Procédures modérées
Etude de pharmacocinétique et de tolérabilité non-GLP chez le primate non humain après administration d’anticorps polyclonaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
22 babouins vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit quatre anesthésies profondes de deux heures et 21 prélèvements sanguins sous anesthésie légère, avant une mise à mort sous anesthésie profonde pour prélèvement de plusieurs organes. Hébergés en volière avant le protocole, ils passent la durée de l'étude dans des cages séparées, seulement jointives. L'étude sert à caler la dose d'anticorps polyclonaux développés par une société privée avant l'essai de toxicité réglementaire, et le porteur écrit qu'il est "nécessaire" de valider l'innocuité de cette dose, deux animaux par dose suffisant selon lui à trancher.
Objectifs
Notre société développe des anticorps polyclonaux glyco-humanisés dans le domaine de la cancérologie notamment. Trois anticorps polyclonaux glyco-humanisés nouvellement développés dans le domaine de la cancérologie ont démontré leur efficacité dans des modèles murins précliniques. Des études de toxicité réglementaire sont requises chez le primate non humain par les recommandations réglementaires. En préalable à ces études et dans un souci de réduction du nombre d’animaux à inclure, il est nécessaire de valider l’innocuité d’une dose équivalente à la dose thérapeutique visée. Des prélèvements sanguins réguliers seront effectués afin d’effectuer un bilan cardiaque/musculaire, hépatique/pancréatique, inflammatoire. Les animaux seront observés quotidiennement et soumis à une grille d’observation comportementale, afin d’obtenir un bilan cognitif primaire. Les prélèvements sanguins seront aussi utilisés pour déterminer la pharmacocinétique du produit, conformément aux recommandations réglementaires. Cette étude préliminaire permettra de valider la bonne tolérance de la dose présumée, de mettre au jour d’éventuels points d’alerte qui permettront de prévoir une surveillance accrue et plus exhaustive de ces paramètres, et de limiter l’étude de toxicité réglementaire à un simple groupe à cette dose.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de valider la tolérabilité d’une dose thérapeutique
Procédures
4 anesthésies profondes par animal (2h) avec prélèvements, et 21 prélèvements sanguins sous anesthésie légère (15 min), euthanasie en fin de projet sous anesthésie profonde
Impact sur les animaux
Les anesthésies profondes de 2h ainsi que les prélèvements de sang multiples sous anesthésie légère peuvent occasioner de l'inconfort, de la confusion et du stress pour les animaux au moment du réveil, pour autant elles permettent de diminuer ces effets d'inconfort, de confusion et de stress pendant les procédures, les rendant ainsi le moins traumatisantes possible pour les animaux par rapport à ces mêmes procédures qui seraient effectuées sur animaux vigiles.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort, sous procédure complète d'anesthésie, en fin de protocole de gravité modérée pour prélèvement multi-organes post-mortem.
Remplacement
Cette autorisation de projet a pour objectif de valider la dose thérapeutique ciblée pour les anticorps polyclonaux 1, 2 et 3, de manière à optimiser l’étude de toxicité réglementaire nécessaire à la constitution du dossier de demande d’autorisation d’essai clinique. Les études pré-cliniques réalisées montrent que les primates non humains et le babouin notamment est l’espèce la plus représentative de l’homme pour l’évaluation de la toxicologie des anticorps car la cross-réactivité cellulaire est comparable.
Réduction
Pour chaque dose, le nombre d’animaux est réduit à son minimum soit 2 par dose, en raison de la variabilité interindividuelle. Le groupe contrôle est partagé pour tous les anticorps testés, toujours dans un objectif de réduction. De plus, le projet est divisé en 2 parties. Dans la partie 1 seul l’équivalent de la dose thérapeutique ciblée chez l’homme sera administrée. La dose forte ne sera pas administrée si une des précédentes doses a provoqué des effets indésirables graves
Raffinement
-De façon à diminuer le stress, la souffrance et la douleur, toutes les procédures seront réalisées chez ces animaux sous anesthésie générale. Un traitement analgésique leur sera donné si nécessaire en fonction de la procédure. -Les anesthésies et traitements analgésiques donnés aux animaux sont décrits dans les procédures. La fréquence d'observation des animaux est doublée lors des expérimentations et consiste en un examen clinique de l’animal selon une grille de signes notables, signes sévères et un arbre décisionnel -Si des effets indésirables apparaissent dès la première injection, la seconde injection ne sera pas réalisée. -Les animaux sont hébergés avant protocole expérimental en volière, de façon à préserver leur mode de vie en communauté, puis, au cours du protocole expérimental les individus sont hébergés dans des cages séparées, mais jointives permettant la vision et la communication entre congénères. Un enrichissement alimentaire (fruits et/ou légumes) est donné quotidiennement, un enrichissement du milieu par jeux (différentes activités) est donné en rotation dans les cages selon un programme hebdomadaire. Enfin, un aménagement (perchoirs, cordes…) des cages permet un enrichissement de mouvements.
Choix des espèces
Les primates non humains, ici les babouins, représentent des espèces animales de choix comme modèles animaux pré-cliniques, car proches de l’homme de par leur anatomie, leur physiologie, leur métabolisme, leur proximité phylogénétique et leur similitude avec le système immunitaire de l’homme. Les investigations in vivo sur une espèce représentative est un prérequis obligatoire par les autorités réglementaires avant d’envisager un essai clinique chez l’homme. Les animaux seront inclus à un stade jeune adulte, afin de présenter un système immuntaire mature.
Mise au point de combinaisons thérapeutiques anti-cancéreuses à base de ligands de TLR chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Une nécrose humide, creuse ou douloureuse à la palpation sur la tumeur d'une souris déclenche sa mise à mort, comme une tumeur qui atteint la taille limite. 2 112 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune reçoit sous anesthésie une injection de cellules tumorales, puis jusqu'à trois semaines d'injections combinant chimiothérapie, immunothérapie et molécules ciblant les récepteurs TLR, avec un épisode fébrile possible. Le porteur cherche à retirer la chimiothérapie de ces combinaisons et écrit que l'avantage pour le bien-être des patients "serait alors énorme", à un stade où les résultats restent à établir chez la souris.
Objectifs
L’objectif de ce projet consiste à démontrer l’intérêt d’utiliser des agents qui ciblent des récepteurs de l’immunité (TLR) afin d’induire l’infiltration de cellules immunitaires dans les tumeurs, et ainsi favoriser les réponses aux thérapies anti-cancéreuses. Il est déjà connu que les agents ciblant les TLRs peuvent induire le recrutement de cellules immunitaires dans les tumeurs et ainsi favoriser une réponse immunitaire anti-tumorale. Certains agents ciblant ces TLR sont actuellement utilisés en clinique dans le traitement des cancers. Ces agents sont utilisés individuellement et associés à d’autres thérapies conventionnelles comme les chimiothérapies (drogues anti-cancéreuses) ou les immunothérapies (agents stimulant la réponse immunitaire). Dans ce projet, nous nous proposons d’utiliser ces agents ciblant les TLRs en association et de tester leur capacité à augmenter l’efficacité anti-tumorale des immunothérapies sans l’ajout de chimiothérapies qui sont connues pour induire des effets secondaires.
Bénéfices attendus
Grâce à cette étude nous pensons pouvoir proposer de nouvelles combinaisons thérapeutiques pour les patients atteints de cancer. L’association des agents ciblant les TLRs devrait permettre le recrutement d’un fort infiltrat immunitaire qui après stimulation pourra éliminer efficacement les tumeurs. L’étude de la composition de l’infiltrat immunitaire permettra une meilleure compréhension des mécanismes mis en jeux dans l’élimination des tumeurs, ce qui est cruciale pour le développement et l’optimisation des thérapies anti-cancéreuses chez les patients. De plus, nous nous attendons à ce que l’association des deux ligands de TLR avec l’immunothérapie induise une efficacité anti-tumorale bien supérieure à celle pouvant être obtenue avec l’association des chimiothérapies à l’immunothérapie. L’avantage en terme de bien être des patients serait alors énorme.
Procédures
Les souris recevront une injection de cellules tumorales sous anesthésie générale. Les traitements reçus par les souris seront : - injection (30 secondes) de chimiothérapies au maximum 1 fois par semaine pendant 3 semaines. - injection (30 secondes) d’immunothérapies au maximum 2 fois par semaine pendant 3 semaines. - injection (30 secondes à 1 minute) de molécules ciblant les TLRs, 2 fois par semaine à raison de 5 injections maximum
Impact sur les animaux
- Les souris seront anesthésiées à l’isoflurane lors de l’injection des cellules tumorales en sous-cutanée - La contention des souris lors de la mesure de la taille des tumeurs et des traitements pourrait provoquer un léger stress. - Le développement de la tumeur peut générer une gêne au mouvement et donc impacter son état général. - Des nécroses peuvent apparaitre sur les tumeurs. - Les injections intra-péritonéales et intraveineuses répétées pourraient provoquer un léger inconfort et des lésions locales. - Les chimiothérapies et immunothérapies administrées sont largement utilisées en préclinique à ces doses et fréquences, et ne devraient pas beaucoup impacter l’état de santé des animaux, au maximum elles peuvent provoquer une perte de poids transitoire. - Les agents ciblant les TLRs sont également utilisés à des doses déjà bien établies dans les modèles murins. L’injection des agents ciblant les TLRs membranaires pourrait induire un léger épisode fébrile.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin des expériences et leur tumeur sera prélevée.
Remplacement
Une grande partie de nos démonstrations a été réalisée in vitro mais la capacité de nos associations d’agents ciblant les TLRs à pouvoir induire le recrutement des cellules immunitaires dans la tumeur et ainsi à promouvoir l’efficacité anti-tumorale des thérapies conventionnelles ne peut être démontrée que dans un organisme vivant entier.
Réduction
Les prises tumorales et la réponse aux traitements peuvent varier d’un individu à l’autre, les croissances tumorales seront réalisées sur des groupes de 8 souris. Nous répèterons l’expérience 1 fois de manière indépendante afin d’avoir suffisamment de puissance pour des analyses statistiques, comme nous avons déjà pu le déterminer dans des expériences antérieures. Pour l’analyse de l’infiltrat immunitaire intra-tumoral, les groupes seront alors réduits à 5 souris par groupe, l’expérience sera renouvelée 1 fois afin d’atteindre une puissance satisfaisante pour l’analyse statistique. L’analyse de l’infiltrat immunitaire sera réalisée sur 8 groupes uniquement, ceux associés aux immunothérapies ne seront pas ajoutés, leurs rôles étant déjà connus. La mise en évidence de l’importance du système immunitaire dans l’efficacité des associations thérapeutiques ne sera étudié que dans les 3 modèles où nous aurons déterminé les meilleures efficacités thérapeutiques et avec les 6 groupes les plus représentatifs.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans un environnement adapté et enrichi. L’hébergement se fera en groupe pour éviter le stress. Du matériel d’enrichissement permettant la construction de nids sera fourni et le calme sera maintenu tant que possible dans la salle d’hébergement. Pour tous les animaux, une semaine d’acclimatation sera respectée avant le début de l’expérimentation. Ces animaux seront habitués aux gestes techniques (contention, injections…) avant toute expérimentation. Les injections se feront au même moment de la journée, pour perturber au minimum le cycle des souris, l’injection des cellules tumorales se faisant sous anesthésie générale. Les souris immunodéficientes seront hébergées sous couvercle filtrant pour éviter les risques d’infection. Les animaux seront suivis 3 fois par semaine pendant toute la durée de l’étude, la fréquence de surveillance étant augmentée en cas d’observation de signes cliniques anormaux tels qu’une perte de poids, des modifications du comportement, l’apparition de nécroses sur les tumeurs ou d’une période de fébrilité. En cas de changement de comportement ou d’apparence physique, une nourriture gélifiée pourra être rajoutées dans la cage et les animaux seront surveillés quotidiennement. En cas d’apparition de nécrose non sèche, ou lorsque les nécroses sont sèches mais douloureuses à la palpation ou creuses, les souris seront euthanasiées. Si les nécroses sont sèches, non douloureuses et sans déformation ni signe d’inflammation, les souris seront surveillées quotidiennement et pourront être prise en charge avec l’utilisation d’un produit cicatrisant. En cas d’épisode fébrile de plus 24h post-injection du composé ciblant les récepteurs, les souris recevront 1 injection d’un analgésique toutes les 12h jusqu’à disparition des symptômes (le maximum retrouvé étant de 48h dans de très rares cas). Lorsque la tumeur atteint une taille limite, en cas de perte de poids ou d’autres signes mettant en évidence une souffrance, les animaux seront euthanasiés.
