Procédures modérées
Etude des caractéristiques pharmacocinétiques des composés d’intérêts administrés par voie intra-veineuse, voie intrapéritonéale ou voie orale en dose unique chez le rat ou chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Rats : 780
1 560 souris et rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Chaque animal reçoit une administration unique d'un composé par voie orale, intrapéritonéale ou intraveineuse, subit jusqu'à deux prélèvements de sang au sinus rétro-orbitaire sous anesthésie, puis est tué et exsanguiné par perfusion intracardiaque, pour mesurer le devenir des molécules dans l'organisme avant leur passage vers des programmes ciblés. Le porteur décrit un projet "généraliste" en amont, servant de filtre de sélection des molécules, et estime les nuisances faibles hormis une éventuelle toxicité aiguë. Sur le remplacement, il concède que des tests in vitro miment la métabolisation hépatique mais conclut que le modèle animal est "incontournable" pour la pharmacocinétique.
Objectifs
Les propriétés physico-chimiques des composés étudiés leur confèrent des propriétés pharmacocinétique et pharmacodynamique in vivo. Pour étudier l’efficacité pharmacologique des molécules dans un modèle donné ou dans une pathologie précise, il est nécessaire de savoir comment la molécule se comporte une fois administrée à un organisme vivant. C'est-à-dire quelle sera son impact et son devenir dans un organisme dans lequel elle est administrée. Le projet décrit ici a donc pour objectif de détailler des procédures de pharmacocinétiques expérimentales préalables au développement des molécules innovantes dans diverses pathologies. Pour être efficaces, les molécules doivent pouvoir atteindre leur cible, une fois administrées, car les molécules subissent une métabolisation ou une dégradation puis une élimination, la voie d’administration sera donc aussi un facteur essentiel sur la biodisponibilité de la molécule dans l’organisme. Ce projet « généraliste » se place donc en amont de nos programmes de recherches spécifiquement dédiés à une pathologie, il est composé de procédures expérimentales standardisée (voies IP, IV ou PO chez rats et souris) pour les études des caractéristiques PK (pharmaco kinetic en anglais) des molécules qui viendront alimenter les programmes de recherches avals. Ces procédures préalables nécessitent peu d’animaux au regard de l’ambition des programmes menés, ils permettent d’ajouter un filtre supplémentaire dans notre arbre de sélection des nouvelles molécules qui seront destinées aux études d’efficacité chez l’animal. L’ensemble des procédures décrites dans ce projet appliquées à des souris et des rats nécessitera l’emploi de 1560 animaux pour la durée de 5 années que couvre ce projet.
Bénéfices attendus
Ces études préalables aux études d’évaluation de l’efficacité des composés dans les modèles développés dans une pathologie données, permettent de déterminer les conditions optimales d’administration des principes actifs étudiés. Cela peut donc contribuer à obtenir des modèles plus qualitatifs (conditions optimales) et donc de réduire le nombre d’animaux utilisés (moins de répétitions d’étude).
Procédures
Chaque animal inclus dans les procédures 1 à 4 subira une seule administration, selon les cas elle pourra être réalisée par voie intraveineuse (IV), Intrapéritonéale (IP) ou per-os (gavage intragastrique PO). Les injections IP et IV durent 10 à 15 secondes et peuvent nécessiter l’emploi d’un dispositif de contention lorsque les IV sont faites dans la veine caudale ou au sinus retro-orbitaire. Les administrations PO durent 5 à 10 seconde et sont pratiquées sur un animal maintenu en contention manuelle. • Les procédures 1 et 2 concernent les PK plasmatiques, chaque animal inclus dans ces procédures subira au maximum 2 prélèvements sanguins, ils sont pratiqués sous anesthésie volatile par une ponction au sinus retro-orbitaire faite par un capillaire en verre. Chaque prélèvement dure environ 20 seconde. •Les procédures 3 et 4 concernent les PK plasmatiques et tissulaire, chaque animal inclus dans ces procédures subira un prélèvement sanguin unique (terminal) réalisé sous anesthésie volatile (durée 20 secondes) par une ponction au sinus retro-orbitaire faite par un capillaire en verre. L’anesthésie volatile sera maintenue afin de procéder à l’euthanasie puis à l’exsanguination rapide par une perfusion intracardiaque (durée 30-40 secondes) d’une solution physiologique héparinée.
