Procédures modérées

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  • Recherche appliquée
    • Cancers
Souris : 983
Souffrances
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Devenir
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 983

Deux à cinq injections sous anesthésie et une irradiation de dix minutes : 983 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées pour analyse post-mortem de leurs organes. Chacune porte une tumeur. Le projet cherche à identifier les molécules qui freinent les lymphocytes T dans un environnement tumoral, pour renforcer les thérapies cellulaires anticancéreuses. Les effets subis tiennent en trois fragments de phrase, effets liés aux tumeurs, aux injections et aux irradiations avec risque de maladie du greffon contre l'hôte, et aucun chiffre ne vient étayer l'effectif de 983 animaux.

Objectifs

Les lymphocytes T (ou cellules T) sont des acteurs clés de l'immunité contre le cancer. Le transfert de lymphocytes T dirigés contre les tumeurs représente une nouvelle thérapie majeure, permettant à la fois d’éradiquer directement la tumeur mais aussi de constituer une protection sur le long terme contre les rechutes. Cependant, leur prolifération (persistance et taux) peut être altérée dans un environnement immunosuppresseur, tel que le site tumoral lui-même ou par le système immunitaire de l’individu receveur. Nous proposons ici d’identifier de manière non biaisée et systématique les inhibiteurs spécifiques de ces cellules T dans ces environnements immunosuppresseurs dans le but de potentialiser de nouvelles générations de thérapies cellulaires. Nous cherchons à identifier des inhibiteurs de l’infiltration tumorale de cellules T mémoires pour améliorer l’efficacité des thérapies anti-tumorales. De plus, nous explorons la résistance des cellules T à la destruction par le système immunitaire du receveur dans le but de générer des thérapies cellulaires universelles à partir de donneurs sains de lymphocytes T.

Bénéfices attendus

Le bénéfice principal de ce projet est l'identification de nouvelles cibles therapeutiques optimisant l'efficacité des thérapies cellulaires T. Ce projet va aussi permettre de répondre à des questions fondamentales pour mieux comprendre et comparer le comportement des cellules T CD4 et CD8 in vivo. Au final, les résultats attendus pourraient permettre d'améliorer la prise en charge de certains cancers humains.

Procédures

Deux à cinq injections (5 minutes) sur animaux anesthésiés. Irradiations (10 minutes): une par animal, pour certains animaux.

Impact sur les animaux

Effets indésirables liés à la présence de tumeurs (une par animal). Effets liés à des injections. Effets liés aux irradiations (risque de maladie du greffon contre l'hôte).

Devenir

A l'issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés pour faire des analyses post-mortem sur les organes d'intérêt.

Remplacement

Ni les modélisations mathématiques, ni les systèmes in vitro ne permettent de reproduire l’environnement immunosuppresseur auquel est soumis le système immunitaire in vivo. En effet, le système immunitaire est très compartimenté entre les organes lymphoïdes et les tissus avec une régulation des flux de cellules et des signaux (cytokines, chimiokines) très précise entre ces différents compartiments. De plus, l’utilisation d’un mode de sélection puissant in vivo nous permet d’identifier les inhibiteurs majeurs et non-redondants des cellules T, avec une relevance clinique immédiate.

Réduction

Nous pratiquerons le minimum d'expériences permettant à la fois d'être certain de la reproductibilité des phénomènes observés en assurant la puissance statistique nécessaire en tenant compte de la variabilité expérimentale du modèle employé. Nous allons effectuer des tests statistiques pour analyser la croissance tumorale et le suivi des souris.

Raffinement

Le milieu sera enrichi afin de réduire le stress des animaux. Les animaux seront maintenus en groupes et logés dans des cages appropriées de taille adaptée au nombre d’individus. Les souris sont anesthésiées pour les injections et l'imagerie. Les animaux seront suivis quotidiennement afin d’assurer leur bien-être et pour suivre les éventuels signes de douleur, de souffrance ou de stress. Des points-limites ont été établis et seront strictement appliqués.

Choix des espèces

La souris est un modèle de choix en immunologie du fait de la forte similitude des systèmes immunitaires humains et murins et de la disponibilité de souches congéniques et transgéniques parfaitement définies. Nous utiliserons des souris adultes car elles possèdent un système immunitaire mature.

  • Recherche fondamentale
    • Biologie du développement
    • Oncologie
    • Système immunitaire
Souris : 540
Souffrances
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Devenir
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 540

Dépourvues de lymphocytes T, de lymphocytes B et de cellules NK par construction génétique, donc incapables de combattre le moindre pathogène, une partie des 540 souris du projet vit en confinement sanitaire strict. Toutes vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré à sévère. Elles reçoivent une irradiation qui détruit leurs cellules souches sanguines, une greffe de cellules par injection dans la queue préalablement chauffée, puis un prélèvement sanguin toutes les quatre semaines, l'irradiation à forte dose pouvant provoquer perte de poids, léthargie et dos courbé faute de reprise de l'hématopoïèse. Toutes sont tuées à l'issue pour prélever la rate, les ganglions et les autres organes de l'immunité, exploration que le porteur juge "indispensable" pour conclure sur la reconstitution immunitaire.

Objectifs

Le but de ce projet est double. Tout d'abord un objectif fondamental qui sera d'évaluer le rôle de différentes mutations dans le développement et la maturation des lymphocytes B, qui sont les cellules productrices des anticorps. Pour cela, nous allons induire in vitro des mutations précises sur des cellules souches hématopoïétiques murines et injecter ces cellules mutées à des souris receveuses n'ayant plus de cellules souches hématopoïétiques. Les cellules souches hématopoïétiques ayant la capacité de reconstituer tous les composants du système hématopoïétique et immunologique, nous pourrons alors suivre dans les souris l'effet des mutations sur le comportement des lymphocytes B. L'objectif étant de repérer les mutations impliquées dans l'hyperprolifération des lymphocytes B, afin de mieux comprendre les mécanismes ayant lieu dans les lymphomes. Ensuite un objectif plus translationnel avec la mise au point d’une stratégie permettant de faire produire aux lymphocytes B un anticorps choisi, ciblant spécifiquement une protéine exprimée par les cellules tumorales. Ce système permettra alors d’induire une réponse immunitaire spécifique contre les tumeurs. Nous allons donc modifier génétiquement les lymphocytes B ou les cellules souches hématopoïétiques humaines puis injecter ces cellules à des souris immunodéficientes, souris qui ne pourront pas rejeter les cellules humaines. Nous quantifierons alors la production des anticorps dans les souris et implanteront les tumeurs spécifiques des anticorps induits pour évaluer leur capacité antitumorale.

Bénéfices attendus

Concernant le projet sur les cellules souches hématopoïétiques murines, de nombreux résultats seront attendus sur le rôle des différentes mutations induisant des syndromes lymphoprolifératifs (prolifération excessive des lymphocytes), ceci permettant une meilleure compréhension de la physiologie des lymphomes. Pour le projet sur la production d'anticorps humains, nous testons la faisabilité d'une nouvelle stratégie thérapeutique consistant à faire produire par des lymphocytes B des anticorps thérapeutiques. Ce projet pourra ensuite être valorisé et potentiellement ouvrir une autre voie dans les traitements d'immunothérapie.

Procédures

Les cellules souches hématopoïétiques murines mutées seront greffées dans des souris ayant reçues une forte dose d'irradiation, ceci afin d'éliminer toutes les cellules souches hématopoïétiques présentes et permettre uniquement à celles injectées de se développer. Dans le cas de la greffe des cellules humaines, l’irradiation sera plus légère car il faut garder des cellules souches hématopoïétiques murines mais juste faire de la place pour les cellules humaines. La greffe des cellules se fera ensuite par injection intraveineuse dans la veine de la queue. Des prélèvements sanguins itératifs (toutes les 4 semaines) seront ensuite réalisés sur tous les animaux et dans toutes les procédures afin d'évaluer et de suivre la reconstitution immunologique au cours du temps. Enfin des immunisations pourront être appliquées sur les animaux en post-greffe si la reconstitution a été jugé optimale.

Impact sur les animaux

Peu de nuisances ou d'effets indésirables sont à attendre à la suite d'injection intraveineuse des cellules dans la veine de la queue. Pour cela, les souris seront placées dans un tube de contention afin de chauffer leur queue avant l'injection. Un léger inconfort pourra être ressenti à cause de la chaleur et une douleur pourra être ressentie lors de la piqure dans la queue au moment de l'injection. Les souris seront suivies de façon hebdomadaire afin de repérer tout signe indiquant un inconfort ou une douleur. Des nuisances plus importantes viendront de l'irradiation à forte dose. Le développement d'une immunodépression complète induite par l'irradiation à forte dose peut engendrer un affaiblissement notable de l'animal, c'est pourquoi les souris expérimentées seront observées très régulièrement pour détecter une potentielle absence de reprise de l'hématopoïèse (qui devrait être obtenues suite à la greffe des cellules souches hématopoïétiques murines) avec l'apparition de signes de l'immunodépression (perte de poids, léthargie, dos courbé...). L'irradiation à faible dose ne provoque en général aucune nuisance.

Devenir

A l'issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés afin de prélever les organes d'intérêts (organes de l'immunité, ganglions, rate notamment). L'exploration de ces organes est indispensable afin d'apporter des conclusions fiables sur la reconstitution hématopoïètique et immunologique ainsi que sur développement de la réponse immunitaire.

Remplacement

Le projet est basé sur le pouvoir de reconstitution des cellules souches hématopoïétiques (CSH). Ces dernières sont en effet capables de se différencier en de nombreux précurseurs hématopoïétiques dans la moelle osseuse. Ces précurseurs vont ensuite continuer de se différencier soit dans la moelle osseuse soit dans d’autre organes du système immunitaire et ainsi reconstituer un système immunitaire entier et compétent. Il est actuellement possible de différencier des CSH in vitro mais uniquement vers une voie donnée, ce qui permet d’obtenir qu’un type de cellules immunitaires. Aucun modèle ne permet une différenciation complète des CSH. Seul un environnement complet (moelle osseuse, facteurs de croissance, signaux de survie, organes du système immunitaire…) permettra d’obtenir les conditions idéales pour reconstituer un système immunitaire compétent. C’est pourquoi l’utilisation de souris immunodéficientes ou de souris immunocompétentes irradiées à forte dose reste l’unique modèle utilisable aujourd’hui.

Réduction

Afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires, les expérimentations ont été mises en place de manière à utiliser le moins de souris possible tout en extrayant le plus d’informations, notamment en utilisant plusieurs organes (moelle osseuse, rate et sang) pour réaliser les différentes analyses sur un même animal. Avant d’aborder les greffes de cellules, le maximum de validation aura été fait in vitro et optimisé en préalable à toute injection chez l’animal (notamment vérification in vitro des mutations). Lors de chaque expérimentation, des groupes de 5 souris seront formés afin de comparer les différentes conditions utilisées ou de comparer l'effet des mutations réalisées sur les CSH avant l'injection. Si une différence apparaît mais qu'elle n'est pas significative, l'expérimentation sera répétée afin d'obtenir une significativité.