Choix des espèces
Les souris sont les modèles de choix utilisés pour une analyse de l’efficacité de nouveaux traitements anticancéreux. De plus, les souris autorisent une variété de techniques d’administration et de prélèvement présentant des analogies avec ce qui est réalisé en recherche clinique sur l’Homme. Dans un premier temps, nous utiliserons des souris immunocompétentes permettant l’implantation de cellules cancéreuses murines syngéniques. Afin de déterminer l’implication du système immunitaire dans l’effet anti-tumoral de nos combinaisons thérapeutiques, nous utiliserons alors des souris immunodéficientes. Les animaux devront avoir au moins 8 semaines pour que leur système immunitaire soit mature.
Evaluation de l’efficacité d’actifs cicatrisants sur deux modèles murins de cicatrisation
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
Sous anesthésie, des souris sont brûlées ou privées d'un fragment de peau pour créer une plaie, puis anesthésiées à nouveau tous les trois jours et demi pour recevoir crème ou pansement, mesurer la plaie et en prélever l'exsudat, avec trois prises de sang en deux semaines. 120 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, exposées selon le porteur à la douleur de l'inflammation, et possiblement à la déshydratation, à l'anémie et aux hématomes. Il parle de "génération des plaies" et d'"application de plaies", la brûlure n'apparaissant qu'une fois, entre parenthèses. Toutes sont tuées à la fin pour prélever leurs organes, dans l'espoir de montrer que les actifs de l'équipe cicatrisent mieux que le Bepanthen.
Objectifs
Le but de la cicatrisation des plaies à la suite d’une blessure est de former un tissu régénéré dont la fonctionnalité et l’aspect visuel sont aussi proches que possible de la peau d’origine. La cicatrisation des plaies, en tant que processus biologique normal dans le corps humain, est obtenue par le biais de quatre phases précisément et hautement programmées. Pour qu’une plaie guérisse avec succès, les quatre phases doivent se dérouler dans le bon ordre et dans le bon délai. De nombreux facteurs peuvent interférer avec une ou plusieurs phases de ce processus, provoquant ainsi une altération de la cicatrisation des plaies. Pour remédier à l’altération du processus de cicatrisation, des dispositifs médicaux tels que l’application de crèmes cicatrisantes ou de pansements ont été développés. Ces dispositifs accélèrent la cicatrisation, soulagent la douleur induite par l’inflammation, aident à prévenir les infections et améliorent la régénération tissulaire. L’objectif de notre projet est de montrer l’efficacité accrue de nouveau composés, utilisable sous forme de crème ou en association avec un pansement, sur la cicatrisation cutanée suite à des blessures.
Bénéfices attendus
Au terme de cette étude nous espérons apporter la preuve d’une meilleure efficacité de nos actifs cicatrisants par rapport au contrôle positif (Bepanthen) largement utilisé pour améliorer la cicatrisation.
Procédures
Interventions sur animaux : 1) Génération des plaies : Chirurgie réalisée sous anesthésie générale et locale avec utilisation d’analgésiques. Une chirurgie de 10 minutes pour chaque souris. 2) Administration des dispositifs médicaux : Sous anesthésie générale et locale avec utilisation d’analgésiques. 4 fois car l’expérimentation dure 14 jours (Tous les 3,5 jours). Durée de l’administration des dispositifs médicaux, 10 minutes pour chaque souris. 3) Mesures des dimensions et de la température des plaies (Tous les 3,5 jours, soit 4 fois) : Sous anesthésie et analgésie, en même temps que l’application des dispositifs médicaux. Durée 2 minutes pour chaque souris. 4) Prélèvements des exsudats de plaies (Tous les 3,5 jours, soit 4 fois) : Sous anesthésie et analgésie. Durée 3 minutes pour chaque souris. 5) Prélèvements sanguins (Tous les 7 jours) : 3 fois, durée 2 min, pour chaque souris sous anesthésie générale. Toutes les souris (120) du projet sont concernés par cette procédure.
Impact sur les animaux
Un des effets indésirables de l’application de plaies est la douleur induite par l’inflammation. Ces plaies pourraient aussi induire une déshydratation des animaux. Enfin, les prélèvements sanguins répétés sur les souris (1 fois par semaine) lors de nos expérimentations pourraient engendrer des nuisances telles que l'anémie, l’apparition d’hématomes et une déshydratation des souris.
Devenir
À la fin de la procédure, tous les animaux seront euthanasiés afin de prélever leurs organes à des fins d'analyses d'immunohistochimie, de biochimie et de biologie moléculaire. Ces analyses approfondies sont essentielles pour élucider les mécanismes thérapeutiques de nos agents cicatrisants.
Remplacement
L’utilisation de l’animal est inévitable pour notre projet car nous cherchons à caractériser l’effet bénéfique d’actifs cicatrisants au niveau systémique. Actuellement, aucun modèle in vitro ne permet de mimer le phénomène étudié dans son ensemble et dans sa complexité.
Réduction
L’utilisation de l’animal est réduite au maximum. Dans cette optique, nous utiliserons des groupes de 10 souris par groupe expérimental afin de rendre nos résultats exploitables. Pour chaque expérience, le maximum d’échantillons autorisés réglementairement seront prélevés sur l’animal afin d’éviter d’avoir à reproduire l’expérience par manque de tissus. Chaque fois que cela sera possible, nous analyserons un maximum de paramètres cellulaires et moléculaires sur les mêmes individus afin de limiter le nombre d’expériences in vivo.
Raffinement
Les souris seront logées en groupes de quatre dans des cages respectant les normes réglementaires, avec un accès libre à l'eau et à la nourriture. Après l’intervention chirurgicale, des mesures seront prises pour éviter un isolement complet, telles que l'utilisation d'adhésifs pour protéger les plaies et maintenir les animaux en groupe. L'anesthésie et l'analgésie seront systématiquement administrées lors de la génération des plaies et tout au long de l'expérimentation. Nous accordons une attention particulière à la gestion de l'inflammation induite par les plaies. En cas de dépassement des critères définis, comme par exemple une perte de poids dépassant 10-15% de leur poids initial, des mesures seront prises pour restaurer leur santé et pour éviter toute souffrance inutile. Pour atténuer l'angoisse des animaux qui seraient isolés en post-opératoire, nous enrichirons leur environnement en leur fournissant davantage de coton, d'igloos et de roues d'exercice, et nous les nourrirons avec une gelée alimentaire enrichie en nutriments. Cette alimentation spécifique sera également distribuée après chaque prise de sang. Un suivi attentif des animaux sera effectué en conformité avec les recommandations du comité de suivi du bien-être animal de notre établissement.
Choix des espèces
L’utilisation d’animaux vivants est un jalon nécessaire dans la conception de nouveaux médicaments, en particulier pour obtenir la preuve de l’efficacité thérapeutique des produits que nous avons développés. Ce projet a pour but de démontrer que des actifs cicatrisants sont efficaces dans deux modèles de cicatrisation (Excision/Brûlure). Les rongeurs, et en particulier les souris, sont fréquemment utilisés pour modéliser les maladies humaines, ainsi des modèles de cicatrisation utilisant des souris ont été développés. Ces modèles induisent une plaie sur la peau de l’animal. Les souris présentent, dans ce cas, bon nombre des signes physiopathologiques caractéristiques des processus de cicatrisation observable chez l’humain (Inflammation, synthèse d’exsudats, ré-épithélialisation des lésions cutanées, etc…). Les animaux seront utilisés à l'âge adulte car nos actifs cicatrisants seront prescrits chez l'adulte et que ce stade de développement est plus stable d'un point de vue physiologique.
Identification des circuits neuronaux impliqués dans les troubles de l’humeur dans la maladie de Parkinson
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Soumis à une chirurgie du cerveau de 45 à 90 minutes, puis à des injections quotidiennes dans l'abdomen pendant deux semaines et à des tests comportementaux d'une heure par jour pendant neuf semaines, 612 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une neurotoxine leur est injectée pour reproduire une maladie neurodégénérative, et certains auront besoin d'une alimentation enrichie pour continuer à se nourrir. Tous sont tués à l'issue pour que leur cerveau soit observé au microscope et que l'activité de leurs neurones soit enregistrée sur des tranches, dans un projet portant sur les troubles de l'humeur associés à la maladie de Parkinson. Le porteur qualifie les nuisances des tests comportementaux de "très modérées" et ses gestes chirurgicaux de "très bien maîtrisés", sans nommer aucun des tests qu'il fait subir aux rats pendant ces neuf semaines.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de caractériser l’implication d’une communication neuronale entre deux structures cérébrales chez le rat dans les effets délétères sur l’humeur d’une maladie neurodégénérative et de l’un de ses traitements. Ce projet met en œuvre des approches de biologie moléculaire, des approches électrophysiologique et des approches comportementales chez des animaux sains et des animaux malades
Bénéfices attendus
Le projet vise à fournir une compréhension de certains troubles de l’humeur dans une maladie neurodégénérative. Ce projet conduira à une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents à ces troubles suite, ou non, a un traitement. L’identification des circuits impliqués dans ces troubles permettra ensuite d’identifier de nouvelles pistes thérapeutiques.
Procédures
Intervention numéro 1: Une chirurgie cérébrale d'une durée de 45 minutes. Un enregistrement électrophysiologique in vivo sous anesthésie. Intervention numéro 2: chirurgie cérébrale d'une durée de 45 minutes. Des injections quotidiennes (1 par jour, quelques secondes) dans l'abdomen pendant 2 semaines. Des tests comportementaux d'1h par jour environ pendant 9 semaines au total. Intervention numéro 3: chirurgie cérébrale d'une durée de 60 minutes. Intervention numéro 4: chirurgie cérébrale d'une durée de 90 minutes). Des injections quotidiennes intrapéritonéales pendant 2 semaines (1 par jour, quelques secondes). Des tests comportementaux d'1h par jour environ pendant 9 semaines au total.