Impact sur les animaux
Les nuisances sont produites par les administrations des composés, et sont estimés faibles ou modérées et uniquement produites lors des administrations par voie intraveineuse (au sinus retro-orbitaire) pour lesquelles le recours à l'analgésie est prévue. Les prélèvements sont effectués sous anesthésie et ne produisent pas d'inconfort autre que celui de l'état de l'animal au sortir de son anesthésie. On ne peut pas occulter l’éventualité d’une toxicité aigue post administration du composé étudié mais comme les produits utilisés ne sont administrés qu’une seule fois et qu’ils sont dosés faiblement, , la probabilité d’observation de signes clinique est très minime, mais permettrait les cas échéant de juger de la sévérité de la souffrance et de l’atteinte de points limites qui déclenchent un arrêt anticipé.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort en fin de procédures expérimentale. Dans le cas des procédures 1 et 2, bien que nous n'étudions que l'exposition plasmatique, nous mettrons les animaux à mort car il ne peuvent en aucune mesure être employés dans d'autres études ( ils ne sont plus naifs et ont pu stocker des quantités de composés ou de ses métabolites). Dans les cas des procédures 3 et 4, ils sont mis à mort au temps de cinétiques indiqués pour les mesures d'exposition des composés dans les organes clés du métabolisme (foie, reins, etc )
Remplacement
L'objectif principal est d'évaluer la pharmacocinétique de nos molécules suite à une administration per os qui est la voie la plus utilisée dans la Pharmacopée. Cette voie d’administration impose aux molécules un 1er passage entérohépatique lors duquel se déroulent de nombreuses modifications chimiques, même si des tests de stabilité mimant l’action des cytochromes peuvent être appréhendés in vitro, le modèle animal est incontournable pour la réalisation des études de pharmacocinétiques. D’autres voies d’administration systémique (intraveineuse ou intrapéritonéale par exemple) vont renseigner sur les paramètres ADME, elles pourront aussi être utilisées. Ces études seront menées sur animaux sains ou sur des animaux dans un état pathologique induit expérimentalement, en effet la pharamcocinétique des produits peut être modifée dans ces circonstances.
Réduction
Les méthodes analytiques sont performantes, de faibles quantités sont décelables de minière reproductibles, cela permet de réduire considérablement le nombre d'animaux nécessaires à ces études de pharmacocinétique.
Raffinement
Le point sur lequel l'expérimentateur peut agir concerne le raffinement au moment des administrations et prélèvements au cours desquels on apporte un confort par l'utilisation d'analgésique ou de moyens anesthésiques s'ils est avéré qu'ils n'induisent pas un biais expérimental.
Choix des espèces
Les rats et les souris constituent des modèles reconnus dans la littérature scientifique pour l’étude pharmacocinétique de molécules. Les animaux utilisés seront des animaux jeunes rats adultes à adultes ( 175-200gr minimum) ou des souris adulte de 25-30 gr , il ne sera pratiqué aucune expérience sur des animaux nouveaux-nés.
Modèles précliniques de gliome chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules de glioblastome sont implantées dans leur cerveau, suivies de résection chirurgicale, d'irradiation, d'imagerie IRM et de tests comportementaux de dépression, d'anxiété, de motricité et de mémoire, pour reproduire la prise en charge des patients et évaluer de nouveaux traitements. Le porteur indique que la tumeur peut entraîner perte d'appétit, posture anormale, isolement, troubles de l'équilibre et de l'orientation, les manipulations répétées ajoutant du stress. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit la complexité d'un glioblastome et que l'animal reste le seul moyen de mener ce projet.
Objectifs
Les traitements pour les patients souffrant de glioblastome (GBM) incluent la chirurgie (pour un peu plus de 60% des cas) et la combinaison de radio- et chimiothérapie (principalement appliquée par l’utilisation de l’agent alkylant temozolomide (TMZ)). Lors d'une étude précédente nous avons mis en place un modèle animal qui récapitule la prise en charge du patient ce qui rend la validation de nouvelles approches thérapeutiques très pertinentes. Ce nouveau modèle nous ouvre maintenant de nombreuses perspectives afin d'utiliser ce modèle dans des applications précliniques originales. Pour cela, nous utiliserons un modèle murin immunocompétent ou immunodéprimé afin d’y implanter des cellules tumorales de souris (modèle syngénique) ou humaines, pour reproduire au mieux les conditions de formation de ces tumeurs chez l’homme. Les animaux sont produits à cet effet dans une structure agréée qui tient compte de l’éthique animale et assure l’élevage et le suivi quotidien des animaux dans les meilleures conditions de bien-être conformément à la législation et la règle des 3R. De notre côté nous veillons à bien définir le projet et sa pertinence comme le stipule la règle des 3R. En effet avant de réaliser les procédures des études de préliminaires seront réalisées afin de remplacer chaque fois que cela est possible le modèle in vivo par des modèles in vitro. A ce stade du projet, l’utilisation de modèles animaux reste inévitable puisqu’aucun modèle suffisamment précis n’est disponible pour étudier le glioblastome et sa réponse aux traitements. L’efficacité d’un nouveau traitement passe nécessairement par ces études in vivo et l’intérêt d’avoir un modèle, à ce jour jamais réalisé, reproductible et mimant toutes les phases d’une radio-chimiothérapie pour l’homme est essentiel pour bien appréhender
Bénéfices attendus
Les glioblastomes sont responsables de nombreux décès, à ce jour une résection de tumeurs avec un traitement adapté permet une survie des patients de 6.9 à 14.6 mois. L’objectif est donc de prolonger ces délais mais aussi et surtout améliorer le confort des patients. A ce jour les traitements pour les patients souffrants (GB) incluent la chirurgie (pour un peu plus de 60% des cas) et la combinaison de radio- et chimiothérapie (principalement appliquée par l’utilisation de l’agent alkylant temozolomide (TMZ). La validation d’un inhibiteur passant la barrière hématoencéphalique et potentialisant la combinaison radio- et chimiothérapie et ceux en diminuant les doses de TMZ ont pour objectif d’améliorer la survie mais aussi le confort de vie des patients..