Raffinement

Les animaux sont élevés dans des conditions adaptées à savoir des locaux confinés, des portoirs ventilés, de l'eau et de la nourriture ad libitum, ainsi qu'un maximum de 5 animaux/cage. Aucun animal ne sera maintenu seul dans sa cage. Également, afin de raffiner les conditions de vie des souris, des soins adaptés sont mis en place afin de permettre une bonne récupération des animaux et un suivi optimal est instauré afin de soulager voire supprimer l'inconfort, mais aussi la détresse ou l'angoisse qu'ils pourraient éprouver. Le raffinement est aussi obtenu par la mise au point de procédures rigoureuses et la formation du personnel. Toutes les procédures ne seront réalisées que par des personnes ayant une excellente maîtrise des gestes. Les animaux seront suivis quotidiennement selon une surveillance de l’état général des animaux (posture et comportement) par le personnel de l’établissement ou le responsable du projet. De plus, une surveillance hebdomadaire sera réalisée par le responsable du projet selon les mêmes critères généraux cités précédemment en plus de critères spécifiques: suivi du poids et mesure du score grimace permettant d’évaluer l’état de santé des animaux. Le « score de grimace » correspond a une échelle permettant d’évaluer la douleur chez l’animal, en particulier chez la souris. Si ce score excède 1.5 sur 2, les animaux seront alors euthanasiés. Également si la perte de poids excède 20% du poids de référence alors les animaux seront alors euthanasiés. Si des effets secondaires ou signes d'inconfort non soulagés par l’administration d'analgésiques ainsi que des changements perceptibles (aspect, comportement, poids, isolement dans la cage, déplacements limités) sont observés, les animaux seront alors euthanasiés.

Choix des espèces

Les souris immunodéficientes choisies pour le projet des cellules humaines sont complètement dépourvues de lymphocytes T, B et de cellules NK, ce qui permet donc d'éviter le rejet de la xénogreffe de cellules humaines. Ces souris permettent la croissance de nombreuse lignées lymphoïdes humaines et l'utilisation d'effecteurs d'origine humaine. Elles sont donc parfaitement adaptées à la nature de ce projet de par leur taux élevé́ de prise de xénogreffes. Cependant, l’utilisation d’animaux immunodéprimés exposent au risque de l’expression d’un phénotype dommageable car les souris ne sont plus capables de combattre les pathogènes environnementaux. Ce risque sera parfaitement maîtrisé par la mise en place de précautions sanitaires adaptées. Le maintien de ces souris en hébergement protégé de type A2 permettra de prévenir tout risque d’infection. Les utilisateurs se muniront d'une combinaison recouvrant tout le corps ainsi que d'un masque chirurgical et d'une 2eme pair de gant. Enfin, les souris seront manipulées sous hotte à flux laminaire. L’expérimentation sera commencée chez des animaux de 5 semaines à 3 mois. La durée de l’expérimentation chez ces animaux n’excèdera pas 6 mois.

  • Recherche appliquée
    • Bien-être animal
Poissons zèbres : 945
Souffrances
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▲ 945
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Devenir
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 945

Pour déterminer quel anesthésique tue le plus vite les poissons zèbres selon leur stade de développement, 945 individus vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chacun passe une heure dans un bain d'anesthésique, puis vingt-quatre heures de suivi pendant lesquelles les expérimentateurs observent ses battements de cœur et ses réflexes à trois, six et vingt-quatre heures. Ceux qui survivent peuvent présenter des signes d'intoxication, des difficultés respiratoires ou des troubles de la nage, avant d'être tués au terme des vingt-quatre heures pour cause de détérioration jugée irréversible. Le porteur range ce travail sous le principe de raffinement : neuf méthodes de mise à mort testées sur trois stades de développement, à trente-cinq individus par méthode.

Objectifs

La Directive européenne 2010/63/CE autorise l'euthanasie des poissons par surdose d'anesthésiques ou l'étourdissement électrique. Chez le poisson zèbre, la directive prend effet à partir de 5 jours post-fécondation. Dès lors, la méthode d'euthanasie la plus utilisée dans les laboratoires est la surdose de tricaine (MS-222). Bien que l'efficacité de cet anesthésique soit démontrée chez les poissons zèbres adultes, peu d'informations sont disponibles sur son efficacité pour les stades larvaires, juvéniles. Toutefois, il a été montré que le MS222 est inefficace pour l'euthanasie des poissons zèbres aux stades embryonnaires. La différence d'efficacité du MS222 par rapport aux adultes peut être expliquée par les transitions importantes lors du développement du poisson, liées aux changements métaboliques et au développement des organes, qui peuvent affecter la sensibilité des poissons aux anesthésiants en fonction de leur stade de développement. L'objectif de l'étude est d'identifier des protocoles d'euthanasie respectueux du bien-être animal pour parvenir à l'euthanasie des poissons zèbres, pendant leurs premiers stades de vie, notamment pour les stades larvaires, juvéniles. L'accent est mis sur la réduction de la durée de la procédure et l'amélioration du confort des animaux lors de l'euthanasie. Cette étude s'inscrit dans le cadre du principe de « Raffinement » en expérimentation animale, visant à minimiser la douleur et la détresse des animaux de laboratoire lors de l'euthanasie. Dans cette optique, l'étude vise à déterminer le meilleur choix d'anesthésiant pour garantir une euthanasie rapide et sans souffrance à différentes étapes du développement du poisson zèbre, couvrant les stades larvaires, juvéniles.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à déterminer la méthode d'euthanasie la plus efficace et rapide à différents stades de vie des poissons zèbres, tout en minimisant la douleur et la détresse de l'animal. Les résultats de ce projet serviront de base à des recommandations qui seront bénéfiques à la communauté des chercheurs qui travaillent sur le modèle du poisson zèbre en France et en Europe.

Procédures

Les animaux seront soumis à une exposition aux anesthésiques pendant 1 heure par balnéation (dans l’eau de nage), suivie d'une période de suivi de 24 heures. Les battements du cœur et les réflexes des animaux sont observés pendant 1 heure en présence d'anesthésiants, puis pendant 1 heure de récupération. Ensuite, les poissons sont surveillés, pour les mêmes paramètres, trois fois post-récupération : à 3 heures, à 6 heures et à 24 heures. A l’issue de cette période, les animaux seront euthanasiés (24h post-exposition).

Impact sur les animaux

Lors de la phase de récupération, les animaux peuvent présenter des signes d'inconfort ou des effets indésirables, notamment des signes d'intoxication, tels que des difficultés respiratoires ou des troubles de la nage.

Devenir

Étant donné que l'exposition aux surdoses d'anesthésiants pendant une heure pourrait entraîner une détérioration irréversible et un inconfort prolongés des animaux, tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure.

Remplacement

L'étude dont il est question vise à trouver des méthodes d'euthanasie qui soient rapides, efficaces et qui minimisent la souffrance des animaux. Le remplacement des animaux par des modèles in vitro ou in silico n'est pas possible dans ce cas. En effet, ces modèles ne permettent pas de reproduire l'expérience de l'euthanasie chez les animaux. Ils ne peuvent donc pas être utilisés pour évaluer l'efficacité et la sécurité des protocoles d'euthanasie.

Réduction

La taille des effectifs a été établie grâce à un calcul de puissance. Nous aurons ainsi besoin de 35 individus pour chaque méthode d'euthanasie, totalisant ainsi 315 individus pour les neuf méthodes. En testant ces méthodes sur les trois stades de développement, nous utiliserons un total de 945 animaux sur une période de 5 ans. Cette approche nous permettra d’obtenir des données statistiquement valides et une interprétation fiable des résultats.

Raffinement

Les conditions d’hébergements des animaux sont très précises afin de préserver le bien-être animal et d’enrichir l’environnement. Les poissons zèbres sont enlevés dans une eau circulante (renouvellement de l’eau de l’aquarium environ 8 fois par heure). Les alevins (5 à 15 jours post-fécondation) sont nourris avec des rotifères (nourriture vivante), ce qui leur permet de chasser. Les poissons sont surveillés quotidiennement par les zootechniciens. Un suivi des animaux rigoureux sera effectué avec attribution de note qui dicteront des actions (point limites). Les poissons zèbres sont maintenus à une température de 26 degrés Celsius. Les poissons sont surveillés quotidiennement par les zootechniciens.

Choix des espèces

Le poisson zèbre est largement utilisé dans la recherche scientifique, notamment en raison de la transparence de ses larves et de sa génétique similaire à celle des humains. L'euthanasie par immersion de surdose d'anesthésiants est une pratique courante pour ces poissons. Bien qu'elle soit efficace chez les adultes, aucune étude n'a encore évalué son efficacité aux premiers stades du développement du poisson zèbre. Notre objectif est de déterminer l'efficacité de différents agents anesthésiques pour l'euthanasie des poissons zèbres à trois moments clés de leur développement : la formation des organes (embryons), l'acquisition des comportements sociaux (larves) et la transition de la larve au stade juvénile. En étudiant l'euthanasie par immersion de surdose d'anesthésiants à ces moments critiques du développement du poisson zèbre, nous pourrons mieux comprendre leur efficacité et garantir une euthanasie sans douleur pour ces animaux. Cette étude contribuera à améliorer les pratiques d'euthanasie des poissons zèbres dans les laboratoires de recherche.

  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
Souris : 96
Souffrances
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Devenir
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 96

96 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour exploration anatomique et histologique. Chacune reçoit quinze gavages quotidiens de tamoxifène ou d'huile de maïs à partir de la sixième semaine de vie, puis cinq injections intrapéritonéales étalées sur deux mois. Elles portent une mutation qui provoque des lésions vasculaires vers quatre à six mois et des saignements vers douze, le porteur prévoyant de les tuer avant huit mois pour rester en deçà du phénotype dommageable. Il qualifie pourtant ce protocole de "peu invasif" et écrit que le gavage "ne devrait pas induire de douleur", tout en reconnaissant un risque de fausse route.

Objectifs

1)Meilleur compréhension de la fonction d'un gène et de de l'arrêt de la croissance cellulaire irreversible dans les cellules graisseuses dans un contexte de la maladie des syndromes d'hypercroissance dysharmonieuse. 2)Tester l’efficacité d'une thérapie génique en surexprimant une molécule d'interrêt.

Bénéfices attendus

Trouver une nouvelle cible thérapeutique dans ce syndrome.

Procédures

Un gavage au tamoxifene ou à l'huile de maïs sera réalisé à 6 semaines de vie. Des injections intra-péritonéales seront effectuées par un technicien expérimenté. Les injections débuteront à la semaine 6 de vie toutes les 2 semaines pendant 2 mois. Les animaux seront injectés soit par le véhicule (AAV9-GFP) soit par AAV9-G3PP. Un gavage oral sur souris vigiles sera réalisé à 6 semaines de vie et répété quotidiennement pendant 2 semaines soit au total 15 gavage par souris (1 minute par gavage). Des injections intrapéritonéales sur souris vigiles seront effectuées à la semaine 6 de vie toutes les 2 semaines pendant 2 mois soit 5 injections/souris d'une durée de 30 secondes par souris/injection

Impact sur les animaux

Une injection intra-péritonéale peut engendrer des irritations. Elles nécessitent une contention et induisent une douleur légère de courte durée peu invasives. Le gavage quotidien peut engendrer des risques de fausse route. Le geste ne devrait pas induire de douleur car le geste est parfaitement maîtrisé et les sondes de gavage utilisées sont flexibles et adaptées à la morphologie de l'animal. Les souris développent des lésions vasculaires non dommageables à 4-6 mois puis un phénotype métabolique à 12 mois avec l'apparition de saignements, cependant nous étudierons les souris jusqu'à 8 mois maximum avant l'apparition du phénotype dommageable.

Devenir

Procédure 1: animaux mis à mort pour exploration anatomique et histologique.