Impact sur les animaux
Suite à la mise en place de la pathologie neurodégénérative, certains animaux nécessiteront une assistance particulière avec supplémentation en nourriture riche. Les injections dans l'abdomen, individuellement très bien tolérées et peu douloureuses, pourraient par leur répétition entraîner une souffrance légère et des hématomes bénins. Les approches comportementales induiront des nuisances très modérés (stress) en cas de contention temporaire. Les procédures chirurgicales et suites opératoires peuvent induire des nuisances modérés comme une perte de poid légère et passagère, mais ces approches sont très bien maitrisées au sein de l'équipe. Enfin, l'isolement de certains groupes d'animaux peut être lié à un stress modéré de l'animal.
Devenir
L'ensemble des animaux sont destinés seront tous mis à mort afin de prélever les cerveaux pour les analyser au microscope et enregistrer l’activité des neurones sur des tranches de cerveau.
Remplacement
Il n’existe pas de méthodes alternatives, n’impliquant pas d’animaux vivants, qui permettront à,la fois l’évaluation comportementale et électrophysiologique. De plus, de telles expérimentations chez l'homme sont impossibles
Réduction
Le nombre d’animaux sera limité au nombre minimum nécessaire par groupe pour obtenir des résultats statistiquement fiables, en se basant sur des procédures similaires réalisées auparavant. L’utilisation des outils statistiques appropriés nous permettra également de gagner en puissance statistique et donc de réduire le nombre d'animaux nécessaire. Pour une question d’organisation et de gestion des expérimentations, l’ensemble des expérimentations se feront sur des cohortes distinctes plus petites. Ainsi, à l’issue de la première session, si les résultats sont suffisants pour mettre en évidence des différences significatives des différents paramètres étudiés, il ne sera pas nécessaire de faire appel à une seconde session.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans les conditions répondant aux critères relatifs aux soins et à l’hébergement des animaux de l’Annexe II du 1er février 2013 de l’arrêté fixant les conditions d’agrément, limitant ainsi les angoisses qui pourraient être induites par l’environnement. Ils seront hébergés pendant une semaine à leur arrivée et ils seront manipulés quotidiennement, avant le début des expérimentations afin d’atténuer le stress lié à l'isolement relatif et aux manipulations. En cas de signe d’alerte, l’alimentation sera supplémentée par une nourriture hypercalorique et hydratée fournie par l’animalerie. Le suivi et les pesées quotidiennes des animaux permettront de veiller à ce qu’ils ne souffrent pas et de mettre en place des stratégies de soins et de points limites adaptés. Un analgésique pourra également être injecté si nécessaire. Les animaux nécessitant une assistance particulière suite à l’injection de la neurotoxine seront supplémentés en nourriture riche.
Choix des espèces
Le rat est une espèce adéquate car il existe un degré de similitude important avec le cerveau humain, notamment au niveau des réseaux neuronaux sur lesquels portent notre étude, tant du point de vue anatomique que physiologique. Les comportements explorés et les tests associés sont facilement appréhendables dans cette espèce. Les animaux utilisés sont des animaux adultes de 8 à 10 semaines, ce qui permettra de travailler sur un système cérébral stable, mature, qui n’évoluera pas au cours des procédures expérimentales.
Génération de lignées de souris transgéniques par des techniques de transgénèse et de reproduction assistée
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système immunitaire
- Système urogénital
Produire des lignées de souris transgéniques, importées de banques internationales ou créées sur place par CRISPR-Cas9 : 2 185 souris vont être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 1 450 d'entre elles et modéré pour les 735 autres. Des femelles reçoivent deux injections hormonales à 48 heures d'intervalle pour être superovulées, d'autres sont opérées sous anesthésie de trente à quarante-cinq minutes pour qu'on leur réimplante des embryons dans l'utérus, et des mâles sont vasectomisés par section des canaux qui transportent les spermatozoïdes. Le porteur attend des douleurs après l'opération abdominale et des complications de cicatrisation, infection, gonflement ou ouverture de la plaie. Les femelles superovulées sont tuées pour recueillir leurs embryons, les receveuses après gestation et allaitement faute d'appareil reproducteur intact, et les mâles vasectomisés lorsque leur capacité d'accouplement est jugée nulle, constatée après huit accouplements sans résultat.
Objectifs
Pour comprendre les maladies humaines et développer des traitements efficaces, les chercheurs utilisent des technologies de plus en plus performantes. Les études des processus biologiques sont ainsi effectuées grâce à l’utilisation de banques de données, de culture de cellules voire de culture de tissus in-vitro. En revanche, seul un organisme intégré permet aujourd’hui d’étudier et de comprendre les interactions entre cellules, tissus et organes. La souris est un modèle de choix pour l’étude de mécanismes biologiques au cours de processus physiologiques ou pathologiques tels que les cancers. Notre projet consiste - À introduire au sein de notre animalerie des lignées de souris transgéniques déjà existantes dans des laboratoires extérieurs ou dans des banques internationales, par des techniques de reproduction assistée (ART). - En cas d’indisponibilité de ces modèles, créer de nouvelles lignées de souris transgéniques par des techniques de transgénèse notamment en utilisant la technologie CRISPR/Cas9 , prix Nobel 2020
Bénéfices attendus
Les souris transgéniques sont des modèles indispensables pour l’étude de la fonction et de la régulation de gènes au cours de processus biologiques physiologiques (développement embryonnaire, maintien de l’homéostasie tissulaire) et pathologiques (cancers, maladies immunitaires, maladies neurologiques…). Ces modèles sont aussi utilisés par la communauté scientifique pour tester les concepts permettant de développer de futures thérapies innovantes.
Procédures
Certaines femelles seront injectées 2 fois à 48H d’intervalle. Le geste ne dure que quelques secondes. D’autres femelles seront anesthésiées en vue d’être opérées pour une réimplantation d’embryons dans la cavité utérine (durée de l’anesthésie 30 à 45 minutes) Enfin, des mâles seront anesthésiés avant d’être opérés. L’opération consiste à couper les canaux qui transportent les spermatozoïdes (durée de l’anesthésie 30 à 45 minutes)
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues après les injections sont des douleurs liées à la piqûre elle-même. Les femelles réimplantées avec les embryons ainsi que les mâles vasectomisés subissent une chirurgie. Une douleur est attendue à la suite de l’opération abdominale. Aussi la cicatrisation peut rencontrer certains problèmes : infection, gonflement, ouverture de la plaie
Devenir
Il est nécessaire de mettre à mort les femelles superovulées pour recueillir les embryons à une cellule. Les mâles vasectomisés sont utilisés pour leur capacité d’accouplement. Ils sont mis à mort lorsque cette capacité est nulle, établie après 8 accouplements sans femelle accouplée. Nous transférons des embryons chez des femelles receveuses en effectuant une incision au niveau de l’appareil reproducteur. Ces souris ne présentent donc pas d’appareil reproducteur intact pour pouvoir être réutilisées pour une deuxième expérience. Elles sont mises à mort après avoir mené à terme leur gestation et allaitement
Remplacement
En amont du projet, les chercheurs effectuent systématiquement des analyses préalables in-vitro quand cela est possible (culture de cellules, organoïdes…). Cependant, seul un organisme intégré permet d’étudier et de comprendre les interactions entre les cellules dans les tissus et organes. Le recours à l’animal est justifié pour chacune des lignées utilisées (développement des projets des équipes de recherche). Nous favoriserons l'importation de modèles transgéniques déjà répertoriés et caractérisés dans des bases de données. Cependant, si le modèle n'est pas disponible, nous créerons un modèle innovant par les approches de transgénèse ou de FIV
Réduction
Nous avons optimisé nos procédures pour générer des modèles innovants de souris génétiquement modifiées. Nous associons la technologie CRISPR/Cas9 (Prix Nobel de chimie 2020) à la technologie d’électroporation d’embryons pour le transfert de matériel génétique dans le noyau des embryons à une cellule. De nombreuses améliorations ont été apportées : • Optimisation des outils CRISPR/Cas9 grâce à des analyse in-silico • Choix des souches de femelles receveuses les plus adaptées pour recevoir ces embryons et mener à bien les gestations et les allaitements. Ces optimisations nous ont permis de diminuer d’un facteur 2 le nombre de souris donneuses et receveuses nécessaires à la création d’un modèle génétiquement modifié Nous avons également développé la technique de Fécondation In-Vitro (FIV), permettant la production de cohortes d'animaux de même âge tout en diminuant fortement le nombre d’animaux utilisé. Les approches de transgénèse et de reproduction assistée n’utilisent pas d’approche statistique.
Raffinement
L’ensemble des procédures nécessitant de la chirurgie se fait sous anesthésie générale, par ailleurs des analgésiques permettent de prendre en charge la douleur liée à ces chirurgies. Un fluide réhydratant chauffé à 37°C est systématiquement injecté en fin de chirurgie afin d’éviter des problèmes de déshydration et permettre un réveil de qualité. Les souris opérées sont placées sur un tapis chauffant et reçoivent de la nourriture riche en graisses (9.9%) ainsi que des graines de tournesol disposées au fond de la cage. Cette disposition leur permet de se nourrir sans avoir à se mettre sur leurs pattes arrière et tirer sur leurs cicatrices. Les animaux seront surveillés pendant les 2 jours suivant l’opération pour vérifier que la cicatrisation se passe bien Il est extrêmement rare d’observer des complications dans ce types d’expériences. Néanmoins, la grille de score permettra l’arrêt l’expérience en cas d’observation d’une souffrance chez l’animal
Choix des espèces
La souris est un excellent modèle pour réaliser des modèles génétiquement modifiés pour plusieurs raisons - il s’agit d’un mammifère avec un génome proche de celui de l’humain (99%) - reproduction rapide : 3 semaines de gestation puis les animaux sont matures sexuellement à 8 semaines - taille des portées conséquente : (entre 6 et 10 petits) - manipulation génétique aisée - superovulation efficace et embryons faciles à injecter Nous n’utilisons que des souris adultes car nous les utilisons pour leur fonction reproductrice. Les femelles sont utilisées jusqu'à l'âge de 6 mois, tandis que les mâles sont utilisés jusqu'à l'âge de 12 mois.
Etude du mécanisme d’entrée d’anticorps ciblant différentes protéines du cerveau chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Opérées sous anesthésie et tuées avant tout réveil pour 666 d'entre elles, 1 088 souris vont être utilisées dans ce projet, les 422 autres dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les premières subissent une trachéotomie et la pose d'une canule dans la veine jugulaire, une demi-heure d'opération suivie de deux heures d'enregistrement au microscope. Les secondes reçoivent l'implantation d'une lentille dans le crâne, puis des injections de nanocorps de lama dans la veine de la queue ou derrière l'œil, et vivent isolées. Le porteur décrit la lignée génétiquement modifiée utilisée, déficiente pour un récepteur du glutamate, comme porteuse d'un phénotype "non dommageable", et affirme que le remplacement n'est pas envisageable puisque l'objet même de l'étude est le passage de ces molécules du sang vers le cerveau.