Procédures
Implantation tumorale 10 minutes. La résection tumorale 15 minutes. L'imagerie IRM 40 min. L'irradiation 2min. La bioluminescnce 2 min. Pour les testx comportementaux les tests de dépression de 4 à 20 min une fois par semaine, les tests de l'anxiété 5 min 1 fois par semaine , les tests de la motricité de 1 à 4 min 1 à 3 fois par semaine et les tests de la mémoire et de l'anxiété 10 min 1 fois par semaine.
Impact sur les animaux
Les souris seront surveillées quant à leur comportement et aux signes indicateurs de croissance tumorale pouvant générer une perte de l’alimentation une posture anormale, un manque de toilettage et un isolement social et seront pesées quotidiennement à partir de l'apparition des premiers signes cliniques. Les tests de comportements vont permetre de déceller des des symptomes tels que une perte de l'équilibre et des troubles de l'orientation mais aussi provooquer du stress suite à de nombreuses manipulations.
Devenir
A la fin de l'étude nous prélevons les cerveaux pour des analyses immuohistologiques
Remplacement
Il est impossible d’évaluer l’effet thérapeutique d'anticorps sur un modèle in vitro ou in silico. Aucun modèle cellulaire ne permet de reproduire la complexité d'un glioblastome, et seul le modèle animal permet de conduire ce projet. Les souris sont des animaux très adaptés à ce travail avec une littérature validant ce choix.
Réduction
Le nombre d’animaux a été réduit au strict minimum nécessaire pour être statistiquement significatif et scientifiquement irréprochable. Pour ces études les tests statistiques non paramétriques seront utilisés en cohérence avec le nombre de groupes analysés et d'animaux. Au total 800 souris maximum seront nécessaires pour cette étude.
Raffinement
Afin de raffiner les conditions de vie des souris, un suivi adapté des animaux sera instauré afin de réduire, supprimer ou soulager l'inconfort, mais aussi la détresse ou l'angoisse qu'ils pourraient éprouver. Les animaux seront hébergés en groupes sociaux et bénéficient d’un enrichissement adapté. Pour cela des soins pré-, per- et postopératoires adéquats seront réalisés. Toutes les interventions seront réalisées sous anesthésie générale et des traitements analgésiques sont systématiquement utilisés pour prévenir toute douleur.
Choix des espèces
Nous utiliserons un modèle syngénique (souris C57BL/6rJR ) et un modèle immunodéprimé pour les glioblastomes humains. L’utilisation de ces modèles va nous aider à mieux appréhender la croissance tumorale et surtout avoir un modèle animale très proche des procédures effectuées chez les patients. Les cellules utilisées nous permettent de contrôler la croissance tumorale par bioluminescence ou par IRM. Nous utiliserons des souris de 8 à 10 semaines pour avoir une croissance tumorale optimale. En effet, les expériences peuvent s’étaler sur plusieurs semaines dans un modèle immunocompétent ou immunodéprimé, donc l’implantation sur des jeunes animaux permet de s’affranchir de l’affaiblissement d’individus plus âgés.
Etude des facteurs de pathogénicité de virus influenza aviaire A(H1N2)v chez la dinde
- Recherche appliquée
- Maladies animales
120 dindes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des dindes reproductrices de 32 semaines sont infectées par des virus influenza aviaires puis soumises à des écouvillonnages du bec et du cloaque et à des prises de sang répétées pendant deux semaines, avant prélèvement d'organes, pour caractériser dix virus et leur franchissement de la barrière d'espèce. Le porteur indique que l'infection provoque de fortes chutes de ponte pouvant aller jusqu'à l'arrêt total, et qualifie ces virus de faiblement pathogènes. Il écarte le remplacement au motif que la pathogénicité ne peut pas s'évaluer in vitro, invoquant la "nécessité" d'un test in vivo sur l'espèce cible.
Objectifs
Depuis début 2020, de nombreux cas d’influenza ont été identifiés dans le grand ouest et principalement en Bretagne dans les élevages porcins et sont causés par des virus influenza porcin A(H1avN2) DK-EA. Un virus proche, appelé A(H1N2)v a été caractérisé chez un patient hospitalisé en Bretagne en août 2021. Des virus similaires ont également été mis en évidence depuis avril 2020 dans des élevages de dindes présentant des symptômes de chute de ponte. Ce projet vise, dans le contexte actuel d’ « une seule santé », à identifier les déterminants moléculaires viraux de la pathogénicité de virus influenza aviaires A(H1N2)v dans un modèle d’infection chez des dindes reproductrices de 32 semaines, ainsi que ceux pouvant intervenir dans le franchissement de barrière d’espèce. Les dindes reproductrices âgées de 32 semaines représentent le modèle approprié pour reproduire les symptômes observés sur le terrain en élevage. Pour ce faire, une procédure expérimentale sera mise en place et répétée au plus 10 fois afin de caractériser la pathogénicité et les facteurs intervenant dans le franchissement de la barrière d’espèce de 10 différents virus influenza aviaire A(H1N2).