Remplacement

Dans un contexte de recherche physiopathologique sur les syndromes d'hypercroissance, les expérimentations in vivo ne peuvent en aucun cas être remplacées par des expériences in vitro, où les cellules sont sorties de leur environnement. Les analyses in vitro ou in silico ne sont pas utilisables dans ce contexte car trop de paramètres physiopathologiques entrent en jeu. Les résultats obtenus in vitro nous ont permis d'identifier un gène d'interrêt que nous allons tester in vivo.

Réduction

La taille des groupes utilisés (n=16), minimum nécessaire et suffisante pour l’obtention de résultats significatifs, en utilisant des tests statistiques adaptés, qui satisfait à l’objectif de réduction du nombre d’animaux exposés dans ce projet.

Raffinement

Ce protocole est peu invasif puisque les injections intra-péritonéales seront réalisées sur des souris mises dans des conditons de calme, par un technicien expérimenté. Les injections débuteront à la semaine 6 de vie pendant 2 mois. Les animaux seront injectés soit par le véhicule soit par un outil moléculaire. Aucun prélevement ne sera effectué chez les souris. A priori la surexpression de notre molécule devrait améliorer le phénotype des souris qui seront surveillées quotidiennement.

Choix des espèces

La souris est préférée comme espèce car elle présente l’avantage de faciliter d’élevage et de reproduction. Ces souris sont particulièrement intéressantes pour la compréhension des mécanismes physiopathologiques. De nombreux outils d’analyses ont été développés et bien caractérisés dans cette espèce animale (notamment les anticorps pour la mise en évidence de protéines d'interrêt). La souris est le seul animal pour lequel la protéine d'interrêt a été mutée. Les jeunes souris de 6 semaines sont utilisées car il est nécessaire que l'organogénèse soit terminée.

Sensibilité ghréline chez le rat

(NTS-FR-392732v1 – 15/04/2024)
  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Rats : 652
Souffrances
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Devenir
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 652

652 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue pour prélever tissus et sang, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré à sévère. Cent douze d'entre eux subissent une immobilisation forcée quatre heures par jour pendant six jours consécutifs pour reproduire un syndrome dépressif, cent douze autres reçoivent des injections répétées d'une substance psychoactive pour reproduire une addiction, quatre cent quarante-huit sont saignés à l'état vigile et quatre-vingts passent sur la table d'opération. Le porteur qualifie le modèle animal d'"incontournable" pour étudier l'exposome, au motif que le comportement et la physiologie intégrée ne s'observent pas in vitro. Le bénéfice avancé se limite à la possibilité de proposer un jour une stratégie thérapeutique agissant sur la ghréline.

Objectifs

La ghréline est une hormone produite par l’estomac capable d’influencer notre métabolisme ou le fonctionnement de notre cerveau. En particulier, cette hormone semble jouer un rôle prépondérant suite à l’expositions chronique à différents types de stress de notre environnement (stress, physiques, sociaux, chimiques ou nutritionnels), notre « exposome ». Or l’exposome est connu pour favoriser le développement de nombreuses maladies communes de cerveau ou du métabolisme. Ainsi, modifier génétiquement les effets de la ghréline chez l’animal pourrait être un moyen de tester la vulnérabilité des animaux à différents types de stress chroniques. Notre stratégie qui s’appuie sur des approches génétiques et pharmacologiques vise à raffiner les connaissances sur les moyens de moduler les effets de la ghréline sur le cerveau et à tester les liens entre effets ghréline et vulnérabilité de l’organisme à différents types d’exposomes.

Bénéfices attendus

Ce travail permettra de clarifier les mécanismes mis en jeu par une hormone, la ghréline, au cours de l’exposition d’un organisme à différents types de stress chroniques. Enfin, ce travail pourrait permettre de proposer une stratégie thérapeutique pour moduler les effets de la ghréline au bénéfice de la santé mentale.

Procédures

80 rats auront une procédure chirurgicale de 20-30 mins sous une anesthésie générale de 45 mins. 448 rats recevront des prélèvements de sang à l’état vigile. 112 rats seront soumis à un protocole de d’injections répétées par substance psychoactive (4 injections sur 8 jours). 112 rats seront soumis à un protocole de stress répété (4h par jour pendant 6 jours consécutifs). Enfin 320 rats recevront des injections répétées d’analogues de la ghréline sur deux semaines et 108 rats recevront des injections répétées pour évaluer leur homéostasie glucidique.

Impact sur les animaux

Tous les rats de l’étude subiront l’inconfort et des douleurs légères liés à des injections et des prélèvements de gouttes de sang. De plus, un groupe de rats sera soumis à une approche chirurgicale, les possibles douleurs post-opératoires seront pris en charge par un protocole adapté : injections d'anti-inflammatoire et une récupération post-chirurgicale sous surveillance pour détecter toute perte de poids ou d'autres problèmes de santé ou de bien-être. Un groupe de rats développera une souffrance psychique suite à l’injection répétée d’une substance psychoactive pour mimer une addiction. Enfin, un dernier groupe de rats subira un stress d’immobilisation forcée répété plusieurs jours pour mimer un syndrome dépressif.

Devenir

Les animaux sont euthanasiés à l’issue des procédures pour des prélèvements de tissus et de sang pour mener des études moléculaires et hormonales.

Remplacement

Dans le cadre de notre projet, qui vise à modéliser l’émergence de pathologies humaines en lien avec l’Exposome, l’usage d’un modèle animal est incontournable. En effet, ce type de projet ne peut en aucun cas être remplacé par des expériences in vitro puisque nous avons besoin d’examiner des paramètres comportementaux et de physiologie intégrée. A cet égard, l’allèle muté utilisé chez le rat remplit tout les critères requis pour le projet.

Réduction

Les groupes expérimentaux ont été créés en considérant la variabilité biologique entre individus et la complexité des procédures envisagées. Le nombre d'animaux utilisé est fortement lié à la puissance statistique afin de s'assurer avec certitude de la validité des résultats obtenus. Lorsque cela a été possible, des protocoles croisés d’injections de composés/doses ou des injections séquentielles ont été prévus, ce qui a permis de réduire considérablement le nombre d’animaux requis. Enfin, nos résultats non publiés décrivent des réponses ghréline exagérées chez les rats mutants des deux sexes. En conséquence, les groupes expérimentaux de notre projet comportent des lots d’expérimentaux d’effectifs plus petits car composés de rats des deux sexes.

Raffinement

Notre projet d’étude porte sur la vulnérabilité aux stress environnementaux de tout type à travers le prisme de la signalisation ghréline. En conséquence le soin apporté aux animaux, requis éthiquement l’est également au plan scientifique. En conséquence, le bien être animal de l’élevage à la constitution des lots expérimentaux jusqu’à l’exécution des protocoles expérimentaux est déterminant. Le milieu de vie en cages d’hébergement est enrichi par un tunnel et la vie en communauté. Le contrôle de l’approvisionnement en eau et nourriture et assuré par les zootechniciens agréés. Lorsque le protocole expérimental est lancé, l’équipe de recherche prend le relais et le suivi de chaque rat se fait plus intense selon le protocole (manipulation régulières, suivi du poids corporel) qui permettent d’individualiser le suivi de chaque animal tout au long du protocole jusqu’à la mise à mort. Ainsi, toute altération de l’état d’un animal attendue (post-chirurgical) ou inopinée est prise en charge selon les point limites établis pour discriminer un évènement transitoire d’un évènement plus rare qui s’aggrave et qui conduira à une sortie du protocole et à l’euthanasie. Au total, ce type de suivi permet de combiner bien-être animal avec résultats scientifiques valides.

Choix des espèces

L’ensemble des procédures seront basées sur ce modèle unique de gain de fonction dans le récepteur ghréline chez le rat. Le rat possède une organisation anatomique et structurelle du cerveau comparable à celle de l’Homme. Il est idéal pour les études physiologiques du fait de sa volémie plus élevée que celle de la souris (prélèvement sanguins répétés). Enfin, le rat est capable d’apprendre des tâches complexes et peut réaliser des comportements élaborés et ainsi modéliser des maladies du cerveau. Les animaux utilisés seront des rats adolescents ou de jeunes adultes (6-10 semaines).

  • Recherche appliquée
    • Diagnostic des maladies
  • Recherche fondamentale
    • Système immunitaire
Souris : 3900
Souffrances
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Devenir
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 3900

Fabriquer un réactif de diagnostic sérologique : 3 900 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes tuées pour récolter les parasites de leur cavité abdominale. Elles reçoivent une inoculation intrapéritonéale de toxoplasmes et une inoculation de cellules tumorales qui déclenche une ascite. L'infection se manifeste par des poils hérissés et un dos courbé, signes que le porteur décrit comme la preuve que l'inoculation a fonctionné. La culture cellulaire est écartée au motif du rendement : il faut environ 80 milliards de parasites par production, quantité que le porteur affirme ne pas pouvoir obtenir in vitro.

Objectifs

En France, la surveillance sérologique mensuelle (recherche d’anticorps dans le sang) de la toxoplasmose durant toute la durée de la grossesse chez les femmes enceintes séronégatives pour la toxoplasmose, est nécessaire en vue du dépistage de séroconversion en cours de grossesse pour la mise en place précoce d’un traitement adapté et limiter les complications pour le foetus. Le diagnostic sérologique est également utile pour les immunodéprimés, les patients susceptibles d'être greffés, les donneurs d'organes. L’utilisation d’antigènes est nécessaire pour la recherche d’anticorps. En l'absence d'antigène de toxoplasme seul commercialisé, la fabrication de l'antigènes de toxoplasma est donc une activité nécessaire pour les contrôles sérologiques faits en dehors de tests commerciaux.

Bénéfices attendus

Le projet est d’avoir des tests fiables permettant le diagnostic de la toxoplasmose, pathologie potentiellement grave puisque, elle peut entraîner des malformations congénitales mais aussi le décès de patients immunodéprimés chez l'Homme.

Procédures

Inoculation intrapéritonéale de parasites et de cellules effectuées pour créer une infection parasitaire qui se traduit par l'apparition de signes cliniques, preuve de l’infection.: 1 inoculation/souris, 1 minute. Inoculation intrapéritonéale de cellules TG180 induisant une ascite: 1 injection, 1 minute. Anesthésie flash à l'isoflurane: 1 seule, 1 min

Impact sur les animaux

L’inoculation intrapéritonéale de parasites chez la souris provoque une infection parasitaire. Les souris présentent des symptômes cliniques d'infection (poils hérissées, dos coubés), rentrant dans la grille de score et nous permettant de déterminer les points limites.

Devenir

Pour chaque procédure, tous les animaux sont euthanasiés pour le recueil des parasites de la cavité abdominale.

