérimentales, soit environ 22-23 souris (15 animaux expérimentaux + 7-8 contrôles), effectif suffisant pour valider notre hypothèse. Cette validation est notamment basée sur une méthode d’analyse histologique qualitative, et n'implique donc pas d'analyse statistique, mais repose uniquement sur l'observation microscopique des lames.

Raffinement

Les injections sous-cutanées et les gavages sont effectués par un personnel formé et expérimenté. Les souriceaux sont rapidement retournés à la mère après injection ou gavage. Les souriceaux sont observés et surveillés dans les minutes qui suivent le gavage afin de s’assurer qu’il n’y a pas eu de fausse route. Un temps de récupération après les administrations est accordé (24h) aux animaux. Le bien-être de l’animal est évalué par un personnel expérimenté, prenant en compte l’attention accordée aux souriceaux par la mère, le lieu d’injection (sous-cutané au niveau de la nuque) et la croissance des animaux, le poids, l’apparence, le comportement, l'hydratation, la respiration et l’aspect des fèces. Lorsque qu’une anomalie est observée, l’animal bénéficie d’une prise en charge adaptée aux problèmes observés. A l’aggravation, la Structure du Bien-Être Animal est contactée et des mesures conseillées appliquées. Des points limites spécifiques ont été établis permettant de soustraire l’animal à la souffrance. Les souris seront hébergées par fratrie au sevrage tout en respectant le nombre de souris admis par cage. Si un animal devient agressif, il est aussitôt séparé du groupe. L’hébergement bénéficie d’un enrichissement des cages (matériel de nidification) et un tunnel sera utilisé lors de chaque manipulation et change.

Choix des espèces

La fonction du ganglion lymphatique et sa structuration sont identiques entre l’homme et la souris. Il existe chez la souris des moyens de suivre la différenciation des cellules par marquage génétique (lineage tracing) et d’invalider des gènes dans un type de cellules afin de pouvoir étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires régulant la différenciation des cellules des ganglions lymphatiques à partir des cellules progénitrices. Des nouveaux-nés de 2 à 4 jours seront utilisés, en lien avec le développement du ganglion lymphatique qui commence au stade embryonnaire et se termine environ 5 à 7 jours après la naissance. Des souris adultes (8 semaines) où la différenciation des des cellules des ganglions lymphatiques est complétée, recevront également le tamoxifène et seront utilisées comme contrôles.