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de caractériser 10 différents virus influenza A(H1N2) chez des dindes reproductrices de 32 semaines, représentant le modèle approprié pour reproduire les symptômes observés sur le terrain en élevage. Ce projet permettra en particulier de caractériser la pathogénicité de ces différents virus chez la dinde (signes cliniques, lésions, cinétique d’excrétion virale…), mais également d’identifier les déterminants moléculaires viraux pouvant intervenir dans le franchissement de la barrière d’espèce.
Procédures
Des observations cliniques quotidiennes, des prélèvements par écouvillonnage oro-pharyngé et cloacal et des prélèvements de sang seront effectués sur les animaux pour les différentes répétitions de la procédure tels que : - En tout, 7 écouvillons oro-pharyngés et 7 cloacaux par animal pour le lot B inoculé et 2 écouvillons oro-pharyngés et 2 cloacaux pour le lot A témoin seront réalisés dans les 14 jours. Chaque prélèvement d’écouvillon oro-pharyngé et cloacal dure une minute maximum par animal, en intégrant la contention de l’animal pour réaliser le prélèvement. - En tout, 4 prises de sang au sinus occipital pour le lot B et 2 pour le lot A seront réalisées dans les 14 jours. Pour chaque prélèvement de sang, 1 à 2 mL de sang seront prélevés par animal. Chaque prise de sang dure 30 secondes maximum par animal car les prélèvements sont effectués après la réalisation des écouvillons et ne nécessitent pas une contention supplémentaire des animaux. - Prélèvements d’organes sur les animaux mis à mort.
Impact sur les animaux
Les différents virus influenza A(H1N2) utilisés causent des signes cliniques modérés chez les dindes reproductrices. Les effets indésirables prévus pour les animaux inoculés sont des fortes chutes de ponte allant jusqu’à une absence totale de ponte quelques jours après infection et durant quelques jours.
Devenir
Pour la procédure réalisée et répétée plusieurs fois, les animaux seront systématiquement étourdis puis mis à mort à la fin de la procédure.
Remplacement
Les animaux choisis pour ce projet sont uniquement des dindes reproductrices de 32 semaines, qui représentent le modèle approprié pour reproduire les symptômes observés sur le terrain en élevage. L’étude de la pathogénicité ne peut pas être évaluée in vitro d’où la nécessité de mettre en place un test in vivo chez l’espèce cible aviaire la plus adaptée pour évaluer la pathogénicité, c’est-à-dire les dindes reproductrices ainsi que pour évaluer les caractéristiques du virus permettant un franchissement de barrière d’espèce.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés est le plus faible possible tout en permettant l’obtention de résultats statistiquement significatifs à l'aide de tests statistiques adaptés. En effet, certaines répétitions de la procédure seront regroupées afin de n’avoir qu’un seul lot témoin pour deux ou plusieurs lots infectés en parallèle.
Raffinement
Les dindes seront hébergées dans des cages conformes aux conditions exigées en expérimentation animale (litière, densité, points d’alimentationet d’abreuvement…), dans des animaleries confinées de niveau 2 pour volailles. Concernant la taille des animaleries, le nombre d’animaux autorisé règlementairement pour une surface donnée sera respecté, à savoir 0,55 m2/animal. L’eau et l’aliment seront fournis ad libitum et des enrichissements appropriés tels que des cordelettes suspendues, seront mis à disposition. Les virus influenza A(H1N2) utilisés dans cette étude sont faiblement pathogènes et leur degré de sévérité est qualifié de modéré. Par ailleurs, lors de la création de virus mutés par génétique inverse, une réduction de fonction sera recherchée, diminuant ainsi la pathogénicité chez les dindes. Dans l’éventualité de signes cliniques provoqués par le virus occasionnant un mal-être chez l’animal, des points limites ont été définis pour que les animaux soient mis à mort avant que la souffrance ait un atteint un seuil non acceptable. L'approche pour réduire la souffrance des animaux réside également dans l’instauration d’observations cliniques quotidiennes.
Choix des espèces
Les espèces choisies sont des espèces des dindes représentatives de l’espèce sensible d’après les données observées sur le terrain dans les élevages. Les dindes seront âgées de 32 semaines, âge pour lequel la maturité sexuelle est atteinte et pour lequel les dindes produiront des œufs. Cet âge se justifie dans la mesure où les principaux signes cliniques observés sur le terrain suite à l’infection par le virus A(H1N2) sont des chutes de ponte chez des dindes reproductrices.
Evaluation de l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques et de leur effet vasoconstricteur par imagerie laser doppler dans un modèle murin de rosacée
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Rats : 80
600 souris et rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des inducteurs de rosacée sont injectés de façon répétée pour provoquer une inflammation cutanée, puis les animaux reçoivent des traitements quotidiens par voie orale, cutanée ou injectée, avec imagerie, mesures de l'épaisseur des oreilles et du dos et prélèvement sanguin terminal, pour tester de nouvelles molécules contre cette maladie de peau du visage. Le porteur reconnaît que la rosacée est "sans gravité" mais insiste sur son retentissement psychologique, et décrit une inflammation locale "transitoire" ainsi qu'un possible dessèchement de la peau. Il écarte le remplacement au motif qu'aucun modèle in vitro ne reproduit la peau comme tissu vivant, alors que le bénéfice reste conditionné à ce qu'une molécule "se révèle efficace".