Remplacement

L’alternative à l’utilisation d’animaux serait de produire l’antigène par culture cellulaire. Cependant plusieurs problèmes se posent et nous empêchent de basculer sur une technique de culture : - la reproductibilité de la méthode qui n'est pas fiable. En effet, nous savons par expérience que la multiplication des parasites in vitro est incertaine, avec un nombre de parasites variables d’une boîte de culture à l'autre ne permettant pas d'assurer un antigène reproductible entre les différents lots contrairement à la multiplication in vivo. - la qualité de l'antigène est différente entre une production d'antigène in vivo et une production in vitro. Les deux préparations de parasites sont différentes jouant sur la sensibilité de chaque méthode. - la quantité de parasites. Il faut pour la fabrication de cet antigène, la production d'un nombre très élevé de toxoplasmes. Cette énorme quantité de parasites (environ 80 milliards de parasites) ne peut pas être obtenue en culture cellulaire. La production en cultures cellulaires nécessiterait une grande quantité de boîte de culture pour obtenir la même quantité de parasites. A notre connaissance, aucune autre alternative n’a été développée pour obtenir une si grande quantité de parasites. Il y a quelques années, nous avons travaillé (pour la multiplication parasitaire) avec des cellules en suspension qui ne permettaient pas d’avoir un nombre suffisant de parasites. Nous avons donc changé de type cellulaire pour travailler avec des cellules adhérentes. Nous avons ainsi amélioré notre rendement de parasites en le multipliant par 5. Cependant, ce type cellulaire bien que facilitant l’invasion et la multiplication cellulaire n’est pas suffisant pour obtenir la grande quantité de parasites exigée pour la production d’antigène. Les approches in silico ne peuvent pas être envisagées car le diagnostic de la toxoplasmose se fait biologiquement avec les sérums des patients mis au contact de l’antigène.

Réduction

La standardisation de cette technique (concentration de parasites, cellules, réactifs, …) réalisée par notre laboratoire depuis plus de 30 ans permet de prévoir un nombre minimum de souris nécessaire à la fabrication d'antigène. Pour la fabrication de cet antigène, un nombre d'animaux a été estimé : en dessous de ce nombre de souris, le rendement pour l’obtention du nombre de parasites est trop faible pour assurer la fabrication d’un volume d’antigène suffisant. De plus, le protocole de fabrication a été optimisé pour minimiser le nombre de souris au maximum. Ainsi, historiquement la souche de parasite et la lignée cellulaire (nécessaire pour la multiplication des parasites) étaient entretenues sur souris (passages successifs) toute l’année de façon continue consommant un nombre important de souris. Actuellement, les parasites et la lignée cellulaire sont stockés congelés et décongelés en prévision de la production de l’antigène. C’est donc une approche expérimentale validée au cours du temps qui nous a permis de déterminer le nombre d’animaux nécessaire avec une variabilité du volume obtenu. Nous ne pouvons prévoir la quantité d’antigène que par les volumes antérieurs utilisés annuellement.

Raffinement

Une surveillance accrue des souris (2 fois/ jour) est effectuée dans les 72 heures après leur inoculation par des personnels formés et expérimentés afin de garantir leur bien-être et détecter d’éventuels signes de douleur ou de stress. Après l’inoculation parasitaire, une attention particulière est portée sur 5 critères : l’apparence physique de l’animal (aspect du poil), son comportement (réponse aux stimuli externes, mobilité) et la présence de signes cliniques (respiration). L’utilisation d’un analgésique permettra de prévenir toute douleur éventuelle. Il sera administré aux souris (5mg/kg) per os (dans un biberon) après inoculation de la souche parasitaire. Un soin sera apporté aux conditions d’hébergement permettant de limiter le stress (enrichissement du milieu de vie, respect de leur vie en groupe, surveillance quotidienne).

Choix des espèces

Le modèle souris décrit dans les publications sont des souris (femelles) âgées de 8 semaines (20g) qui présentent un système immunitaire fonctionnel.

  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Souris : 1656
Souffrances
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▲ 1260
▲ 396
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Devenir
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 -
 1656

Biopsie de la queue sur tous les souriceaux, six à huit injections intrapéritonéales, deux injections sous-cutanées, une à deux chirurgies intracrâniennes de quarante minutes à une heure trente, et la coupe des moustaches pendant les périodes d'enregistrement : 1 656 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées pour prélever leur cerveau. Une partie l'est plus tôt, faute de porter le génotype recherché. Le projet cherche à comprendre comment l'activité neuronale et l'exercice physique, volontaire ou avec apprentissage moteur, favorisent la production de myéline. Sur la réduction, le porteur écrit limiter le nombre d'animaux "au strict minimum" sans donner de calcul, et l'effectif de 1 656 ne reçoit aucune justification chiffrée.

Objectifs

La myéline est une substance isolante qui entoure les prolongements des neurones du cerveau. Dans certaines maladies, la myéline peut être attaquée et détruite par les cellules du système immunitaire. A terme, les prolongements des neurones dénudés de myéline finissent par mourir. Cependant, bien que la capacité régénérative du cerveau soit limitée, une régénération de la myéline est possible dans certaines maladies comme la sclérose en plaques. Malheureusement, cette régénération est incomplète. Le but de ce projet est de déterminer comment l'activité neuronale et l’exercice physique favorisent la production de myéline quand celle-ci est diminuée dans le cerveau. Nous étudierons la capacité à produire de la myéline en réponse à une augmentation de l'activité neuronale et à un type d'entrainement physique qu'il soit simple (exercice volontaire) ou complexe (apprentissage moteur) sur des modèles présentant une baisse de myéline.

Bénéfices attendus

A terme, l’identification des mécanismes biologiques sous-tendant une meilleure production de la myéline peut être très important pour développer des thérapies non-invasives dans des maladies comma la sclérose en plaques.

Procédures

Tous les souriceaux sont soumis à une biopsie caudale afin d'effectuer un génotypage. Nous prévoyons sur un premier groupe d'animaux un traitement alimentaire spécifique, 6 injections intrapéritonéales, 2 injections sous-cutanées et deux chirurgies. Celles-ci durent entre 40 min et 1h30. Ces animaux seront imagés lors d'un exercice physique simple, un exercice impliquant un apprentissage moteur ou en contrôle. Leurs moustaches seront coupées pendant la période d'enregistrement. Un autre groupe de souris recevra le même traitement alimentaire et seront injectées 8 fois. Dans un troisième groupe d'animaux, nous prévoyons le même traitement alimentaire spécifique, 6 injections intrapéritonéales, 2 injections sous-cutanées et une chirurgie. Leur moustachese seront coupées pendant la période d'enregistrement lors d'un exercice physique simple, un exercice impliquant un apprentissage moteur ou en contrôle. Enfin, les animaux restants recevront 7 injections intrapéritonéales, 2 injections sous-cutanées et deux chirurgies.

Impact sur les animaux

Les injections intrapéritonéales et sous-cutanées (nuisance légère), la coupe des vibrisses (nuisance légère), les anesthésies (nuisance légère) et les chirurgies intracrâniennes (nuissances modérées) vont induire un stress et une possible douleur. Les nouveaux-nés subiront un stress léger lié à la contention et une douleur légère liée à la biopsie de la queue.

Devenir

Certains animaux sont mise à mort car ils sont sans génotype d’intérêt pour le projet. Tous les autres animaux seront mis à mort à la fin des expériences afin de pouvoir collecter leur cerveau.

Remplacement

Notre compréhension des mécanismes impliqués dans les maladies telles que la sclérose en plaques sera toujours insuffisante si ces mécanismes ne sont pas induits et analysés dans leur milieu naturel complexe. En étudiant les différentes composantes de façon isolée, de nombreux effets émergents de l'activité neuronale et des interactions cellulaires seront obligatoirement négligées. L’utilisation de l’animal est donc primordiale pour obtenir des résultats qui puissent avoir un véritable impact dans le développement de nouvelles thérapies chez l’homme. Les souris sont le seul modèle permettant d'étudier l'effet du comportement animal sur la myéline en temps réel.

Réduction

Une réduction du nombre d’animaux sera réalisée en limitant ce nombre au strict minimum nécessaire pour obtenir un résultat scientifiquement fiable. Les expériences seront arrêtées si des analyses intermédiaires permettent d’atteindre la significativité statistique. Nous utiliserons des tests statistiques adaptés, pour comparaisons multiples ou données suivies selon les cas.

Raffinement

Lors des actes chirurgicaux, les animaux sont anesthésiés et reçoivent des analgésiques en pré- et post-opératoires par voie locale et sous-cutanée. Après l’opération, un apport de fluide est effectué pour réhydrater l’animal, puis celui-ci est placé dans une enceinte chauffée jusqu’à son réveil complet. De la nourriture est placée dans la cage d’hébergement afin de faciliter la récupération; la surveillance des animaux est renforcée afin d’éviter toute souffrance; les animaux sont observés régulièrement et une grille précise d’évaluation des points limites est utilisée. Tout signe de douleur est soulagé avec des analgésiques.

Choix des espèces

Les expériences seront réalisées chez des souris génétiquement modifiées. La souris a été choisie car c’est un excellent modèle pour étudier la physiologie des mammifères dans une population homogène d’animaux. Les souris présentent un système nerveux suffisamment développé pour permettre une extrapolation des résultats à l’espèce humaine. Une autre raison pour utiliser la souris est la possibilité de manipuler de types précis de cellules chez des animaux transgéniques. Pour le génotypage et les biopsies, les souriceaux ont entre 5 et 10 jours, âge a quel il est possible de tatouer les coussinets des phalanges. L'expérimentation est menée sur des animaux adultes entre 2 à 5 mois ce qui nous permet de faire nos protocoles et traitements.

  • Recherche appliquée
    • Troubles endocriniens
Souris : 3892
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 3892
▲ -
Devenir
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 -
 -
 3892

3 892 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, chacune pouvant subir jusqu'à treize tests de force, treize mesures de motricité et treize échocardiographies sous anesthésie gazeuse. Un quart d'entre elles, celles dont le gène est aboli, développent une cardiomyopathie vers huit semaines et meurent vers douze, en perdant du poids et en adoptant une posture anormale à partir de la onzième. Les nouveau-nés reçoivent une injection intraveineuse après immobilisation par hypothermie sur de la glace humide, et les animaux circulent entre trois établissements. Toutes sont tuées pour prélèvements terminaux, le porteur écrivant espérer restaurer la protéine défectueuse avant d'envisager un essai chez l'humain.

Objectifs

Les mutations du gène d’intérêt provoquent une maladie rare affectant le cerveau, le cœur et le foie. Ce type de maladie se manifeste dans les premiers mois de la vie et la majorité des enfants meurent vers l'âge de deux ans. À ce jour, il n'existe aucun traitement pour cette maladie. Le gène d’intérêt code pour une protéine essentielle pour la production d'énergie dans nos cellules. L’objectif général de ce projet est de développer un traitement pour la maladie causée par des mutations du gène d’intérêt par thérapie génique chez les souris. En particulier, nous allons développer des vecteurs thérapeutiques pour transporter la version normale du gène d'intérêt humain dans le corps des souris malades. L’expression de la version normale du gène d'intérêt peut réparer les dommages causés par la mutation du gène d'intérêt. En injectant ces vecteurs thérapeutiques dans les souris malades, nous espérons restaurer la fonction de la protéine défectueuse dans les organes touchés. Ce projet est multi-site et sera réalisé sur 3 établissements.

Bénéfices attendus

À ce jour, les maladies causées par des mutations du gènes d’intérêt ne disposent toujours pas de traitement curatif permettant de les guérir ou de contrôler leur évolution. Le projet permettra de développer et d'évaluer l'efficacité thérapeutique de notre approche chez la souris. Une fois que nous aurons prouvé que notre approche de thérapie génique fonctionne sur les souris malades, nous pourrons envisager de la tester sur des êtres humains dans le cadre d'essais cliniques.