Objectifs
Le cerveau est protégé par des barrières physiologiques. Elles limitent le passage de molécules du sang vers les tissus cérébraux, et inversement. Elles rendent difficile l’adressage de biomolécules d’intérêt thérapeutique (protéines tels que des anticorps ou peptides) vers le cerveau. Franchir ces obstacles permettrait à ces biomolécules d’atteindre leurs cibles et d’offrir aux patients de nouvelles approches thérapeutiques. Au laboratoire, nous avons identifié des anticorps de lama, aussi appelés nanocorps, qui ont la capacité d’entrer dans le cerveau et donc de franchir ces barrières. Ces nanocorps reconnaissent spécifiquement des récepteurs particulièrement impliqués dans des maladies neurodégénératives. Le but de notre étude est de comprendre le mécanisme d’entrée de ces nanocorps dans le cerveau de souris. Pour cela, nous étudierons leur passage du sang vers le tissu cérébral dans plusieurs régions du cerveau par microscopie. Ces régions contiennent les différents types de barrières physiologiques.
Bénéfices attendus
Du fait de leur manque de spécificité, les petites molécules thérapeutiques présentent souvent des effets secondaires, d’où un intérêt grandissant pour les outils thérapeutiques biologiques. En 2019, 14 outils de ce type dont 8 anticorps ont été mis sur le marché. Cependant, ces outils ciblent uniquement les organes hors système nerveux central du fait des grandes difficultés rencontrées pour leur entrée dans le cerveau. En effet, l’accès au cerveau est dépendant de la taille mais il peut également dépendre des propriétés physico-chimiques de la molécule ainsi que de sa cible. Nos études ont montré jusque-là que des nanocorps, 10 fois plus petits que les anticorps classiques, passent dans le cerveau et ont une activité sur plusieurs jours dans le cadre de modèles de maladies psychiatrique et neurodégénérative. Cependant, les voies et le mécanisme jouant effectivement un rôle majeur dans leur entrée sont à ce jour inconnus. Les identifier permettrait de proposer de nouvelles stratégies pour franchir les obstacles que forment les barrières physiologiques du cerveau et d’augmenter la quantité de médicaments biologiques atteignant l’organe.
Procédures
Une partie des animaux sera soumis à une opération chirurgicale sans réveil, trachéotomie, avec une canulation via veine jugulaire pour l’administration des nanocorps, d’environ 30 minutes suivi des enregistrements microscopiques d’environ 2h. L’autre partie sera soumise à une chirurgie d’implantation d'une lentille d’environ 30-60 minutes. Ces animaux-là auront des injections (dépendant de leur groupe) via veine caudale ou rétro-orbital des nanocorps+sucres inertes (ces sucres sont aussi appelés dextran). Ces injections dureront moins de 30 secondes.
Impact sur les animaux
Sont attendus : -une douleur légère produite par l’introduction d’une aiguille au cours de l’administration des analgésiques et des nanocorps ; -des douleurs post-chirurgicales ; -une augmentation du stress due à l’isolement des souris implantées avec une lentille.
Devenir
L’ensemble de l’effectif est destiné à être euthanasié afin de pouvoir prélever les structures d’intérêt pour analyse.
Remplacement
Le sujet de l’étude étant la pénétration des nanocorps dans le cerveau à partir du sang, le remplacement de l’animal n’est pas envisageable. Les voies d’entrée dans le cerveau et la complexité de l’organe ne peuvent être représentées exhaustivement par un modèle isolé de barrière hémato-encéphalique.
Réduction
Nos résultats préliminaires suggèrent que les nanocorps se comportent différemment dans leur accès aux régions du cerveau. De ce fait, il serait difficile de réduire le nombre de régions regardées. Cependant, le nombre d’animaux utilisés pour pouvoir tester l’ensemble des nanocorps que nous voulons tester a été réduit au minimum par le fait que nous pouvons tester plusieurs nanocrops sur un même animal. Cet effectif a été calculé avec un logiciel afin d’obtenir des analyses statistiques valides. De plus, étant donné que nos résultats ne montrent aucune différence d’entrée de nanocorps entre les sexes, nous utiliserons des mâles et des femelles dans nos cohortes.
Raffinement
Cette étude impliquera l’utilisation d’une lignée de souris génétiquement modifiées, déficientes pour le récepteur d’un neurotransmetteur cérébral dont le phénotype n’est pas dommageable. Elle impliquera également l’isolement des souris. Cependant, tous les animaux de cette étude seront placés dans un milieu enrichi (frisottis de papier, bâtonnets de coton et abri en carton) avec un accès à l’eau et à la nourriture ad libitum, sous surveillance régulière et en portoir ventilé. Notre étude comporte des procédures avec actes chirurgicaux et imagerie qui ne débuteront que sept jours après réception des animaux afin de diminuer le stress lié au changement d’environnement. Tous les actes chirurgicaux seront réalisés sous anesthésie et analgésie. Les animaux seront suivis quotidiennement après l’opération. L’imagerie sera réalisée sous anesthésie générale gazeuse. Nous avons déterminé différents points limites spécifiques à nos procédures basées sur une observation de l’animal (difficulté respiratoire, rythme cardiaque altérée, manque d’activité) et une pesée quotidienne des animaux (importante perte de poids).
Choix des espèces
Les nanocorps à tester reconnaissent des cibles murines. Afin que leur passage à travers les différentes voies possibles d’entrée soit évalué, le choix de l’espèce Mus musculus et du phénotype sauvage des animaux est indispensable. Les souris déficientes en récepteur du glutamate serviront à évaluer le rôle crucial que jouerait ce récepteur dans le transport des nanocorps qui en sont spécifiques. Les souris seront traitées à partir de 7 semaines d’âge correspondant à l’âge adulte où le développement cérébral est achevé. Les souris seront livrées au minimum à l’âge de 6 semaines et seront hébergées pendant une semaine avant le début de l’étude pour permettre une acclimatation.
Ciblage par molécule innovante d’une protéine sécrétée dans le cancer du rein. EU1/2
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Immunodéficientes pour que des cellules tumorales humaines s'y développent sans rejet, 52 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection de cellules cancéreuses dans le sang, développent des métastases pulmonaires avec perte de poids et difficultés respiratoires possibles, puis passent jusqu'à seize cycles d'imagerie hebdomadaires sous anesthésie gazeuse. Une partie subit en plus quatre anesthésies de quarante-cinq minutes en quatre jours consécutifs, une autre reçoit un anticorps couplé à un métal radioactif. Toutes sont tuées pour analyser les tissus, dans un projet qui vise un sous-type de cancer du rein représentant 5 % des cas.
Objectifs
Le rein est un élément central dans la régulation de l'homéostasie. Ils filtrent le sang et produisent un certain nombre d’hormones capitales dans la régulation de la tension artérielle. Le cancer du rein est un problème majeur de santé publique avec ~400 000 nouveaux cas par an dans le monde. Ce projet vise à cibler une protéine, initialement décrite comme participant au développement du cerveau, dans un sous-type de cancer du rein, dit chromophobe. En effet, cette protéine est spécifiquement exprimée par les cellules de la tumeur primaire et des métastases de cancer du rein chromophobe. Nous prendrons l’avantage du développement au laboratoire d’un anticorps dirigé contre la protéine d’intérêt couplé à un métal radioactif, technique appelée radiothérapie interne vectorisée. Cette technique permet soit de détecter des métastases par imagerie nucléaire ou de cibler thérapeutiquement les cellules tumorales sous l’effet des rayonnements ionisants. Ces candidats médicaments seront testés sur un modèle tumoral murin.
Bénéfices attendus
Les cancers du rein chromophobe sont une maladie rare. Elle ne touche que 5 % des cancers du rein. Actuellement, ce sous-type de cancer du rein fait l’objet de très peu de recherche et par conséquent les perspectives thérapeutiques de ces patients sont pauvres. Par ailleurs, les patients métastatiques n’ont quant à eux aucune perspective thérapeutique, puisqu’ils reçoivent le traitement de référence des autres sous types de cancer du rein. Ce dernier n’a jamais montré d’efficacité thérapeutique dans leur pathologie. Ainsi, notre projet pourrait permettre de développer la première stratégie thérapeutique spécialement dédiée au cancer du rein chromophobe et apporter un espoir à ces patients métastatiques pour qui l’issue est aujourd’hui fatale.
Procédures
Dans ce projet, les animaux recevront tous une injection intraveineuse des cellules tumorales (2 minutes), puis au cours du suivi longitudinal hebdomadaire, ils seront au maximum soumis à 16 cycles d’imagerie (Injection d’un traceur et une anesthésie gazeuse à l’isoflurane durant l’acquisition 10 minutes). Ensuite, certains animaux recevront une injection intraveineuse du composé pour l’imagerie sous anesthésie gazeuse (détection des métastases). Ces derniers seront ensuite soumis à 4 anesthésies gazeuse de 45 minutes pour l’imagerie nucléaire (4 jours consécutifs). Une autre partie des animaux recevront une injection intraveineuse du composé thérapeutique sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane (5 minutes).
Impact sur les animaux
Dans ce projet, les animaux développeront des métastases pulmonaires. L’apparition de ces métastases peut être associé à une perte de poids et à des problèmes respiratoires.
Devenir
Tous les animaux seront tous mis à mort pour analyser les tissus.
Remplacement
Dans le cadre de ce projet, nous cherchons à voir si notre molécule pourrait être utilisable pour la détection et le ciblage thérapeutique de métastases de cancer du rein chromophobe. Afin de tester l’effet de notre molécule sur des métastases, nous utilisons des modèles animaux, car il n’existe pas d’autre solution pour générer des modèles de métastases autrement que par des expériences in vivo. Seul un organisme complexe permet de récapituler les caractéristiques physiques et biologiques que l’on retrouve chez le patient (accessibilité du traitement au cellules tumorales, notamment).
Réduction
Afin de réduire considérablement nos effectifs, nous avons choisi d’utiliser une approche de suivi longitudinal par imagerie. De plus, le nombre d’animaux a été déterminé par des approches statistiques nous permettant de répondre à notre question biologique.
Raffinement
Méthodes utilisées pour réduire la douleur : La plupart des interventions sur les animaux seront réalisés sous anesthésie gazeuse (anesthésie générale et analgésie). De plus, nous utiliserons le suivi longitudinal par imagerie pour suivre l’apparition des foyers métastatiques. De la sorte, nous serons dans la capacité d’arrêter la procédure avant l’apparition de signes cliniques. Par ailleurs, nous avons mis en place un scoring pour les points limites afin de prendre en charge les animaux présentant un signe de douleur (analgésie ou mise à mort si scoring trop élevé).
Choix des espèces
La souris est un organisme modèle qui partage 98% son patrimoine génétique avec l’homme. Ce modèle permet donc d’étudier les mécanismes biologiques que l’on retrouve chez l’homme. Procédure 1 à 3 : 3: La souris immunodéficiente est le modèle le plus approprié pour greffer des cellules cancéreuses humaines afin qu’il n’y ait pas de rejet des cellules. Au début du projet, Les animaux sont âgés de 6 à 8 semaines car la prise tumorale est meilleure à cet âge.