Objectifs
La rosacée touche 2 à 3 % de la population adulte, majoritairement des personnes âgées de 30 à 60 ans et atteint deux fois plus les femmes que les hommes. La rosacée est une maladie cutanée chronique caractérisée par une atteinte des petits vaisseaux sanguins du visage. Cette maladie de la peau touche essentiellement la partie centrale du visage (front, nez, joues, menton). Elle se manifeste par des rougeurs du visage occasionnelles ou persistantes ; de la couperose (dilatation anormale et permanente de petits vaisseaux sanguins de la peau, visibles à l'œil nu) ; et éventuellement, diverses lésions cutanées comme des papules, des pustules...Bien que sans gravité, la rosacée peut avoir un fort retentissement psychologique en raison de la visibilité des lésions du visage. Il est indispensable de tester ces molécules dans un modèle murin pour plusieurs raisons : - Il n’existe pas de modèle in vitro de rosacée pouvant remplacer complètement la peau en tant que tissu biologique vivant. Il existe cependant des modèles in vitro qui permettent d’effectuer un premier criblage d’efficacité de molécules, mais cette efficacité doit ensuite être confirmée chez l’animal. - Ces modèles in vitro ne permettent pas de tester des produits thérapeutiques ou des dispositifs médicaux destinés à être appliqués sur la peau - L’efficacité ne pouvant être complètement testée in vitro, des premières preuves d’efficacité in vivo doivent être apportées avant de passer au stade clinique de développement de ces molécules (tests cliniques chez l’Homme). De ce fait, il est important d’avoir un modèle préclinique prédictif de la rosacée afin d’évaluer l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques (non cosmétiques) qui permettront dans un futur proche d'apporter au patient plus de confort au quotidien.
Bénéfices attendus
La rosacée est une maladie de la peau qui a des répercussions psychologiques très importantes chez les patients car elle modifie l'image corporelle des individus et parce qu'elle atteint le visage, elle interfère alors dans la relation avec les autres. Les personnes touchées sont en proie au mal-être et ont tendance à se replier sur elles-mêmes. Les bénéfices de ce projet, si une molécule se révélait efficace, serait de mettre sur le marché cette molécule permettant aux patients atteints de rosacée de guérir de la rosacée et de son érythème, réduisant ainsi les conséquences physiques et les répercussions psychologiques impactées par cette maladie de peau.
Procédures
Des traitements seront administrés quotidiennement aux animaux par voie orale, topique, intrapéritonéale, sous-cutanée ou intraveineuse afin d'évaluer leur efficacité dans le cadre de la rosacée (durée d'intervention
Impact sur les animaux
L'injection répétée des inducteurs de la rosacée induit de l'inflammation locale, mais très transitoire chez l'animal, du fait de l'injection en elle-même et du produit injecté. Il est possible également que les molécules testées par voie topique puissent assécher localement de façon excessive la peau des oreilles. Si tel était le cas, les fréquences de traitement seraient espacées (dans le cas de traitement de 1 à 2 semaines).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue des procédures car ils ne pourront pas être réutilisés du fait du prélèvement des tissus chez ces derniers.
Remplacement
Nous n'utiliserons le modèle animal de rosacée qu'en dernier recours après des tests préalables de criblage et d'efficacité in vitro. Il est indispensable de tester ces molécules dans ce modèle pour plusieurs raisons : - Il n’existe pas vraiment de modèle in vitro de rosacée pouvant remplacer complètement la peau en tant que tissu biologique vivant. Il existe cependant des modèles in vitro qui permettent d’effectuer un premier criblage d’efficacité de molécules, mais cette efficacité doit ensuite être confirmée chez l’animal. - Ces modèles in vitro ne permettent pas de tester des produits thérapeutiques ou des dispositifs médicaux destinés à être appliqués sur la peau (voie dermique / topique) - L’efficacité ne pouvant être complètement testée in vitro, des premières preuves d’efficacité in vivo doivent être apportées avant de passer au stade clinique de développement de ces molécules (tests cliniques chez l’Homme).
Réduction
La stratégie d’expérimentation sera une expérimentation en mesures répétées (étude longitudinale) par observation répétée avec ou sans procédure d’imagerie. Cette approche expérimentale permet d’appliquer un modèle statistique pour un plan en mesures répétées (ANOVA ; seuil de significativité alpha de 5 % dont le critère principal sera l'épaisseur des oreilles en fonction du temps) et permet d’avoir une puissance de test importante car chaque animal est observé à différents temps et devient son propre contrôle. Le nombre d’animaux sera de 8 par groupe (groupe d’animaux traités avec excipient de la molécule à tester, la molécule à tester et le traitement thérapeutique de référence commercialisé). Ce nombre est le minimum pour avoir une significativité acceptable avec une variation de 15 %, une puissance de 70 %, et une différence à souligner de 20 % entre groupes témoins et tests. Des analyses post mortem sur les tissus seront réalisées afin d’obtenir le plus d’informations possibles relatives à l’efficacité des molécules administrées sur les animaux. L'utilisation de l'imagerie permettra aussi d'augmenter le raffinement (finesse de l'analyse, suivi longitudinal,...) et entraîne une réduction du nombre d'animaux utilisés grace au suivi longitudinal du meme animal. Cette approche permet donc de réduire le nombre d’animaux de 50 % au moins comparé à une technique telle que l'histologie qui aurait nécessité le sacrifice des animaux à différents temps.