Procédures

L'élevage des animaux transgéniques se fera dans l'établissement 1 avec biospsie de la queue sur animaux vigiles (1 fois par souris). Dans l'établissement 2 seront réalisées les -Injection par voie intraveineuse dans la veine caudale (30-60 secondes par souris; 1 fois maximum par souris ), -les tests destinés à évaluer le force (5 min par souris ; 13 fois maximum par souris) -Injection par voie intraveineuse dans la veine temporale (30 secondes par souris; 1 fois maximum par souris) - injection en IV sur souriceaux immobilisés par hypothermie (en contact avec de la glace humide) (30-60 secondes par souris; 1 fois maximum par souris). Les études par imagerie non invasive et test comportementauxseront réalisées dans l'établissement 3 : -mesure de la motricité dans un milieu ouvert (10 min par souris ; 13 fois maximum par souris), échographie non invasive sous anesthésie gazeuse (20 min par souris; 13 fois maximum par souris).

Impact sur les animaux

Les souris où l’expression du gène d’intérêt est abolie (seuls 25% des souris de chaque portée) développeront une cardiomyopathie autour 8 semaines, et mourront à 12 semaines. À partir de 11 semaines, ces souris peuvent commencer à perdre du poids et avoir une mobilité réduite avec une posture anormale. Les autres nuisances que les souris subiront sont le stress pendant la contention dans un tube en plastique spécial et l’injection, le stress pendant les tests comportementaux, l’échocardiographie et le stress pendant le transport vers le centre expert de l’échocardiographie.

Devenir

Toutes les souris seront mises à mort, pour prélèvements terminaux.

Remplacement

L’utilisation d’un modèle animal est nécessaire et indispensable dans notre étude car nous devons tester l'efficacité des vecteurs thérapeutiques dans la prévention de la maladie. De plus, en testant l'efficacité thérapeutique chez les souris, qui développent normalement la maladie, nous avons la possibilité de voir si la maladie est prévenue ou si elle est retardée. En outre, l'utilisation de modèles de souris est nécessaire parce que les vecteurs thérapeutiques peuvent exprimer la version normale du gène d’intérêt de différentes manières dans les tissus et les cellules en culture..

Réduction

Afin de réduire le nombre de souris utilisées pour les expériences, nous nous sommes basés sur nos précédents travaux sur l’étude d’autres modèles murins de maladies neurologique et sur des méthodes et analyses statistiques. Pour réduire le nombre total de souris, nous testerons d'abord l'efficacité de 4 vecteurs thérapeutiques sur une partie des souris. Seul le meilleur vecteur sera utilisé après dans les études suivantes. De plus, lorsque cela est possible, les prélèvements d’une même souris seront utilisés pour plusieurs analyses. L’échocardiographie est elle-même une méthode de réduction car elle permet un suivi longitudinal des souris, par opposition à une mise à mort séquentielle.

Raffinement

Dans un contexte de raffinement adapté, les animaux seront surveillés quotidiennement par les techniciens de l'animalerie (dans les weekends par les personnes d’astreinte), et une fois par semaine par les chercheurs travaillant sur ce projet, pour détecter un éventuel état de souffrance et/ou d’angoisse. Pour minimiser la détresse causée par les symptômes de la maladie et lors de l'injection du vecteur thérapeutique, nous avons établi des critères de décision pour la mise à mort des souris lorsque cela est nécessaire. Concernant les injections le volume injecté sera réduit au minimum possible et la solution sera chauffée à la température ambiante et l'aiguille pour l'injection sera la plus fine possible. Concernant l'injection chez les souriceaux nouveau-nés, nous prendrons des mesures pour minimiser leur stress : l'éloignement temporaire de la mère et la préservation de la litière de la cage maternelle. En outre les injections des nouveau-nés seront effectuées sous anesthésie par hypothermie induite par la stimulation du petit sur de la glace humide pendant 30-60 secondes. Concernant l'échocardiographie, les souris seront anesthésiées, pour être capable de mesurer correctement les différents paramètres du système cardiaque et éviter le stress. Pour assurer le bien-être des souris, elles seront placées en cage groupée dans un milieu enrichi avec des carrés de coton, des maisonnettes et des bâtonnets à ronger. L’enrichissement social des souris sera garanti. Le transfert des souris vers le centre expert de l’échocardiographie se fera dans des cages de transport sécurisées dans des véhicules dédiés tout en réduisant les vibrations et le bruit. En plus l'échographie et les tests comportementaux ne sont effectués que 7 jours après l'arrivée des souris pour permettre leur acclimatation.

Choix des espèces

Les souris sont génétiquement, physiologiquement et anatomiquement plus proches des humains. De plus, afin de tester l'efficacité du traitement pour le développement de la thérapie génique, l'utilisation de mammifères est indispensable et les souris représentent un bon modèle. Pour nos études, nous utiliserons des souris de différentes tranches d'âge. Pour l'injection, nous utiliserons des nouveau-nés et souris juvéniles. Les tests comportementaux et les échocardiographies seront réalisés sur des souris juvéniles et adultes

  • Formation professionnelle
Souris : 1500
Rats : 750
Souffrances
▲ -
▲ -
▲ 2250
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 2250

Gavages quotidiens, prélèvements sanguins répétés, injections dans le sinus rétro-orbitaire deux fois par œil : 1 500 souris et 750 rats vont subir ces gestes pour que des personnels apprennent à les exécuter, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. L'inexpérience des apprenants peut causer une perforation de l'œsophage, une fausse route mortelle, une nécrose ou une brûlure de la queue, une section de la queue au scalpel, une éraflure de l'œil rendant l'animal borgne. L'objectif affiché reste pourtant de garantir le bien-être des animaux non-humains par la maîtrise du geste, pour cinq personnes formées par an pendant cinq ans. La mise à mort sert elle aussi d'exercice : le porteur indique qu'elle permettra à la personne formée d'apprendre la dislocation cervicale et l'appareil à hypoxie au CO2.

Objectifs

L'objectif de ce projet est de permettre au personnel de notre laboratoire de pouvoir se former aux gestes et techniques de base de notre métier. Ces procédures menées sur les animaux de laboratoire doivent être accomplies avec une maîtrise parfaite des gestes techniques pour garantir leur bien-être ou pour réduire au maximum l’inconfort résultatnt de l'expérimentation. La période d’apprentissage de l’expérimentateur est importante car elle va conditionner la qualité du travail qui sera fourni ultérieurement.

Bénéfices attendus

Le bénéfice attendu par ce projet est de former un personnel et de transmettre un savoir-faire en expérimentation animale à des personnels novices ou nécessitant une remise à niveau.

Procédures

Les administrations intra gastriques (gavages) ne doivent pas prendre plus de 15 secondes par animal que ce soit pour les souris ou pour les rats. Ils peuvent être répétés quotidiennement pour s’assurer que le geste est bien maîtrisé et qu’il n’entraîne pas de perte de poids. Les prélèvements sanguins pourront être faits jusqu’à 4 fois par animal avec un temps de récupération d'une semaine nécessaire avant de procéder à un nouveau prélèvement. Ce sera aussi l'occasion pour l'expérimentateur d'apprendre à utiliser le système dédié à l'anesthésie volatile gazeuse. Lorsque le prélèvement est maitrisé, un ultime prélèvement terminal pourra être fait en fin de procédure, il sera d’un volume plus important. S'ensuivra toujours sous anesthésie gazeuse, la mise à mort de l'animal par dislocation cervicale, toujours sous la surveillance d'une personne habilitée et expérimentée au sein de notre établissement utilisateur. Pour les souris, les administrations en sous-cutané, en intra-péritonéale, en intra-musculaire et intraveineuses pourront être faites jusqu’à 3 fois avec un minimum de 3 jours entre chaque injection. Dans le cas de l'injection intra veineuse au sinus rétro-orbitaire, chaque animal ne pourra être utilisé que 2 fois par œil injecté avec un délai de repos de 5 jours entre 2 injections. Chaque geste d’injection durera environ 10 secondes. Tous ces gestes sont effectués sous la surveillance d'une personne expérimentée au sein du laboratoire.

Impact sur les animaux

Lors des apprentissages certains effets néfastes peuvent être rencontrés dûs à l'inexpérience des utilisateurs. Lors des gavages, une irritation de l'oesophage voire la perforation est possible entrainant pour le premier une perte de poids et pour le second la perte de poids précédent la mort de l'animal. De même une fausse route entraînera la mort de l'animal. Lors des administrations intraveineuses à la veine caudale, l'injection d'une bulle d'air bien que ne devant pas se produire, pourrait arriver entrainant la mort de l'animal. Les injections répétées et/ ou ratées peuvent engendrer des lésions sur la queue de l'animal pouvant aller jusqu'à la nécrose, de même lorsque la queue est trempée dans de l'eau chaude pour dilater les veines, la brulûre de la queue est à envisager. Lors d'administrations intraveineuses au sinus retro orbitaire, une mauvaise insertion de l'aiguille peut entraîner une eraflure de l'oeil entrainant une cécité de l'oeil concerné. Une anesthésie gazeuse ou injectée mal maîtrisée peut entrainer l'arrêt cardio-respiratoire de l'animal et la mort. Lors des prélèvements de sang au sinus rétro-orbitaire l'éraflure de l'oeil avec le capilaire peut entrainer une cécité de l'oeil concerné, de même une mauvaise compression de l'oeil suivant le prélèvement peut engendrer un hématome entrainant l'exorbitation nécessitant la mise à mort de l'animal. Lors des prélèvements de sang à la veine caudale, une mauvaise maîtrise du geste de scarification au scalpel peut entrainer le sectionnement de la queue. Toutes des interventions sont qualifiées de modérées.

Devenir

A l'issue de la procédure, tous les animaux seront euthanasiés soit par dislocation cervicale, soit par hypoxie au CO2. On estime que ces animaux auront vieilli et ne seront plus suffisamment naïfs pour participer à d'autres études. De plus, ce sera l'occasion pour la personne formée d'apprendre à utiliser l'appareil à euthanasie par hypoxie au CO2 et d'apprendre la technique de dislocation cervicale sous le contrôle d'une personne habilitée et expérimentée.

Remplacement

Dans un premier temps, des vidéos ainsi que nos protocoles qualités seront mis à disposition des personnes devant se former aux gestes d'expérimentation sur les animaux. Ensuite, les apprentissages de préhension, injections et identifications par puces pourront se faire sur modèle inerte type CurVet Rat ou Mimicky Mouse. Une fois que la personne se sent suffisamment en confiance avec ses gestes, celui-ci pourra passer sur animaux vivants. L'utilisation de cadavres n'est envisageable que pour certaines actions ne nécessitant pas de visualiser une veine ou de nécessiter d'un reflux sanguin comme pour les intraveineuses. Ainsi, les cadavres pourront être utilisés pour les intra-péritonéales, les sous-cutanés ainsi que pour s'exercer à l'insertion d'un capillaire ou d'une aiguille dans le sinus rétro-orbitaire. Ils pourront également être utilisés pour les incisions de queue au scalpel ce qui permettra à l'apprenant d'appréhender le geste et les limites pour ne pas sectionner complètement la queue d'un animal vivant.

Réduction

Bien que n'ayant pas de vision à long terme du nombre de personnes à recruter et / ou former, nous estimons que la formation de 5 personnes par an est envisageable, en considérant aussi bien les besoins humains des projets en expansion que le "turn over" de la profession. En considérant 1 lot de 20 souris (ou 10 rats) pour l'apprentissage des gavages, 1 lot de 20 souris (ou 10 rats) pour les intraveineuses et un lot de 20 souris (ou 10 rats) pour les autres gestes qui peuvent être répétés tels que les IP, les sous-cutanés, cela par an pour 5 personnes en apprentissage, cela fait 15 lots de 20 souris par an et 15 lots de 10 rats par an soit 300 souris et 150 rats par an pour un total de 1500 souris et 750 rats pour la globalité du projet. Cette estimation est le maximum que nous pourrons utiliser sachant que parmi ces animaux, certains peuvent subir plusieurs gestes comme un gavage et un prélèvement sanguin. L'utilisation d'animaux de réforme n'est pas envisagée car nous n'avons pas d'élevage au sein de notre établissement utilisateur et les animaux de nos autres projets sont prévus pour une procédure précise et doivent être euthanasiés une fois la procédure achevée, il n'est pas prévu de réutilisation de ceux-ci.