Caractérisation de lignées épileptiques de souris génétiquement modifiées pour la voie mTOR
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Toutes tuées à l'issue, notamment parce que leur modification génétique interdit de les céder ou de les réutiliser, 1 714 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, sévère pour 180 d'entre elles. Porteuses de mutations de la voie mTOR, elles peuvent faire plusieurs crises d'épilepsie par jour et en mourir. Une partie subit un prélèvement au bout de la queue entre sept et dix jours de vie, puis une chirurgie d'implantation d'électrodes intracrâniennes suivie d'un hébergement individuel pouvant durer un an, des enregistrements EEG et jusqu'à sept tests comportementaux, dont une nage forcée en piscine de Morris avec risque d'hypothermie et un test acoustique après lequel les mères peuvent rejeter leurs petits. Le porteur justifie l'ajout de 1 264 souris à l'effectif initial par la nécessité de mieux caractériser ses lignées et de tester enfin le comportement des femelles, jusque-là absentes de ses résultats.
Objectifs
Le projet a pour but de caractériser les conséquences fonctionnelles de mutations de la voie mTOR retrouvé chez l’homme, qui conduisent à des phénotypes épileptiques. Nous créerons de nouveaux modèles de souris génétiquement modifiées afin de faire un suivi de leur phénotype, ainsi qu’une caractérisation électrophysiologique et comportementale (altérations comorbides à l’épilepsie).
Bénéfices attendus
Le projet permettra de valider les modèles murins d’épilepsie, afin de comprendre les mécanismes à l’origine des crises d’épilepsies et de développer de nouvelles cibles thérapeutiques. Ces avancées sont urgentes en raison de la pharmacoresistance élevée des patients avec une dysplasie focale corticale liée à ces mutations, et la nécessité du recours à la chirurgie de l’épilepsie pour contrôler les crises.
Procédures
Les lignées maintenues dans le cadre de ce projet peuvent présenter des crises d'épilepsies spontanées. Pour une partie des souris utilisées dans cette étude, un fragment de l’extrémité de la queue (zone peu sensible et cicatrisant rapidement) sera prélevé pour connaitre le statut génétique des animaux, entre 7 et 10 jours de vie (réalisé une seule fois, moins d’1 minute par animal). Une chirurgie sous anesthésie et analgésie (1h maximum) sera pratiquée pour l’implantation d’électrode intracrânienne suivi d’un hébergement individuel (maximum un an) et enregistrement EEG (Electro-encéphalographique) afin d’enregistrer l’activité électrique cérébrale sur animal vigile (session d’une semaine séparée par 1-2 semaine de repos) pour détecter des crises d’épilepsie spontanées. Des études de comportement sur animal vigile (7 tests maximum, tous les 2-3 jours, d’une durée minimale de 10 min et maximale d’1h par test) seront réalisées. Ces tests ont pour objectif de mesurer les capacités cognitives et sociales des souris.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont : 1) une légère et brève douleur lors du prélèvement pour génotypage 2) un stress lors des manipulations nécessitant une contention des animaux 3) Le développement prédit d’un phénotype épileptique avec plusieurs crises par jour et une possible survenue de mort due aux crises 4) La chirurgie due à l’implantation intra crâniale d’électrodes (douleur, inconfort), et l’hébergement individuel des animaux prévus pour l’enregistrement video-EEG 5) Un stress dû à l’analyse comportementale des animaux et plus particulièrement un risque hypothermique à la suite du test en piscine de Morris et un risque de rejet par la mère des petits entre 5 et 10 jours post-natal à la suite du test acoustique.
Devenir
L’ensemble des animaux impliqués dans ce projet seront euthanasiés pour prélever des tissus d’intérêt pour répondre à notre question scientifique ou parce qu’il n’est pas possible de les réutiliser ou de les replacer du fait de leur modification génétique.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est justifiée car: (1) Les modifications cérébrales nécessaires ne peuvent être étudiées chez l’humain. (2) La culture cellulaire ne reproduit pas certaines propriétés des crises d'épilepsie dans un cerveau entier. (3) La modélisation in silico nécessite des données expérimentales encore manquantes
Réduction
Nous veillerons à générer le minimum d'animaux nécessaires à la fois pour le maintien de nos lignées et pour leur utilisation dans des expériences en vue de produire des conclusions scientifiques statistiquement fiables. La taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance, nous procèderons à des tests statistiques pour une interprétation fiable des résultats. Le calcul de puissance sera ajusté selon les premiers résultats, car nous ne pouvons pas encore prédire les différences de moyennes et de variabilité entre nos groupes. Nous avons prédit un minimum de 10 animaux par groupe (n=450). Apres 1 an d’étude de deux de nos lignées, la suite de nos études nécessite l’ajout de 1264 souris, afin de (1) mieux caractériser nos lignées, (2) chercher de nouvelles cibles thérapeutiques, (3) tester la toxicité et l’efficacité de nouveaux traitements in vitro et ex vivo, (4) déterminer l’âge optimal de traitement de nos souris, (5) améliorer la puissance de nos tests comportementaux et la robustesse des conclusions sur les résultats de ceux-ci et (6) tester le comportement des femelles. Ce dernier objectif a pour but de déterminer de futurs objectifs d’efficacité de traitements qui ne se réduisent pas aux résultats obtenus sur les mâles pour ainsi donner aux patientes atteintes de dysplasies corticales focales les mêmes chances qu’aux patients masculins.
Raffinement
Les animaux sont hébergés selon les normes en vigueur et les cages enrichies d’un nid de coton, et d’une maison en cas d’inconfort (animal isolé) ou pour les souris gestantes. Des points limites ont été définis et seront respectés pour éviter toute souffrance animale. Les animaux feront donc l'objet d'une surveillance étroite par le personnel de soin animalier. Le poids, l'apparence physique et des changements de comportement seront les facteurs pris en compte. Suite à la procédure d’implantation d’électrodes, on administre un analgésique. Ce traitement pourra être prolongé jusqu’au rétablissement de l’animal (si aucun point limite n’est atteint). L'expérimentateur pèsera les animaux chaque jour suivant la chirurgie pendant une semaine, puis une fois par semaine, et évaluera objectivement l'apparence physique de l'animal (convulsions, dos voûté) et son comportement (lenteur des mouvements) au moins une fois par semaine. D'autre part, les animaux feront l'objet d'un suivi postopératoire avec une surveillance rapprochée de l'expérimentateur jusqu'au réveil complet de l'animal et surveillance quotidienne étroite de l'expérimentateur et du personnel de soin animalier pendant les deux semaines suivant la chirurgie. Les mouvements, le poids, la respiration et les réflexes tels que le retrait de la patte seront observés. Pour les tests comportementaux, une habituation d’1 à 2 semaines à l’expérimentateur sera réalisée (manipulation des souris dans leur cage et du nid dans le cas des souris prévues pour le test acoustiques) afin de limiter le stress. Puis pour chaque test comportemental, les animaux auront une période d’habituation de 30min à la pièce de comportement. Enfin, les souris participant au test en piscine, seront séchées et surveillées à l’issue du test afin d’éviter toute hypothermie.
Choix des espèces
Nous travaillerons sur une espèce animale: la souris. Notre choix a été motivé par des raisons scientifiques: (1) Nos études portent sur des modèles génétiques d'épilepsie nécessitant des modifications génétiques ciblées, possibles chez ces animaux. (2) L'établissement de lignées pures avec un fond génétique stable et homogène utilisées dans les laboratoires du monde entier permet la reproductibilité et la comparabilité des résultats et donc la réduction du nombre d’animaux. (3) Cette espèce est majoritairement utilisée pour modéliser les crises d’épilepsies. Elles ont donc été explorées de manière exhaustive de la molécule au comportement, permettant une solide base scientifique sur laquelle baser nos travaux. (4) Les rongeurs ont un cerveau suffisamment élaboré pour générer des activités épileptiques dont les mécanismes pathologiques aux niveaux cellulaire et moléculaire sont similaires à l'humain. Ce projet nécessite : - l’euthanasie de certains animaux dès le stade embryonnaire et jusqu’à l’âge adulte afin d’analyser l’effet des mutations sur le développement du cerveau, - la réalisation de tests comportementaux sur d’autre animaux à partir de l’âge de 5 jours afin de caractériser l’effet des mutations sur le comportements, - et la réalisation d’une chirurgie sur des animaux et l’enregistrement de leur activité cérébrale de nos souris ce qui sera effectué sur des animaux adultes car ce type d’analyse nécessite un niveau de développement cérébral mature.
Exploration des mécanismes de la Sténose Valvulaire Aortique (SVA) par Imagerie dans un Modèle Murin : Une étude prospective
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Pour suivre par imagerie l'installation d'un rétrécissement de la valve aortique, 92 souris, dont une lignée dépourvue du gène de l'apolipoprotéine E, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit une opération du cœur de trente minutes à une heure sous anesthésie, puis deux à quatre échographies cardiaques et trois examens d'imagerie radiologique de dix à soixante minutes, jusqu'à seize semaines de suivi. Le porteur signale un risque de déchirure de la valve, d'hémorragie ou d'arrêt cardiaque pendant l'opération, puis des douleurs et une baisse d'appétit possibles. Toutes sont tuées pour prélever le cœur, les valves et les artères, et le calcul d'effectif intègre d'emblée un taux de mortalité attendu de 20 % après la chirurgie, soit près d'une vingtaine de souris dont la mort est anticipée dès la conception du projet.
Objectifs
Notre projet vise à approfondir la compréhension des mécanismes conduisant à une altération de la valve aortique du cœur, communément appelée sténose (ou rétrécissement) valvulaire aortique. Cette pathologie grave peut entraîner des complications sévères telles que l'insuffisance cardiaque et une forte mortalité, atteignant jusqu'à 60% dans l'année suivant le diagnostic. Actuellement, la seule option de traitement est une intervention chirurgicale lourde et risquée visant à remplacer la valve défaillante. De plus, le risque de développer une sténose aortique est significativement accru chez les individus souffrant d'autres maladies, notamment l'athérosclérose, caractérisée par l'accumulation de dépôts de graisse sur les artères et les valves en raison d'un excès de cholestérol dans le sang. Il est à noter que l'athérosclérose est en constante augmentation au sein de la population générale. Notre approche consiste à étudier le développement de la sténose aortique chez des souris saines, ainsi que chez des souris exposées à un régime riche en cholestérol favorisant l'athérosclérose. Pour ce faire, nous utiliserons une technique d'imagerie sensible et précise qui n'est pas encore utilisée dans le diagnostic de cette maladie. Notre objectif est de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à cette pathologie et d'explorer de nouvelles avenues pour la prévention et le traitement de cette maladie potentiellement mortelle.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux caractériser l'évolution de la sténose aortique en utilisant des techniques d'imagerie sensibles et précises. L'objectif est de diagnostiquer la maladie chez les patients plus tôt et de déterminer le stade de la maladie afin d'améliorer la prise en charge médicale. De plus, ce projet cherche à comprendre comment l'athérosclérose peut aggraver la sténose aortique. En examinant cette relation à travers diverses méthodes d'imagerie, nous espérons découvrir de nouvelles voies thérapeutiques pour traiter efficacement cette condition et améliorer les stratégies de prévention chez les individus présentant un taux sanguin de cholestérol élevé. En comprenant les interactions entre ces deux facteurs, nous pourrons développer des interventions plus ciblées pour protéger le cœur contre les maladies cardiovasculaires sévères. Cela contribuera à améliorer la qualité de vie des patients et à réduire les risques de complications graves associées à ces affections.