Raffinement
Tous les animaux sont hébergés selon les conditions de la réglementation en vigueur (directive européenne 2010/63/UE). Nous veillerons à ce que chaque cage d'hébergement bénéficie d'un enrichissement adapté (igloo, bûchettes, cotons pour nidification). Afin de minimiser le potentiel de souffrance et/ou de détresse chez les animaux, l'utilisation de points limites adaptés et établis en concertation avec le Comité de Suivi du Bien-Être Animal (SBEA) de notre établissement sera mise en place ainsi que l'utilisation d'un arbre décisionnel et des critères d'arrêt de souffrance.
Choix des espèces
Les espèces animales utilisées dans ce projet (souris / rat) sont les plus utilisées et il s'agit d'excellents modèles pour ce type d'études. Ainsi il existe de nombreuses références bibliographiques scientifiques relatives aux études dans ces espèces. Les multiples homologies de séquences entres ces espèces et l'Homme rendent ces modèles prédictifs du comportement des molécules après administration. Ils sont ainsi d'un grand intérêt pour le criblage de nouvelles molécules. De plus ils présentent certains intérêts pratiques décisifs : faible coûts, cycle de reproduction courts, croissance rapide, facilité de transport, facilité de manipulation, et une très bonne adaptation aux conditions expérimentales. Il est important de préciser que les molécules actuellement utilisées en clinique ont été découvertes ou évaluées sur ces modèles. Les animaux seront utilisés entre 6 et 10 semaines, nous permettant ainsi d’avoir un point de comparaison par rapport aux résultats issus de la littérature relative à ce modèle.
Etude d’efficacité de nouveaux candidats médicaments dans des modèles murin d’hyperthermie
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
4 800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Pour provoquer une hausse de température, elles sont soit contenues et isolées afin d'induire un stress, soit injectées de lipopolysaccharide déclenchant une inflammation, avec mesure de la température rectale, puis tuées pour prélever sang et cerveau. Le porteur indique que le lipopolysaccharide peut provoquer hypoactivité et perte de poids et que l'isolement dure jusqu'à 72 heures. Il affirme qu'aucun test in vitro ni modèle informatique ne permet d'évaluer l'hyperthermie induite par le stress ou l'inflammation.
Objectifs
Les troubles anxieux sont des troubles mentaux multifactoriels avec une étiologie complexe. Selon le DSM-V, les troubles anxieux comprennent le trouble anxieux généralisé, le trouble panique, les phobies et le trouble de stress post-traumatique. Ces troubles ont un impact sévère sur la qualité de vie et les traitements sont inconstamment efficaces et associés à des effets secondaires. Afin d’évaluer l’efficacité de nouveaux candidats médicaments sur l’hyperthermie, deux modèles animaux seront utilisés. Le premier modèle animal est celui reflétant l’anxiété anticipatrice : l'hyperthermie induite par le stress (SIH). La première utilisation du SIH dans la recherche sur l'anxiété a eu lieu après que l'on ait remarqué que le fait de retirer les souris une par une d'une cage où elles étaient logées en groupe augmentait la température corporelle de la dernière souris par rapport à la première. Par la suite, ce modèle a été affiné en hébergeant individuellement les animaux et la température rectale a été mesurée deux fois à 10 minutes d'intervalle. Cela a permis de réduire considérablement le nombre d'animaux nécessaires par expérience. Ainsi, les effets reproductibles du SIH rendent ce modèle très approprié pour le criblage de nouveaux candidats médicaments. Par ailleurs, l’hyperthermie peut être également d’origine infectieuse. Pour cela, un second modèle par injection de Lipopolysaccharide (LPS), qui mime une réaction inflammatoire, sera utilisé. Chez l’homme, l’administration de médicament contre la fièvre (aspirine, paracétamol etc…) va réduire la température corporelle induite par l’infection. Cependant, ces traitements peuvent interagir avec d’autres médicaments. C’est le cas de l’Aspirine avec les anticoagulants et le paracétamol qui, quant à lui, est contre indiqué en cas d’insuffisance hépatocellulaire. Ainsi, ce second modèle d’hyperthermie peut être utile pour le développement de cible thérapeutique pour traiter cette problématique.