Raffinement

Les apprentissages se feront dans un premier temps par le biais de vidéo éducative, puis par l'utilisation de modèle d'animaux inerte. Puis dans un second temps lorsque l'utilisation d'animaux vivants se trouvera nécessaire, une démonstration des gestes par 2 personnes du laboratoire habilitées et expérimentées sera faite. Lors de la phase d'exercice par la personne formée, celui-ci sera accompagné de personnes du laboratoire. Le formé s'occupera de ses propres animaux (change et soins) et procèdera à la pesée de ceux-ci afin de vérifier qu'ils s'alimentent et qu'il n'y pas de perte de poids nécessitant une mise à mort. Cela permettra également de former le nouvel entrant à repérer les signes de mal-être animal et de l'y sensibiliser. De plus, lorsque la personne formée se sent à l'aise avec les gestes qu'elle a acquis, une évaluation sera faite en présence du responsable du laboratoire vivo de l'établissement utilisateur ainsi que d'un assistant de recherche.

Choix des espèces

Le choix des espèces rats et souris pour ce projet de maintien de compétences et d'apprentissage de techniques est justifiée par le fait qu'il s'agit des espèces utilisées dans les programmes de recherches sur la sphère hépatointestinales effectuées au sein de notre établissement utilisateur. Les souris adultes et les rats matures seront employés car ils présentent les caractéristiques idéales pour l'apprentissage de personnel novices ou peu expérimentés

  • Recherche appliquée
    • Troubles sensoriels
Rats : 500
Souffrances
▲ 200
▲ -
▲ 100
▲ 200
Devenir
 -
 -
 -
 500

Neuf examens de la rétine, sept séances d'enregistrement d'une heure et jusqu'à quatre heures de stimulation électrique sous anesthésie : 500 rats vont être utilisés dans des procédures allant de la souffrance modérée à sévère, une partie opérée sans réveil, tous tués à l'issue pour des prélèvements post-mortem. Une partie reçoit une injection qui détruit leur rétine, d'autres portent une mutation qui les rend progressivement aveugles. La pose d'électrodes sous la rétine dure jusqu'à une heure trente, et le porteur décrit comme risques une inflammation persistante dans 5 % des cas, le décollement de la fenêtre crânienne, une hémorragie sous celle-ci ou l'arrachement du connecteur par l'animal. Le rat a été retenu parce que son œil est assez grand pour recevoir les implants, la souris ayant été écartée pour cette seule raison.

Objectifs

Les pathologies rétiniennes touchent chaque année 10 millions de personnes dans le monde. Les plus connues sont la rétinite pigmentaire (RP) et la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA) qui se caractérisent par la dégradation progressive des photorécepteurs et mènent irrémédiablement à la cécité. Afin d’améliorer la prise en charge des patients atteints, il est essentiel de disposer d’outils performants pour les diagnostiquer le plus tôt possible et de développer des stratégies de restauration visuelle qui pallient les traitements médicamenteux actuels inefficaces. Divers types d’interfaces cerveau-machine ont été développés ces dernières années pour le diagnostic (enregistrement des signaux électrophysiologiques via des électrorétinogrammes) et pour la restauration visuelle (stimulation électrique des neurones résiduels). Le matériau des électrodes joue un rôle majeur dans les performances et la longévité de ces interfaces. Par exemple, les prothèses actuelles en tests cliniques ne permettent pas une résolution spatiale suffisante pour l’autonomie complète du patient aveugle. De même, les électrodes actuelles en or utilisées en diagnostic clinique ne fournissent pas une précision optimale pour la caractérisation des fonctions rétiniennes. Les matériaux carbonés possèdent de prometteuses propriétés électrochimiques qui permettraient une stimulation électrique plus efficace et/ou une restitution plus fidèle des signaux neuronaux rétiniens. L’objectif de ce projet est de démontrer la performance de ces nouveaux types d’implants, aussi bien dans la détection de signaux rétiniens anormaux (diagnostic) ou bien dans la stimulation électrique sous-rétinienne à la manière de photorécepteurs artificiels (thérapeutique). Cette étude sera menée sur deux modèles murins. Pour les implants en mode diagnostic, la validation fonctionnelle sera effectuée par enregistrements de l’activité de l’œil in vivo (électrorétinogrammes). En mode thérapie (restauration visuelle) la validation fonctionnelle sera réalisée par stimulation électrique de la prothèse et enregistrement simultanée des signaux corticaux.

Bénéfices attendus

Ce projet a pour but de démontrer la supériorité des matériaux carbonés incorporé dans des interfaces cerveau-machine en permettant un enregistrement d’électrorétinogrammes (ERG) de qualité plus fine ainsi qu’en apportant une stimulation électrique plus stable et plus performante dans le temps. Ces implants, biocompatibles et plus performants que les prothèses classiques métalliques, permettront la mise en place d’une nouvelle génération d’interfaces dans l’espoir d’une translation clinique chez l’humain pour le diagnostic précoce de pathologies liées à la dégénérescence de l’épithélium rétinien pigmentaire (RPE) et pour la restauration visuelle.

Procédures

Les animaux sont soumis aux interventions suivantes : Injection d’un composé chimique induisant une dégénération de la rétine (5 min) : 1 fois par rat sous anesthésie générale et analgésie. Enregistrements des signaux rétiniens sur rats (1h) : 7 séances par animal sous anesthésie générale pour les rats normaux, et 5 fois par rat atteint de dégénérescence progressive de la rétine sous anesthésie générale (fixe) Examens de la rétine : - les rats normaux seront imagés un jour avant chaque session d’enregistrements rétiniens 7 fois sous anesthésie générale fixe, pendant 10 min. - les rats rat atteint de dégénérescence progressive de la rétine seront imagés 5 fois afin d’observer la dégénérescence sous anesthésie générale fixe, pendant 10 min. - Tous les rats avec des implants sous la rétine feront 9 examens de la rétine, le tout sous anesthésie générale fixe pendant 10 min. Chirurgie pour implantation sous la rétine d’électrodes : - rats normaux et aveugles, 1 fois par animal avec ou sans réveil pendant au maximum 1h30 sous anesthésie générale et sous analgésie Imagerie du cerveau et stimulation électrique de l’implant sous-rétinien sous anesthésie fixe - les rats avec un implant rétinien seront imagés et stimulés pendant 4h avec euthanasie à la fin de l’expérience. - autres rats avec un implants rétinien seront imagés sur 8 séances pendant 1h30. Mesures des propriétés électrochimiques l’implant : - les rats implantés avec un implant sous la rétine feront l’objet de mesures électrochimiques sur 9 séances, pendant 1h30/séance, sous anesthésie générale.

Impact sur les animaux

Durant les chirurgies une mauvaise réaction à l’anesthésie peut survenir tel que : stress thermique, détresse cardio-respiratoire, arrêt cardiorespiratoire (rare). Les anesthésies par injection intrapéritonéales répétés peuvent engendrer à terme une résistance à l’anesthésie. Pour les animaux implantés en sous-rétinien, une éventuelle inflammation au niveau du site d’implantation peut apparaître, se résorbant naturellement généralement sous 7 jours (95 pour cent des cas). Dans les cas où l’inflammation ne se résorbe pas (5 pour cent), le rat sera surveillé, re-imagé à 14 jours et gardé s’il ne montre pas de signes de douleur, détresse ou de problèmes oculaires (paupière gonflée, paupière fermée, cataracte). La pose d’implants chronique avec fenêtre/aminci cranial peut engendrer dans les 3 premiers jours post-chirurgie un stress physique et une perte de poids, en plus du stress social lié à son isolement en cage. Il existe également un risque que la fenêtre chronique se décolle, que les fils de suture sautent (auxquels cas ils doivent être immédiatement recousus), qu’il y ait une hémorragie sous la fenêtre, ou encore que l’animal arrache le connecteur.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à l’issue de chaque procédure. En effet, des prélèvements et analyses complémentaires sont nécessaires post-mortem.

Remplacement

Dans ce projet, l’enregistrement des électrorétinogrammes ainsi que la transmission de l’information visuelle au cerveau suite à un stimulus électrique ne peuvent pas être réalisés par des expérimentations ex vivo. Le suivi des caractéristiques électrochimiques dans des conditions proches de l’humain n’a de sens qu’évalué in vivo chez le rongeur en pré-clinique. De même, les activations neuronales et variations de flux sanguin mesurées par les techniques d’imagerie par ultrasons au niveau du cortex visuel ne peuvent être observées que sur un cerveau en fonctionnement. L’utilisation du modèle animal est donc indispensable.

Réduction

Basé sur l’expertise du laboratoire, sur des projets proches, le nombre d’animaux a été estimé pour obtenir un nombre minimum de résultats significatifs tenant compte des éventuelles pertes dues à une mauvaise implantation, une mauvaise réaction à l’anesthésie, ou par atteinte des points limites durant les procédures expérimentales. La rédaction d’un protocole précis ainsi que la bonne maîtrise des outils de chirurgie et d’imagerie par les expérimentateurs correspondants permet de minimiser les pertes inutiles. Une analyse de puissance statistique a été faite et le nombre d’animaux utilisé par protocole expérimental a été estimé en vue d’atteindre un compromis entre une puissance élevée et un nombre d’animaux raisonnable. Ceci implique l’utilisation de 500 animaux au total.

Raffinement

Les animaux en provenance de l’extérieur observeront une période d’acclimatation de 5 jours minimum, et sont hébergés en binôme avant le début des expériences. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation en vigueur pour l’espèce utilisée. Les animaux sont examinés quotidiennement par le personnel qualifié de l’animalerie et/ou les expérimentateurs. Lors des différentes procédures, les animaux bénéficieront d’une anesthésie gazeuse ou fixe intrapéritonéale prodiguée par une seringue et une aiguille. Un analgésique, un anesthésiant local et un anti-inflammatoire seront administrés afin que l’animal sous anesthésie ne ressente aucune douleur pendant l’expérimentation. La douleur post-opératoire est gérée par l'administration d'analgésique jusqu’à 3 jours post-opération. Une signalétique spécifique mise en place permettra une surveillance quotidienne adaptée des animaux en expérimentation tout particulièrement pour les chirurgies. Tout signe d’inconfort ou de détresse sera pris en compte tels que l'apparence et la position anormale, dos courbé, position couchée sur le côté ; comportements anormaux : agressivité soudaine, abattement, inactivité, vocalisation et mutilation, isolement, réduction de la mobilité. Des points limites adaptés au projet ont été définis.