Procédures
Les souris auront une chirurgie d'une durée de 30 minutes à 1 heure, sous anesthésie (1 seule fois chacune). Certaines seront suivies jusqu'à 8 semaines, tandis que d'autres seront suivies jusqu'à 16 semaines. Les souris suivies jusqu'à 8 semaines auront 2 échographies cardiaques à 4 et 8 semaines (20 à 30min pour chaque examen), tandis que celles suivies jusqu'à 16 semaines en auront 4 échographies à 4, 8, 12 et 16 semaines (20 à 30min pour chaque examen). Toutes les souris auront trois examens d'imagerie médicale radiologique à des jours différents sous anesthésie générale : un pour détecter l'accumulation du sucre dans les artères et les valves (30 min), un pour repérer les dépôts de calcium (10 min), et un dernier pour détecter l'inflammation dans le cœur et les vaisseaux (60 min). Avant l'examen pour détecter le sucre dans les tissus, une petite goutte de sang sera prélevée une fois par souris, ce qui prendra au maximum 30 secondes.
Impact sur les animaux
La chirurgie est délicate et peut durer longtemps, nécessitant une anesthésie à l'isoflurane pendant environ une heure maximum. Cela peut entraîner des changements dans le corps de la souris, comme la température, la pression artérielle et la respiration. Pendant la chirurgie, il y a un risque de déchirure de la valve aortique, d'hémorragie ou un arrêt cardiaque. Après la chirurgie, la souris pourrait souffrir de complications telles que des crises cardiaques, des douleurs ou une réduction de l'appétit. De plus, pour les examens d'imagerie qui mesurent le taux de sucre , le jeûne des animaux peut entraîner une diminution du taux de sucre dans le sang. Des effets secondaires liés à l'anesthésie et à la manipulation chirurgicale peuvent survenir, notamment des douleurs post-opératoires, une diminution temporaire de l'appétit, une réduction de l'activité physique et des réactions inflammatoire ou infectieuse au site opératoire.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure. Des organes seront prélevés pour faire des analyses post mortem sur les valves cardiaques, le cœur et les artères.
Remplacement
Pour comprendre l'impact d'une lésion sur une valve cardiaque sur la capacité du cœur à pomper le sang, ainsi que la manière dont cette lésion peut être aggravée par l'athérosclérose, il est essentiel d'étudier ces phénomènes chez des animaux vivants. Certaines mesures cruciales, telles que la contraction et le vidage du cœur, ne peuvent être pleinement appréhendées que lorsqu'elles sont observées dans un organisme en vie.
Réduction
Avant de débuter notre étude, nous avons effectué une analyse statistique approfondie pour déterminer le nombre optimal d'animaux à inclure. Cette analyse s'est basée sur des données bibliographiques ainsi que sur les résultats de recherches antérieures menées au sein de notre laboratoire. Grâce à cette démarche rigoureuse, nous avons pu ajuster de manière précise le nombre d'animaux nécessaires pour obtenir des résultats fiables et significatifs, tout en tenant compte d'un taux de mortalité attendu de 20 % après les procédures chirurgicales. De plus, les techniques d'imagerie que nous avons sélectionnées permettent un suivi longitudinal des animaux, ce qui élimine le besoin de les sacrifier à chaque étape de l'étude. Cette approche non seulement réduit le nombre d'animaux utilisés, mais elle offre également la possibilité d'évaluer en continu les paramètres de calcification et d'inflammation au niveau de l'aorte, des valves et du cœur. Ainsi, nous obtenons une compréhension complète de l'évolution de la pathologie au fil du temps.
Raffinement
Les animaux seront hébergés par groupes de 3 dans des cages bien aérées, avec une litière propre et des jouets pour s'amuser, comme du papier kraft, des tunnels et des bâtonnets en bois. Ils auront toujours de l'eau et de la nourriture à disposition dans une animalerie équipée pour garantir leur confort en termes de température, d'humidité et de qualité de l'air. Avant le début de l'étude, ils auront une semaine d'adaptation pour s'habituer à leur nouvel environnement. Nous surveillerons leur santé deux fois par jour en semaine et une fois par jour le week-end et les jours fériés. Les chirurgies seront réalisées sous anesthésie gazeuse, et les animaux seront maintenus à bonne température sur une plaque chauffante. Leur respiration et leur rythme cardiaque seront constamment surveillés. Après la chirurgie, nous serons attentifs à tout signe de détresse, comme des changements dans leur aspect physique, leur mobilité, leur comportement, ou leur poids. Nous nous assurerons qu'ils mangent et boivent suffisamment, et nous utiliserons un tableau de notation pour évaluer leur bien-être. Si un problème de santé survient, nous prendrons immédiatement des mesures pour garantir leur confort. Nous adapterons également les doses de médicaments pour chaque animal afin de contrôler la douleur et d'autres symptômes après la chirurgie. En cas de complication grave, nous mettrons à mort les animaux pour éviter toute souffrance. Avant chaque examen d'imagerie, les animaux seront endormis pour les calmer, et nous surveillerons attentivement leur santé pendant toute la durée de l'anesthésie.
Choix des espèces
Les souris C57Bl/6 et ApoE-/- ont été choisies pour notre étude car elles présentent des similitudes remarquables avec les humains en termes de structure corporelle et de fonctionnement physiologique. Elles sont capables de développer des maladies cardiovasculaires telles que l'athérosclérose et la sténose valvulaire aortique, ce qui les rend pertinentes pour notre recherche sur ces pathologies. Les souris incluses dans notre étude ont entre 10 et 12 semaines et pèsent au moins 20 grammes. À cet âge, leur cœur et leurs vaisseaux sanguins sont complètement développés, ce qui correspond à un stade de jeune adulte. Avant de débuter les expériences, les souris seront habituées à leur nouvel environnement pendant au moins une semaine afin de minimiser le stress et d'assurer des conditions de vie optimales pour leur bien-être.
Mise en place de modèle murin de septicémies à E. Coli, K. Pneumoniae, A. Baumannii, P. Aeruginosa ou S. Aureus et évaluation de l’efficacité de traitements antibiotiques sur ces modèles.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
1 550 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 60 d'entre elles et modéré pour les 1 490 autres. Chacune reçoit une injection de bactéries, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Pseudomonas aeruginosa ou Staphylococcus aureus, destinée à provoquer une septicémie généralisée qui, sans traitement efficace, conduit à la mise à mort dans les 24 heures suivant l'inoculation. S'y ajoutent jusqu'à deux injections par jour pendant huit jours, des prélèvements de sang au sinus rétro-orbitaire, à la veine caudale ou à la veine mandibulaire, et des séances d'imagerie de bioluminescence sous anesthésie. Le porteur annonce une surveillance jusqu'à trois fois par jour pour éviter toute souffrance inutile, et écarte dans le même texte les analgésiques anti-inflammatoires, qui biaiseraient le développement du modèle.
Objectifs
D’après le site de l’Organisation Mondiale de la Santé et des données scientifiques, en 2017, près de 50 millions de cas de septicémie et 11 millions de décès liés à cette maladie ont été recensés dans le monde. Cela représente encore près de 20% de l’ensemble des décès dans le monde dont près de la moitié ont été enregistrés chez les enfants de moins de 5 ans. Le sepsis est généralement causée par des bactéries nosocomiales, bien souvent résistantes aux traitements disponibles sur le marché, induisant rapidement un choc septique généralisé conduisant au décès du patient. Il y a donc une urgence dans la recherche et dans la découverte de nouveaux traitements efficaces contre ces bactéries multi-résistantes aux traitements. Ce projet consiste à développer et caractériser de nouveaux modèles murins de sepsis générés par infection avec des bactéries bioluminescentes ou non de type E. Coli, K. Pneumoniae, A. Baumannii, P. Aeruginosa ou encore S. Aureus. Ces modèles serontensuite utilisés dans le cadre du développement de nouveaux traitements des infections septicémiques non traitables et causées par des souches multirésistantes aux traitements (MDR).
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’identifier de nouveaux traitements antibiotiques permettant de mieux contrôler et d’améliorer la prise en charge des infections bactériennes responsables de septicémies rencontrées notamment dans les hôpitaux.
Procédures
Les animaux recevront des injections par voie intraveineuse dans la veine caudale, intrapéritonéale, par gavage ou sous cutané en interscapulaire sur animal vigile. Les injections sur animal vigile seront réalisées en quelques secondes (temps inférieur à 1 minute).Des injections en intramusculaires pourront être réalisées sur animaux sous anesthésie légère et dureront (en comptant l’anesthésie) environ 5 minutes. En cas de doses répétées, la fréquence des injections ne pourra dépasser 2 injections par jour et la dose de 5mL/kg par jour pour les intraveineuses, 10mL/kg par jour pour les intrapéritonéales, 5mL/kg par jour et ce pendant maximum 5 jours pour les injections sous-cutanées, 20mL/kg par jour pour le gavage et enfin 0.1mL/kg par site et par jour avec au maximum 2 sites par jour. La durée du traitement pourra s’étendre sur toute la durée de l’étude soit jusqu’à 8 jours. En cas d’utilisation de souches bactériennes bioluminescentes, des suivi de la bioluminescence seront réalisés sur animaux anesthésiés afin d’éviter tout mouvement des animaux pendant les phases d’acquisition des images. La durée de l’acquisition de bioluminescence, en comptant l’anesthésie, sera d’environ 10 minutes par animal. Des prélèvements (de sang à différents délais et d’organes uniquement après euthanasie) pourront être réalisés sous anesthésie en respectant les volumes et les fréquences de prélèvements classiquement décrits. Les prélèvements seront réalisés sous anesthésie et pourront être effectués au niveau du sinus rétro-orbitaire (SRO) en respectant une alternance entre les deux yeux entre deux prélèvements et un délai de 14 jours avant d’effectuer un nouveau prélèvement sur un même oeil, au niveau de la veine caudale, de la veine mandibulaire en respectant une alternance entre la veine gauche et droite entre deux prélèvements ou intracardiaque (uniquement à euthanasie et sous anesthésie de l’animal). Le choix d’une voie par rapport à l’autre se fera en fonction de la quantité des prélèvements ou injections prévus via cette voie. Les prélèvements d’organes (comme le cerveau, le cœur, les poumons, le foie, la rate, les intestins, les reins etc) ne seront effectués qu’après euthanasie des animaux afin de les peser, de réaliser des quantifications bactériennes ou tout autre analyse qui serait jugée utile à l’étude.
Impact sur les animaux
Les modèles de septicémies testés ici sont attendus comme étant des modèles d'infection généralisée pouvant induire, en l’absence de traitement efficace, l’euthanasie des animaux dans les 24 heures post-inoculation. Ainsi, un suivi extrêmement réguliers et vigilants de l’état de santé des animaux (jusqu’à trois fois par jour) sera mis en place pour éviter toute souffrance inutile de l’animal et une réaction rapide en cas de dégradation brutale et irréversible de son état de santé. Les animaux seront manipulés régulièrement pour différents actes avec ou sans anesthésie susceptibles d’induire un stress : pesées, suivi clinique, injections et acquisition d’imagerie optique. Les animaux pourront présenter des réactions différentes selon les produits testés et selon les voies d’administration choisies pouvant entrainer l’apparition de signes cliniques et/ou une perte de poids.