Bénéfices attendus
Depuis quelques années, il a été démontré que le stress/anxiété provoquait une hausse de la température corporelle. Ce phénomène est appelé "hyperthermie fonctionnelle". Celle-ci peut entraîner une augmentation de la température corporelle jusqu’à 41°C chez des personnes exposées à d’intenses événements émotionnels (comme par exemple les personnes souffrant d’anxiété généralisée, de trouble panique, de phobies et de troubles de stress post-traumatique). Dans notre premier modèle, la contention de l’animal engendre un stress/anxiété provoquant une augmentation de la température. Ce modèle est donc pertinent pour le développement de molécules contre l’anxiété/stress contrecarrant l’hyperthermie fonctionnelle. Le second modèle concerne l’hyperthermie d’origine infectieuse. Le plus connus et utilisé des traitements de l’hyperthermie chez l’homme est le paracétamol. Son efficacité clinique est variable et il est contre indiqué en cas d’insuffisance hépatocellulaire. Notre second modèle est donc pertinent pour le développement de candidat médicament pour traiter l’hyperthermie induite par une inflammation d’origine infectieuse.
Procédures
L’ensemble des animaux sera soumis aux interventions suivantes : (1) Des administrations sont réalisées sur animaux vigiles (moins d'une minute par administration). Les fréquences d'administration dépendent des caractéristiques pharmacologiques des produits (une à deux administrations par jours pendant un mois maximum) - (2) La température rectale est mesurée deux fois à 10 minutes d’intervalle (durée de l’acte moins d’une minute) - (3) La collecte de sang et le prélèvement de cerveau sont des demandes fréquentes dans les études de recherche préclinique. Ils permettent de réaliser des mesures de paramètres biochimiques. Les différents prélèvements (sang + cerveau) sont réalisés à la fin du test d’hyperthermie (après la seconde prise de température); juste avant la mise à mort de l’animal. Ces prélèvements sont réalisés sous anesthésie générale profonde (anesthésie gazeuse sous isoflurane 2%). La durée totale pour réaliser ces prélèvements est d’environ 15 minutes.
Impact sur les animaux
Les nuisances/effets indésirables sont : (1) dans le premier modèle, la contention de l'animal engendre un stress chez celui-ci provoquant une augmentation de la température. Dans le second modèle, l’administration de LPS engendre une hyperthermie. Le LPS peut également induire chez la souris une hypoactivité et une baisse de masse corporelle durant les heures qui suivent l’injection. ; (2) Dans les deux modèles d’hyperthermie, les animaux sont logés individuellement durant 72h maximum ; et (3) lors de l’administration d’une nouvelle molécule, différents effets indésirables peuvent être observés tels que : l’inconfort dû à l’injection, une diminution ou une augmentation de l’activité. De par notre expérience, les effets indésirables sont rares car la toxicité des candidats médicaments est généralement testée en amont.
Devenir
Pour des mesures de paramètres biochimiques, les animaux sont soumis à la fin de l’expérience (juste après la dernière prise de température) à un prélèvement sanguin et de cerveau.
Remplacement
L’étude du comportement animal est une étape essentielle dans le développement des médicaments actifs sur le système nerveux. L’effet de molécules sur le comportement est la conséquence de leur action au niveau de l’ensemble de l’organisme et en particulier sur le système nerveux. La mise en évidence de ces effets est réalisée sur un organisme vivant entier. Pour être valide, un modèle alternatif devrait prendre en compte l’ensemble des phénomènes pharmacologiques, biochimiques et physiologiques qui ont lieu chez l’animal. A ce jour, aucun test in vitro ou modèle informatique ne permet de rendre compte de l’ensemble de ces phénomènes et en particulier ceux qui conditionnent le comportement. Les tests utilisés pour les études comportementales ne peuvent pas donc être remplacés par des méthodes alternatives. Pour le présent projet : il n’existe pas de méthode alternative permettant d’évaluer l’hyperthermie induite par un stress ou par l’administration de LPS. Le recours à l’animal de laboratoire s’avère donc nécessaire pour étudier l’efficacité de nouvelles molécules.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés pour chaque étude est fonction du nombre de groupes et du nombre d’animaux par groupe nécessaire pour l’obtention de résultats statistiquement exploitables, permettant de conclure de manière certaine, tout en évitant la réalisation d'une deuxième étude pour confirmer les résultats obtenus au cours du présent projet. Etant donné la variabilité probable des réponses aux candidats médicaments, 10 animaux par groupe au maximum sont prévus afin d'assurer un nombre minimum d'animaux nécessaire pour une analyse pertinente et une comparaison statistique fiable tout en prenant en compte le bien-être animal. Ce nombre correspond généralement à ce qui est classiquement utilisé en expérimentation animale.
Raffinement
Nous portons une attention particulière au raffinement des conditions d’hébergement (enrichissement du milieu, soin aux animaux) et d’expérimentation (méthode de manipulation, durée du test), afin d’assurer à nos animaux des conditions de vie les meilleures possibles. Toutes les expériences sont réalisées après une période d’acclimatation de 6 à 10 jours. Les animaux sont hébergés par 5 dans des cages transparentes. Une observation quotidienne sur des caractéristiques spécifiques (Physiologie clinique, aspect général, comportement...) est effectuée durant la période d’acclimatation et d’expérimentations.Tout animal ayant atteint un ou plusieurs points limites (repérés le plus précocement possible grâce à l'observation et à l'appui d'une grille du bien-être animal) est mis à mort.