Choix des espèces

Les rats présentent une architecture de l’œil très proche de celui humain, une organisation de la rétine similaire. Nous utilisons généralement dans le cadre de nos études des rats normaux, dont la taille de l’œil est adaptée à celle des implants fabriqués. Un modèle plus petit tel que les souris n’aurait pas convenu, du fait du trop petit diamètre de l’œil comparé aux implants de diagnostic et de stimulation électrique. Leur rétine devient mature à partir de 8 semaines d’âge, aussi nous les utiliserons à partir de 9 semaines. Des rats de lignée transgénique modélisant la rétinite pigmentaire montre une dégénérescence des photorécepteurs au bout d’environ 9 mois. Nous les utiliserons à partir de cet âge là. Ce modèle génétiquement modifié n’est pas à phénotype dommageable. En effet, La mutation induite entraîne la dégradation progressive des photorécepteurs et donc une cécité progressive, mais pas de douleur, détresse ou souffrance supérieure à celle causée par l’introduction d’une aiguille. Nous utilisons également un autre un modèle de dégénérescence héréditaire de la rétine qui débute à partir de 3 semaines post-naissance. Les enregistrements classiques des signaux rétiniens à partir de 3 mois d’âge montrent un signal plat du fait de la dégénérescence totale. Nous les utiliserons à partir de 2 semaines d’âge jusqu’à 2 mois d’âge, afin de visualiser l’évolution des signaux rétiniens avec l’avancée de la pathologie.

  • Recherche appliquée
    • Troubles musculosquelettiques
Souris : 1880
Souffrances
▲ -
▲ 240
▲ 1640
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 1880

Toutes tuées à l'issue pour prélever leurs muscles, leur diaphragme et leur cœur, 1 880 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Porteuses de la mutation humaine de la dystrophie myotonique de type 1, activée par un antibiotique ajouté à la nourriture, elles reçoivent une à quatre injections intraveineuses sous anesthésie, deux prélèvements sanguins, des mesures de force d'agrippement, une échographie cardiaque et un électrocardiogramme. Une chirurgie de quinze minutes sous anesthésie profonde sert à mesurer la force musculaire, la mise à mort suivant immédiatement, avant tout réveil. Le porteur affirme que les souris ne montrent aucun signe de douleur même après plusieurs mois d'induction du phénotype, et renvoie le bénéfice attendu, un médicament, à un éventuel passage ultérieur en essai clinique.

Objectifs

La Dystrophie Myotonique de type 1 (DM1) est une des maladies neuromusculaires les plus fréquentes chez l’adulte. Cette maladie est caractérisée par de multiples symptômes parmi lesquels des atteintes musculaires (faiblesse et fonte musculaire, problème de relaxation), cardiaques (trouble du rythme) et neurologiques, particulièrement invalidantes. Actuellement il n’existe pas de traitement pour cette maladie mais de nombreuses approches thérapeutiques sont évaluées en laboratoire et en essais cliniques chez l’homme. L’utilisation de modèles animaux qui reproduisent des symptômes moléculaires et fonctionnels de la maladie est cruciale pour ces études. Un nouveau modèle murin de la DM1 qui exprime la mutation humaine et reproduit les symptômes musculaires a été caractérisé. Ce modèle qui combine les qualités des deux modèles précédemment les plus utilisés va devenir une nouvelle référence pour les études préclinique de composés thérapeutiques pour cette maladie. Dans ce contexte, l’objectif de ce projet est d’utiliser ce modèle pour évaluer plusieurs nouvelles approches thérapeutiques innovantes développées par le laboratoire. L'objectif à long terme reste d'identifier un composé thérapeutique capable d'aller en essai clinique chez l’homme et à terme devenir un médicament.

Bénéfices attendus

La dystrophie myotonique de type 1 (DM1) est la maladie musculaire la plus fréquente chez l’adulte (1 personne sur 8000 en moyenne au niveau mondial) et est très invalidante. Il n’y a encore aucun médicament pour cette maladie. L’attente des patients pour un traitement ciblé est donc très forte. L’objectif principal de ce projet est la validation de composés thérapeutiques innovants, développés dans notre laboratoire, qui permettraient une amélioration des symptômes spécifiques à la maladie dans le modèle murin, pour ensuite passer à des essais chez l’homme et avoir un médicament spécifique. Les composés évalués dans ce projet pourraient à terme bénéficier, en théorie, à tous les patients atteints de DM1. Par ailleurs, ce projet va également permettre de valider ce nouveau modèle murin comme modèle de référence pour l’évaluation d’approches thérapeutiques qui profitera ainsi à toute la communauté scientifique DM1 et donc accélérer le développement et à la validation d’autres médicaments pour la maladie.

Procédures

Les animaux feront l'objet d'injections en intraveineuse, sous anesthésie. Il y aura, selon les procédures, entre 1 et 4 injections espacées de 2 semaines. Chaque injection prend moins de 2 min par souris. Les souris feront également l'objet de prélèvements sanguins. Cette intervention de moins de 5 min se fera deux fois, un début et en fin de procédure avant l’euthanasie des animaux. Une partie des animaux fera l'objet d'évaluations fonctionnelles non-invasives (mesure de force d’agrippement, échographie cardiaque, électrocardiogramme, mesure de respiration). Enfin, les animaux feront l'objet d'une procédure de mesure de force nécessitant une intervention chirurgicale d’environs 15 min sous analgésie et anesthésie profonde. Cette mesure sera immédiatement suivie par l'euthanasie des animaux avant leur réveil.

Impact sur les animaux

En présence d’inducteur dans la nourriture, les souris vont développer un phénotype, très similaire à celui des patients atteints de Dystrophie Myotonique de type 1 (DM1), caractérisé par de la myotonie (défaut momentané de relaxation musculaire après une contraction) et de la faiblesse musculaire provoquant une baisse générale d’activité. Cependant nos études montrent que les souris ne montrent pas de problème à se déplacer ou à se nourrir. De plus les souris ne montrent pas de signe de douleur même après plusieurs mois d’induction. Donc les nuisances ou effets indésirables qu’elles pourraient expérimenter seront surtout liés à ce phénotype DM1, que nous cherchons à obtenir, similaire à celui des patients et aux procédures dont elles feront l’objet (pour l’identification à l’animalerie d’élevage ou les procédures du projet). A cause des actes dont elles feront l’objet, les souris pourraient ressentir une gêne au point d’injection/prélèvement, et une détresse légère lors des manipulations (comme la mesure du poids chaque semaine à partir du début du protocole ou la contention pour les injections). Les animaux pourraient également subir un stress thermique dû à l’anesthésie ainsi qu’éventuellement une petite hémorragie temporaire suite au prélèvement sanguin. Concernant les effets indésirables dus au traitement, des versions similaires aux composés qui seront évalués dans cette étude ont déjà tété injectées dans des modèles murins d’autres pathologies musculaires et n’ont pas montré de signes évidents d’effets secondaires délétères.

Devenir

Tous les animaux qui entreront dans ce projet (soit un maximum de 1880 souris) seront euthanasiés à la fin de la procédure à laquelle ils seront associés. En effet, dans le cadre de l'évaluation d'approches thérapeutiques comme celles décrites dans ce projet, nous devons vérifier la correction des symptômes moléculaires au niveau des organes atteints. Dans le cas du modèle murin de la maladie que nous étudions (Dystrophie myotonique de type 1), nous devons vérifier l'efficacité de notre traitement au niveau des muscles, du diaphragme et du cœur, ce qui rend strictement nécessaire l’euthanasie en fin de procédure afin de prélever ces organes. Ces marqueurs moléculaires sont très spécifiques à la maladie et corrèlent très bien avec l'état de sévérité et donc également avec l'efficacité du traitement. Ces études d'efficacité seront complétées par l'analyses de marqueurs sanguins pour déceler une éventuelle toxicité.

Remplacement

Dans un objectif de REMPLACEMENT, une sélection in vitro des composés thérapeutiques dans des modèles cellulaires de la maladie (Dystrophie Myotonique de Type 1 ou DM1) sera effectuée avant toute utilisation dans un organisme vivant. Cependant les modèles in vitro de cellules musculaires restent imparfaits puisqu’ils ne reproduisent pas le contexte tissulaire adulte de la fibre musculaire qui est une cellule hautement spécialisée et différenciée. L’évaluation in vivo de l’efficacité des différents composés thérapeutique nécessite d’avoir recours à des modèles de souris transgéniques qui expriment la mutation humaine DM1 et reproduisent la pathologie au niveau moléculaire et surtout physiologique. Ainsi, seuls les composés montrant une forte efficacité sans effet délétère seront injectés dans un premier temps en intramusculaire puis par voie intraveineuse dans les souris DM1.

Réduction

Afin de REDUIRE et d’optimiser le nombre d’animaux, le protocole d’étude a été développé avec une réduction du nombre d’animaux utilisés dans la mesure où tous les animaux issus des croisements (sans distinction de sexe) seront utilisés. Les souris n’ayant pas les symptômes d’intérêt seront utilisées comme contrôles négatifs dans les différentes expériences. De plus, le protocole est établi de manière à ce que chaque animal testé permette d’obtenir le plus de résultats possibles (études fonctionnelles et analyses moléculaires sur plusieurs organes comme les muscles et le cœur). Enfin ce projet se déroulera en plusieurs étapes. Ainsi la réussite de la première étape détermine la poursuite, la mise en place et l’utilisation des animaux prévus dans la seconde étape, et ainsi de suite. Nos études précédentes, ainsi que l’utilisation d’un logiciel de statistiques, nous ont permis de déterminer le nombre minimum de souris à utiliser afin de nous permettre d’évaluer de façon correcte les paramètres observés et assurer la distribution normale de nos données. Ensuite les groupes seront comparés grâce à des tests statistiques appropriés. Pour ce projet, un maximum de 1880 animaux sera utilisé.

Raffinement

Finalement, dans le but RAFFINER le protocole et, en conformité avec la réglementation, toutes les précautions seront prises afin de réduire à son maximum le stress et la souffrance animale. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation avec un cycle jour /nuit automatique : les animaux sont hébergés avec leurs congénères (l’hébergement individuel est limité au maximum) en portoirs ventilés avec un système d’abreuvement automatique et un accès illimité à la nourriture et l’eau. Le milieu est enrichi avec un des enrichissements suivants : carré de lanière kraft, rouleau en carton, bâtonnet en bois ou abri en carton. Si un animal se retrouve isolé (seul mâle d’une portée, animal arrivé seul d’un fournisseur, agression entre congénères, dernier animal dans la cage...), il bénéficiera de deux enrichissements et il sera vérifié par la structure chargée du bien-être animal (SBEA) pour valider ses conditions d’hébergement. Les conditions de températures et d’hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Les animaux sont surveillés quotidiennement. Afin de réduire la souffrance et le stress des animaux, des points limites (spécifiques à chaque protocole mis en place) ont été établis et un suivi du bien-être des animaux sera réalisé régulièrement. Des modifications importantes de comportement laissant supposer une douleur ainsi qu’une de perte de poids importante seront considérés comme critères d’arrêt en cours d’expérimentation et conduiront à l’euthanasie des animaux concernés. Par ailleurs au cours des différentes procédures, tout acte le nécessitant sera accompagné d’une anesthésie et d’un traitement préventif de la douleur. De plus, une surveillance accrue des animaux sera effectuée pendant une à deux heures après chaque acte.