Devenir
Le modèle d’infection étant généralisé (septicémie) et les études d’efficacité ou de biodistribution d’un traitement nécessitant des prélèvements d’organes afin de réaliser des analyses, les animaux seront systématiquement euthanasiés en fin d’étude.
Remplacement
Malheureusement à ce jour, malgré les évolutions constantes des modèles in-vitro et in-silico, aucun modèle ne permet de remplacer totalement le modèle animal d’autant plus dans le cas d’une infection généralisée comme celui de la septicémie.
Réduction
L’utilisation de bactéries auto-bioluminescentes permettra de réaliser un suivi au cours du temps le niveau de charge bactérienne sur les mêmes animaux (sans nécessiter d’euthanasie) et donc de diminuer le nombre d'animaux utiles au projet. De plus, le nombre d’animaux inclus dans chaque étude fera l’objet d’une évaluation afin d’adapter le nombre d’animaux par groupe en fonction de l’état d’avancement du développement du candidat médicament. Pour les études pilotes permettant de déterminer la charge de l’inoculum bactérien, en fonction de la souche de bactéries utilisées et du modèle murin, à minima trois groupes de 5 souris seront constitués afin de déterminer la dose bactérienne appropriée à la souche de souris utilisée. A l’inverse, si des résultats préliminaires de dose infectieuse d’un inoculum bactérien auraient été obtenus par exemple sur une autre souche de souris et nécessiterait une confirmation afin de choisir la dose la plus appropriée pour la nouvelle souche de souris testée, seulement deux groupes de 5 souris pourraient alors être utilisés aux deux doses en balance. Pour les études de biodistribution à minima deux groupes de 5 souris seront nécessaires afin de comparer la localisation du traitement en présence et en absence d’une infection bactérienne. Ce nombre de groupe pourrait être augmenté dans le cas où la biodistribution du traitement d’essai serait évalué en plusieurs modèles d’infection ou comparé avec la biodistribution d’un traitement de référence. De même, pour les candidats médicaments testés en primo-attention des groupes de 5 souris minimum seront constitués. A l’inverse, pour les traitements ayant déjà été préalablement testés et dont les résultats seraient encourageants, le nombre de souris inclus dans chaque groupe pourrait être augmentée afin de mettre en évidence une ou des différence(s) statistique(s). Si un test paramétrique peut être utilisé, un test t de student sera utilisé pour comparer 2 groupes et une Anova avec test de Dunett sera utilisé pour comparer un groupe versus un groupe contrôle ou test de Newman-Keuls pour comparer des groupes entre eux 2 à 2. Si un test non paramétrique doit être utilisé, un test de Wilcoxon sera choisi pour comparer 2 groupes et un test de Kruskall-Wallis sera utilisé pour comparer n groupes versus un groupe contrôle et un test de Friedman pour comparer n groupes entre eux 2 à 2.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en cage en portoir ventilés autant que possible en groupes sociaux, seule la souris BKG non infectée (contrôle du bruit de fond de bioluminescence) sera isolée dès le début de l’étude, afin d’éviter une contamination par ses congénères. En cas d’agressivité, des enrichissements supplémentaires (cachette supplémentaire ainsi qu’un morceau de papier en cellulose de bois) seront ajoutés dans la cage afin de limiter au maximum l’agressivité et de ne pas avoir recours à l’isolement de l’animal agressif en première instance. En cas d’hébergement individuel, les cages seront organisées de manière à permettre à minima un contact visuel avec les animaux des cages adjacentes et un enrichissement supplémentaire pourra être apporté. Les actes techniques, en particulier ceux nécessitant une anesthésie des animaux seront, autant que possible, regroupés et limités à une fois par jour. Dans le cas où, toutefois, dans la même journée plusieurs anesthésie devraient avoir lieu, un gel oculaire serait appliqué afin de limiter le dessèchement cornéen. Au cours de ces études, pour éviter toute souffrance animale inutile, les animaux pourront être suivi par du personnel formé et qualifié jusqu’à trois fois par jour (poids, suivi clinique avec grille de scoring (décrites dans le § 3.3.2.2) et mesure de la température par puce implantée en sous-cutanée) en fonction de la virulence de la souche bactérienne inoculée ainsi que des stades de progression de l’infection. Cela permettra de détecter les stades précoces d’un état de santé dégradé et irrémédiable justifiant le recours à l’euthanasie éthique. Ce suivi renforcé pourra être complété par une visite vétérinaire. Le modèle voulant le développement d’une infection généralisée accompagnée d’une réaction inflammatoire, le recours aux analgésiques limitant l’inflammation ne pourra malheureusement pas être envisagé afin de ne pas biaiser le développement du modèle.
Choix des espèces
L’espèce souris a été choisie car c’est un modèle standard et polyvalent (multiplicité des souches disponibles dont certaines sans poils), régulièrement utilisé dans les études d’infections bactériennes. De plus, sa taille réduite permet l’utilisation de technique d’imagerie optique corps entier ce qui est cruciale pour le suivi d’une infection généralisée. Les souches de souris sans poils (immunocompétentes ou immunodéficientes) seront privilégiées dans le cas d’utilisation de souches bactériennes OGM bioluminescentes afin d’obtenir les résultats les plus pertinents (absence de la bioluminescence naturelle des poils donc augmentation de la sensibilité). Les animaux utilisés pour ce projet seront des jeunes adultes d’environ 6 à 7 semaines au moment du démarrage d’une étude. Ce stade de développement est celui habituellement utilisé pour ce type d’étude (pas de contrainte spécifique liée à l’âge) et permet d’avoir des animaux d’un poids d’environ 20g en s’affranchissant de la période de croissance.
Procédure de vitrectomie et injection sous rétinienne chez le lapin : suivi des effets secondaires et biodistribution
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Troubles sensoriels
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Une vingtaine de minutes pour aspirer le gel qui remplit l'œil et le remplacer par un substitut, puis des examens oculaires deux fois par semaine pendant une durée qui peut atteindre six mois : 1 155 lapins vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le composé à tester leur est administré dans le vitré ou sous la rétine au cours de l'opération, et le suivi comprend lampe à fente, mesure de la pression intraoculaire, électrorétinographie sous anesthésie générale et angiographie après injection de fluorescéine. Le porteur range parmi les effets possibles des inflammations oculaires et des décollements de rétine qu'il décrit comme indolores mais susceptibles d'atteindre la vision, et prévoit un hébergement individuel jusqu'à six mois quand la mesure des consommations l'exige. Tous les lapins sont tués à l'issue pour analyse des tissus, dans un projet qui sert aussi de support de formation professionnelle et alimente des dossiers d'autorisation de mise sur le marché.
Objectifs
Le but du projet est d'adopter une technique de vitrectomie chez le lapin afin de tester des dispositifs médicaux à injecter sous la rétine ou de tester des substituts de vitré. Le vitré est le gel aqueux normalement transparent qui remplit l'œil et qui se situe entre le cristallin et la rétine. La vitrectomie est l'ablation du vitré par un appareil adapté, le vitréotome qui aspire le vitré. La vitrectomie permet d'avoir un accès direct à la rétine, elle est nécessaire dans le traitement de certaines maladies de la rétine, comme des hémorragies vitréennes, des décollements de rétine, ou des traumatismes oculaires. Le vitré est remplacé par un gaz, un liquide physiologique ou de l'huile de silicone selon le cas à traiter. L'intérêt d'avoir un accès direct à la rétine est de pouvoir administrer près de la cible, des traitements potentiels dans les pathologies de la rétine.
Bénéfices attendus
Le projet permettra d'évaluer la toxicité locale et la pharmacocinétique de molécules qui deviendront potentiellement des médicaments ciblant les affections de la rétine.
Procédures
Les animaux inclus dans ce projet auront une vitrectomie : chirurgie qui consiste à remplacer le vitré par un substitut physiologie, cette opération dure une vingtaine de minutes sous anesthésie générale. Au cours de cette opération sera administré le composé à tester soit directement dans le vitré soit sous la rétine. Puis une série d'examen sera pratiquée : observation en lampe à fente, mesure de la pression intra oculaire pour suivre les éventuelles complications ou effets indésirables. Ces examens se font sur animal vigiles, 2 fois par semaine, ils ne durent que quelques secondes ou minutes. Selon le type d'appareil utilisé la mesure de la pression intra oculaire peut nécessiter une anesthésie locale de la cornée. D'autres types d'examens nécessitent un immobilisme complet de l'animal comme l'électrorétinographie et se feront sous anesthésie générale. Selon le produit testé il est possible de devoir suivre son effet sur les vaisseaux de rétine, pour cela une angiographie, après injection de fluorescéine sera réalisée. Cet examen peut s'effectuer sur lapins vigiles ou anesthésiés car il n'est pas invasif, sans contact avec l'animal qui est placé devant une caméra. Ces types d'examens se font une fois par semaine. La durée de l'étude peut varier de 1 semaine à 6 mois. Pour une étude longue la fréquence des examens nécessitant une anesthésie ou l'injection de fluorescéine sera réduite à une fois toutes le 2 semaines. En première intention les lapins seront hébergés en binôme mais s'il existe un risque de contanination lors d'un test de traitement entre deux animaux invalidant l'interpretation des résultats ou si la consommation en nourriture et en eau doit être mesurée individuellement, les lapins seront hébergés individuellement sans restriction de la taille des cages et en maintenant un contact olfactif, visuel et auditif entre les congénères sur toute la durée de l'étude soit maximum 6 mois.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables possibles, à la suite de la vitrectomie avec ou sans administration de produit sont des irritations ou des inflammations des tissus oculaires des rougeurs conjonctivales et potentiellement des décollements de rétine qui sont indolores mais qui peuvent impacter la vision. Malgré le soin et la vigilance apportés à la manipulation des animaux, un stress est toujours possible au moment de leur manipulation lors des observations, de l’administration de l’anesthésie ou des traitements.
Devenir
A l'issue de chaque procédure les animaux seront mis à mort pour analyse des tissus.
Remplacement
L’œil est un organe complexe. Il est composé de plusieurs tissus anatomiquement et physiologiquement très différents (très vascularisés ou très innervés pour certains, totalement avasculaires ou faiblement innervés pour d’autres). Il est soumis à d'importantes variations environnementales (température et humidité ambiantes), mécaniques (mouvements des globes, des paupières) et physicochimiques (osmolarité...), ainsi qu'à de nombreuses interactions biologiques avec les tissus et organes voisins. Le projet nécessitera donc d’avoir recours à des animaux compte tenu des particularités de l’organe concerné par le projet et l’absence de modèle alternatif. Les études qui font l'objet de ce projet, toxicité locale et pharmacocinétique du produit, font partie des étapes de développement d'un médicament, elles sont requises dans les dossiers de demande d'autorisation de mise sur le marché de médicament qui réclame des études réalisées in vivo chez des mammifères avant de pouvoir tester la molécule chez l'homme.