Choix des espèces

L’efficacité d’une approche thérapeutique pour la Dystrophie Myotonique de Type 1 (DM1) doit être validée sur un modèle animal de cette pathologie. A ce jour, des modèles murins, drosophile et poisson-zèbres ont été décrits pour la maladie. Cependant seuls les modèles murins montrent des symptômes robustes (physiologiques et moléculaires) similaires à ce qui est observé chez les patients. L’étude des différents modèles murins a permis la compréhension de plusieurs symptômes observés chez les patients. Dans ce contexte, le modèle murin DM1, utilisé pour ce projet, présente un énorme avantage : il a la mutation humaine qui ne s’active qu’après l’ajout d’un inducteur (ici un antibiotique : la doxycycline) dans la nourriture. Les souris ne présentent donc pas de symptômes pendant les périodes d’élevage. Quand on active la mutation, à l'âge adulte, les souris développent un phénotype similaire à ce qui est observé chez les patients DM1 : caractérisé par de la myotonie (défaut momentané de relaxation musculaire après une contraction et qui donne son nom à la maladie), de la faiblesse musculaire et de forts défauts moléculaires dans plusieurs organes. Aucune mortalité n’est observée. Pour le projet, les souris seront utilisées à l’âge adulte, quand tous les organes, et surtout les muscles, sont bien développés et que la croissance est terminée.

  • Recherche appliquée
    • Troubles nerveux
Souris : 214
Souffrances
▲ -
▲ 108
▲ 106
▲ -
Devenir
 -
 -
 118
 96

Pour mesurer si l'exercice physique améliore la tolérance d'un antipsychotique, 214 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Un groupe reçoit une injection quotidienne de phencyclidine pendant quatorze jours, censée reproduire des symptômes de schizophrénie, puis de l'aripiprazole dans l'eau de boisson, deux séances d'imagerie sous anesthésie générale et un mois de tests comportementaux. Parmi eux, l'inhibition du réflexe de sursaut place chaque souris une trentaine de minutes dans un dispositif qui lui inflige trente sursauts mesurés. 118 souris pourront être réutilisées dans d'autres protocoles, les 96 autres étant tuées par perfusion-fixation pour prélever leurs tissus.

Objectifs

La schizophrénie est une pathologie psychiatrique fréquente (1% de la population), qui regroupe des troubles multiples, liés à la pathologie elle-même, au style de vie des patients mais aussi aux traitements et au caractère chronique de leur prise. Hormis les troubles directement liés à la pathologie, le style de vie des patients fait souvent empirer la situation (sédentarité, hygiène négligée, troubles du sommeil, mauvaise alimentation…). S’ajoutent à cela les effets indésirables et inévitables des traitements, qui sont généralement des traitements à vie. De façon très intéressante, la plupart de ces problèmes peuvent être en partie contrebalancés par l’activité physique, reconnue pour être un moyen non-pharmacologique très puissant pour améliorer la santé, non seulement physique mais aussi mentale. De plus en plus d’études révèlent que l’activité physique stimule les fonctions cérébrales en augmentant notamment le nombre de cellules gliales, de neurones, de synapses, et de dendrites, et de vaisseaux sanguins. De tels effets sont associés à une amélioration de la cognition et à une augmentation de la résistance au stress, aussi bien chez l’homme que chez l’animal. L’objectif de ce projet est d’une part, d’approfondir dans des modèles murins de schizophrénie l’impact d’un protocole d’entraînement physique sur l’efficacité et la tolérance d’un traitement chronique par l’aripiprazole (antipsychotique le plus prescrit en France) et d’autre part d’appréhender les mécanismes neurobiologiques sous-jacents à ces modulations physiologiques. Il s’organise en 2 parties. La première vise à développer un système innovant de suivi de l’activité physique volontaire chez des souris ne nécessitant pas d’isoler les animaux. Il sera d’abord testé chez des souris saines puis chez un modèle animal de schizophrénie (délétion du gène de la sérine racémase), connu pour son hyperactivité. La seconde partie est dédiée au traitement chronique, soit par l’aripiprazole, soit par l’entraînement physique ou les deux, d’un modèle animal de schizophrénie induit par l’administration subchronique de phencyclidine.

Bénéfices attendus

Ce projet préclinique s’inscrit en parallèle d’un essai clinique visant à démontrer les effets bénéfiques de l’activité physique adaptée chez les patients souffrant de schizophrénie. Les données recueillies chez l’animal permettront d’apporter des arguments scientifiques supplémentaires sur les bienfaits de l’activité physique sur le cerveau et sur la prévention des effets secondaires des antipsychotiques. La réalisation de ce programme permettra d’affiner la connaissance des mécanismes d’une part, sous tendant les effets bénéfiques de l’activité physique sur les altérations comportementales, anatomiques, électrophysiologiques et neurobiologiques en lien avec la schizophrénie et d’autre part, d’approfondir les mécanismes d’action synergique entre une telle activité physique et un traitement pharmacologique dans ce contexte. Il permettra enfin de développer de nouveaux outils pour le suivi d’activité physique (roues), avec des applications potentielles dans d’autres pathologies.

Procédures

Dans la première partie du projet, les animaux seront soumis à un suivi d’activité dans les roues durant 3 semaines. Dans la seconde partie du projet, les animaux seront soumis à environ 3 mois de suivi, avec 3 semaines d’induction du modèle, 7 semaines de traitements et 1 mois de tests comportementaux. Le modèle consiste en l’injection sous cutanée (durée : 1 minute) quotidienne d’un psychotrope durant 14 jours consécutifs. Le traitement consiste en l’administration d’un antipsychotique dans l’eau de boisson avec ou sans activité physique (roue). Pendant cette période, 2 sessions d’imagerie d’une heure maximum seront réalisées (anesthésie générale). Des séries de tests comportementaux seront ensuite réalisés, dont une majorité directement dans la cage d’hébergement (Intelllicage). L’inhibition du réflexe de sursaut sera évaluée en une seule session d’une durée d’environ 25 min pour chaque souris. La sociabilité de l’animal sera évaluée lors d’une session de 10 minutes. Enfin, une partie des souris seront mises à mort par la méthode de perfusion/fixation qui dure environ 15 minutes.

Impact sur les animaux

Pour les 2 parties du projet, l’utilisation d’isoflurane par voie inhalée pour l’anesthésie est à prendre en considération par son effet relativement désagréable durant quelques instants au niveau des muqueuses, et par la perte de connaissance qu’il induit. Pour la seconde partie du projet, s’ajoutent les nuisances liées au modèle animal et aux évaluations. Pour le modèle "PCP", outre les aspects stressants des injections quotidiennes de phencyclidine (PCP) (durée d’injection : environ 1 minute), ces administrations induisent des modifications comportementales qui miment certains symptômes rencontrés dans la schizophrénie (hyperlocomotion, troubles sociaux, troubles de mémoire, etc.) et qui sont la base du modèle de cette pathologie. Il ne s’agit pas à proprement parler de douleur mais d’une certaine déstabilisation du fonctionnement du cerveau qui peut induire une certaine angoisse. Le traitement antipsychotique n’a pas d’effet aigu notable et l’imagerie est réalisée sous anesthésie générale (1 heure maximum par session). Enfin, un certain niveau de stress sera possiblement lié aux tests comportementaux qui seront réalisés. Les évaluations comportementales en Intellicage sont en majorité des tests d’activité spontanée qui ne sont pas décrits pour induire un stress marqué. Seuls les tests d’impulsivité et la limitation temporelle de l’accès à l’eau peuvent induire un certain stress mais pas de douleur. Pour les autres tests, celui de l’inhibition du réflexe de sursaut peut aussi générer un stress. En effet, les animaux sont placés pour une durée d’environ 30 minutes dans le dispositif et les sons diffusés entraînent des sursauts qui sont mesurés (30 essais).

Devenir

Les animaux de la première partie du projet pourront tous être réutilisés, de même que les 10 « souris stimulus » utilisées dans le test de sociabilité de la seconde partie du projet. Les autres animaux de la seconde partie du projet seront mis à mort pour réaliser des prélèvements d’échantillons biologiques.

Remplacement

Dans la mesure où le projet présenté ici concerne une pathologie psychiatrique très complexe mettant en jeu de multiples facteurs liés au fonctionnement du cerveau, facteurs qui ne sont pas tous connus, ni maitrisés, il y a absolue nécessité de réaliser des études comportementales (in vivo). Par ailleurs, les aspects comportementaux qui seront étudiés et qui miment les symptômes très invalidants que vivent les patients, ne peuvent à l’heure actuelle pas être modélisés d’une autre manière.

Réduction

Le nombre d’animaux a été calculé au plus juste en fonction du niveau d’effet attendu en imagerie (réduction du volume de certaines structures cérébrales de 10% par exemple) et pour les études comportementales, pour obtenir une puissance statistique suffisante. Les données seront comparées par des tests non-paramétriques et/ou paramétriques en fonction de leur distribution. La première partie du projet contiendra des mâles et des femelles, afin d’évaluer les différences d’activité entre les sexes mais pour la seconde partie du projet, un seul sexe sera testé (mâles) afin de limiter le nombre de groupes d’animaux. Il est indéniable qu’une comparaison mâle / femelle serait idéale, cependant, cette étude est une preuve de concept et la pathologie cible, la schizophrénie, connue pour présenter des symptômes plus graves chez les patients masculins. Le suivi longitudinal par imagerie IRM permettra aussi de réduire le recours aux méthodes ex vivo.

Raffinement

Diverses mesures seront prises pour raffiner les expérimentations qui ne seront réalisées que par du personnel formé. Après leur arrivée au laboratoire, les animaux seront stabulés dans des cages contenant un igloo en papier mâché et des lamelles de papier kraft afin d’assurer un enrichissement, permettant aux animaux de trouver un abri en cas de conflit et d’avoir une activité minimale (construction de nid). Ils seront laissés au repos sans intervention (hormis la surveillance quotidienne et le change de cage bi-hebdomadaire) durant 1 semaine (habituation au cycle inversé jour / nuit), puis seront manipulés régulièrement durant la durée totale du projet afin de les habituer au contact humain. L’accès à une roue constitue aussi un enrichissement par rapport aux cages standards, en augmentant l’espace disponible pour les animaux et en permettant de faire de l’activité physique. Le traitement à l’aripiprazole sera administré dans l’eau de boisson, ce qui réduit le stress des animaux par rapport à un traitement par gavage. L’utilisation du système Intellicage permettra de réaliser des tests directement dans la cage d’hébergement en groupe, ce qui réduit le stress des animaux par rapport aux méthodes standards (isolation des animaux pour un suivi individuelle des performances). Enfin, l’utilisation d’anesthésique volatil et d’analgésique sera effectuée pour l’implantation des puces, l’imagerie et la mise à mort.

Choix des espèces

L’espèce choisie est la souris (Mus musculus). Il s’agit comme le rat, d’un animal sur lequel ont été mis au point des modèles de schizophrénie très utiles à la recherche des dysfonctionnements cérébraux liés à cette pathologie. La souris est une espèce plus facile que le rat à maintenir, en termes de coût et de place. Son comportement est bien connu et détaillé dans la littérature et sa proximité génétique avec l’espèce humaine permet d’accéder à des mécanismes cérébraux communs et à des fonctions cognitives et des comportements en beaucoup de points similaires et mesurables (mémoire à court et à long terme, sociabilité, exercice physique, réflexe de sursaut, activité spontanée). Par ailleurs, la sérine racémase ainsi que les cibles pharmacologiques des traitements sont présentes chez l’homme et la souris (récepteurs NMDA pour la PCP et récepteurs dopaminergiques et sérotoninergiques pour l’aripiprazole) et sont caractérisées par une activité fonctionnelle similaires dans les 2 espèces. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (à partir de 8 semaines), à un âge auquel les grands systèmes physiologiques sont matures. Cela correspond à l’âge d’apparition de la pathologie chez les patients.