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe est limité pour cependant rester adapté à l'analyse des résultats par des tests statistiques afin de permettre de conclure sur la présence ou l'absence d'effet de la molécule testée sur le paramètre étudié. Ce nombre est adapté des informations recueillies dans la bibliographie. Les résultats des mesures seront analysés par des tests de comparaisons multiples; chaque groupe traité sera comparé à un groupe témoin non traité. Un calcul de l’effectif sera réalisé avant chaque étape afin d’ajuster et de revoir à la baisse si possible le nombre d’animaux à inclure dans les procédures. Des évaluations non invasives des structures internes de l'œil par des techniques d'imagerie ou de mesure de la fonctionnalité de la rétine sont utilisées tout au long de l'étude pour éviter la mise à mort de l'animal. Dans la mesure du possible nous proposons de coupler les études de toxicité locale et de pharmacocinétique pour un même produit de manière à diminuer le nombre d'animaux.
Raffinement
Un suivi quotidien des animaux sera effectué afin de minimiser au maximum l’impact des procédures sur leur bien-être. Les lapins seront placés préférentiellement par deux si les conditions expérimentales le permettent dans des cages avec boisson ad libitum, nourriture rationnée et enrichissement. Les examens non invasifs pour évaluer la pathologie sont semblables à ceux pratiqués chez l'homme en cabinet ophtalmologique ou en cabinet vétérinaire. Les examens de l'œil qui requièrent un immobilisme de l'animal pourront être réalisés sous anesthésie pour son confort. Des points limites adaptés, suffisamment prédictifs et précoces permettent de limiter une éventuelle douleur à son minimum. Ce projet a été soumis pour évaluation à un comité d’éthique et sera suivi par la structure en charge du bien-être animal de l‘établissement.
Choix des espèces
A ce jour, aucune méthode alternative ne permet de mimer l’œil dans son environnement et dans sa globalité fonctionnelle. En effet, l’œil est composé de différents tissus de physiologie différente soumis aux variations environnementales, aux interactions des tissus et organes voisins. Le projet nécessitera donc d’avoir recours à des animaux compte tenu des particularités de l’organe concerné par le projet et l’absence de méthode alternative. De nombreuses études sur la pression intraoculaire sont réalisées chez le lapin en raison des similitudes avec l'œil humain (taille de l'œil, structures) permettant de recueillir des résultats extrapolables à l'humain et de tester des traitements ou des dispositifs médicaux directement transposables chez l'homme. Nous avons donc choisi cette espèce pour mener à bien le projet. Les lapins sont de jeunes adultes et ont minimum 8 -12 semaines, âge minimum pour la maturation de l'œil.
ETUDE DE LA TOXICOCINETIQUE DES PYRETHRINES ET DU PIPERONYL BUTOXIDE CHEZ LE RAT
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Gavés une fois d'une dose de pyréthrines ou de pipéronyl butoxide diluée dans de l'huile végétale, après quatre heures de jeûne suivies de six autres, 50 rats Wistar mâles passent 72 heures en cage métabolique individuelle pour que leurs urines et leurs fèces soient recueillis à huit reprises. La procédure implique un niveau de souffrance modéré, et c'est le séjour en cage métabolique et le jeûne de dix heures qui la classent ainsi, non la substance testée. Le projet vise à décrire pour la première fois le devenir des pyréthrines chez un mammifère, préalable annoncé à une biosurveillance humaine. Tous les rats restent vivants et sont ensuite réutilisés en travaux pratiques d'enseignement, sans que le RNT dise ce qui leur arrive à ce stade, ni pourquoi seuls des mâles sont utilisés au-delà de la mention de "recommandations en vigueur".
Objectifs
L'étude des expositions alimentaires aux résidus de pesticides est un réel enjeu de santé publique. En étudiant comment les substances circulent dans notre organisme, sont transformées et sont éliminées (toxicocinétique) et en développant des méthodes pour mesurer ces produits de transformation (métabolites), on peut mieux estimer les risques liés à l'exposition. Les Pyréthrines sont des produits utilisés en agriculture biologique, fabriqués à partir de fleurs de pyrèthre de Dalmatie ou de certains chrysanthèmes. Leur mécanisme d’action cible le système nerveux des insectes, mais peut aussi être toxique pour les poissons. Aucune étude sur le devenir des pyréthrines chez les mammifères n'est disponible. Seule une étude réalisée chez l’Homme rapporte la présence de deux métabolites pouvant être ceux des pyréthrines. Ainsi cette étude a pour objectif de confirmer que ces deux métabolites identifiés sont bien spécifiques à l'exposition aux pyréthrines et d’en étudier la toxicocinétique, ce qui n’a jamais été réalisé. Cette étude représente une étape préliminaire au développement de méthodes de biosurveillance aux pyréthrines chez l’Homme, que ce soit pour les professionnels de l’agriculture ou la population générale. D’autre part, le Pipéronyl Butoxide (PBO) est une substance qui, lorsqu'elle est combinée avec des insecticides, les rend plus puissants en empêchant les insectes de s'en débarrasser facilement. Le PBO est le plus souvent utilisé avec les pyréthrines et les pyréthrinoïdes (dérivés synthétiques des pyréthrines). Ce projet vise également à évaluer la toxicocinétique du PBO chez le rat car à ce jour peu de données sont retrouvées dans la littérature scientifique (1 seule étude disponible ne permettant pas de caractériser les métabolites). Une meilleure connaissance de la toxicocinétique du PBO permettra d’identifier les métabolites formés et de mettre au point leur dosage. Les deux substances étudiées ici présentent des dangers potentiels pour la santé humaine telle des affections des systèmes endocriniens, nerveux et reproducteur. Il est donc primordial pour la prévention de la santé de l’ensemble de la population de mieux connaître leurs toxicocinétiques.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de caractériser la toxicocinétique et de caractériser les métabolites des Pyréthrines et du PBO. A notre connaissance, la toxicocinétique des pyréthrines n'a jamais été décrite dans la littérature. Celle du PBO n'a été réalisée que dans une seule étude mais elle n'a pas permis de caractériser les métabolites. Une meilleure connaissance de ces paramètres permettra d'adapter les mesures de prévention pour la santé des populations.
Procédures
Après 7 jours d’acclimatation à l’animalerie, les rats seront placés en cages métaboliques pendant 24h afin de les acclimater à la cage métabolique. Au 8ème jour, les rats seront mis à jeun pendant 4 heures puis une dose de pyréthrines ou de PBO leur sera administrée en une seule fois par gavage (durée du geste : 15 à 20 s). La substance d'intérêt sera diluée dans un volume d’huile végétale adapté selon le poids du rat. Le jeûne sera maintenu pendant 6 heures supplémentaires après le gavage. La durée de mise à jeun de 10 heures au total permet d’éviter la variabilité interindividuelle de l'absorption de substances en raison d'une consommation alimentaire variable d’un individu à l’autre. L’eau sera disponible à volonté durant cette période de jeûne. Après le gavage, les rats seront replacés en cages métaboliques pendant 48 heures, afin de pouvoir recueillir les fèces et urines à 30 minutes, 1 heure, 3 heures, 6 heures, 9 heures, 12 heures, 24 heures et 48 heures, ceci dans le but d’étudier la vitesse d’élimination des substances et des métabolites identifiés.
Impact sur les animaux
Ce protocole nécessite un séjour des rats de 72 heures en cage métabolique (24h d'acclimatation à la cage métabolique et 48h pour l'étude et le recueil des fèces et urines). L'acclimatation de 24h en cage métabolique est nécessaire dans le cadre de notre étude pour ne pas influencer les excrétions d'urines et de fèces qui seraient liés au stress lié à la mise en cage métabolique juste après le gavage des animaux. De plus, une mise à jeun pour une durée totale 10 heures (4 heures avant et 6 heures après le gavage) est nécessaire afin de diminuer la variabilité inter-individuelle d'absorption. Ces éléments classent la procédure en classe de gravité modérée selon les recommandations réglementaires.
Devenir
50 rats Wistar seront utilisés lors de cette étude et soumis à une procédure de gravité modérée. Tous les rats seront maintenus en vie à la fin de la procédure et seront réutilisés pour d'autres projets (enseignement/travaux pratiques).
Remplacement
L'étude de la toxicocinétique des Pyréthrines et du PBO ne peuvent pas être évaluées sur des cellules ou tissus isolés car il est nécessaire d’étudier la réponse d’un organisme entier à ces substances. De plus, le recours à l’expérimentation animale permet de maîtriser les apports en pyréthrines et PBO en phase d'exposition ainsi que tous les facteurs qui pourraient influencer ces paramètres.
Réduction
Le nombre d’animaux s’appuie sur les lignes directrices de l'OCDE n°417 pour les essais de produits chimiques relatives aux études de toxicocinétique chez les rongeurs. Ce protocole utilise trois doses de Pyréthrines afin d'assurer des résultats scientifiques fiables et robustes tout en utilisant un nombre total d'animaux minimal. Selon une évaluation statistique et ce qui a été décrit dans la littérature scientifique concernant la toxicocinétique du PBO seul et des pyréthrines seules, un nombre minimal de sujets nécessaires a été estimé à dix rats par groupe afin de pouvoir visualiser une différence statistique entre les groupes. Ce protocole n’utilisera que des rats mâles, des animaux de sexe féminin ne seront pas utilisés. Le choix du sexe est fait en fonction des recommandations en vigueurs.
Raffinement
Ce protocole ne fait appel qu'à des procédures légères ou modérées. Les rats seront observés quotidiennement et pesés 1 fois par semaine. Les rats seront nourris avec un régime standard qui permet de couvrir l’ensemble des besoins nutritionnels et caloriques des rats. Ils seront hébergés dans des cages à 25°C et 30-50% d’hygrométrie, dans un environnement contrôlé dépourvu de pathogènes, avec une alternance jour/nuit de 12h. La nourriture et l’eau de boisson seront fournies ad libitum, sauf pendant la période de jeûne. Les rats seront traités selon les règles éthiques de l’expérimentation animale. L’ensemble du projet est mené par un personnel compétent en expérimentation animale qui maîtrise parfaitement les gestes techniques nécessaires. Les animaux bénéficieront d'une surveillance quotidienne avec des critères d'observation stricts définis. Au-delà du non-respect d’un certain nombre de ces critères, ils seront considérés en souffrance et sortiront de l'étude.
Choix des espèces
Le modèle rat a été choisi comme préconisé par les lignes directrices de l'OCDE n°417 pour les essais de produits chimiques. De plus, le modèle de rat Wistar correspond à l'espèce la plus pertinente et la moins susceptible de ressentir de la douleur, de la souffrance ou de l'angoisse de façon durable et sans qu'il soit possible de la soulager. Aucun modèle in vitro ne permet d'atteindre les objectifs fixés, le rat est un modèle approprié et bien validé pour ce genre d’étude. De plus, l'étude sur le Pipéronyl Butoxyde a été réalisée sur un modèle de rat. Réaliser cette étude dans des conditions similaires permettra de comparer et d’enrichir les données décrites dans la littérature scientifique avec l’analyse des résultats de cette étude. Les rats seront âgés de 6 semaines pesant environ 250g au démarrage de l'étude. Les rats seront âgés de 7 semaines à la fin de l'étude. L'âge des animaux s'appuie sur les lignes directrices de l'OCDE n°417 pour les essais de produits chimiques relatives à l'étude de la toxicocinétique chez les rongeurs. Suite à une décision de l'équipe, les rats utilisés dans cette étude sont le plus jeune possible afin de pouvoir être réutilisés sur un autre projet (enseignements/travaux pratiques).