Choix des espèces
Le répertoire comportemental des rongeurs correspond aux domaines de recherche abordés, contrairement à des espèces présentant un système nerveux central moins développé. La souris est le modèle le plus courant en première intention pour évaluer les effets de candidats médicaments et les données obtenues permettent de calculer facilement les doses administrables à l'homme prévues dans le cadre de premiers essais cliniques nécessaires au développement de nouveaux médicaments. Dans le cas de ce projet, la proximité clinique entre le modèle animal et la maladie humaine fait de celui-ci le modèle le plus fiable pour étudier l’effet des traitements sur ces pathologies dans toute sa complexité. En effet, les animaux sont utiles pour modéliser la base biologique des troubles anxieux, du stress ainsi que l'inflammation. Ils sont donc nécéssaires pour évaluer l'efficacité des candidats médicaments. Dans ce projet, seuls les animaux adultes (entre 6 à 12 semaines au moment du test) seront utilisés car il n'a pas pour objectif d'étudier les effets du candidat médicament sur l'animal à d'autres stades de développement.
Cycle hormonal et déficits de reconnaissance chez des souris modèles de la maladie d’Alzheimer
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
974 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Modèles génétiques de la maladie d'Alzheimer, elles subissent des frottis vaginaux, des tests de mémoire nommés, reconnaissance et association objet-place, des IRM répétées et, pour 114 d'entre elles, une ovariectomie, avant la mise à mort et le prélèvement du cerveau. Le porteur soutient que le phénotype de ces souris n'est pas dommageable et que leurs déficits de mémoire n'affectent pas leur bien-être. Il affirme qu'aucun modèle in silico ou cellulaire ne reproduit encore les processus cognitifs de façon fiable.
Objectifs
La maladie d’Alzheimer (MA) est caractérisée par des pertes de mémoire et par la pathologie tau et la pathologie amyloïde qui sont liées respectivement à des formes de la protéine tau et de la protéine amyloïde anormalement aggrégées dans le cerveau. L’APP est la protéine précurseur du peptide amyloïde. Les modèles rongeurs actuels surexpriment des gènes humains de l’APP avec des mutations rares provoquant la MA (formes familiales) et/ou des gènes mutés de tau qui ne sont pas associés à la MA mais qui provoquent une pathologie tau. La présence de pathologies tau et amyloïde chez ces animaux ont permis des progrès dans la compréhension de la MA, mais la surexpression de l’APP et/ou de tau provoque aussi d’autres effets qui ne se retrouvent pas dans la MA. Les souris double knock-in (dKI) AppNL F/MAPT évitent ces effets car elles ont un gène de l’APP humanisé avec deux mutations familiales humaines (Swedish et Iberian : AppNL,F) et le gène humain normal de tau (MAPT) au lieu des mêmes gènes chez la souris. En analysant la mémoire de nos souris dKI de l’âge de 2 à 6 mois, nous avons découvert que les femelles dKI ne parviennent plus à reconnaitre un objet après un délai de 24h (test RO24h) dès l’âge de 2 mois. De plus, elles n’ont pas de bons résultats dans un test de changement de la règle dans un labyrinthe, contrairement aux mâles dKI. Or ces deux tests dépendent du dialogue entre deux structures du cerveau, l’hippocampe (HC) et le cortex préfrontal (CPF). Ces résultats sont cohérents avec une étude montrant une altération de la connectivité HC-CPF plus marquée chez les femmes que chez les hommes en début de MA. Une perturbation des rythmes veille/sommeil, comme celle observée chez le patient, peut perturber le dialogue HC-CPF. A 4 mois, les dKI des deux sexes oublient rapidemment une association objet-place (OiP). Cette forme de mémoire dépend du dialogue HC-cortex entorhinal latéral (CEL). Elle est atteinte chez des personnes âgées des deux sexes et c’est un signe précurseur de la MA. En conclusion, chez les souris dKI de 4 mois, la voie CEL-HC semble affectée chez les deux sexes, tandis que les femelles semblent affectées en plus et plus tôt sur la voie HC-CPF. Les souris dKI sont les premières à montrer une perturbation aussi précoce et aussi proche de celle trouvée en phase préclinique des patientes développant une MA. Le but de ce projet est de comprendre l’origine de cette vulnérabilité féminine dans la pathologie Alzheimer.
Bénéfices attendus
L’objectif du projet est de mieux comprendre l’origine de la vulnérabilité féminine dans les premiers stades de la MA. Il est important d’explorer le rôle des oestrogènes car le développement de la MA a maints fois été attribué à la baisse marquée de production d’œstrogènes privant ainsi le cerveau d’un puissant neuroprotecteur contre les pathologies amyloïde et tau. Ici, nous analyserons chaque étape clé de l’implication des œstrogènes dans les processus de mémoire affectés chez les dKI femelles dès les premiers signes de la pathologie. Si nous découvrons une altération d’une ou plusieurs étapes, cela aidera à la compréhension de cette vulnérabilité féminine et révèlera des cibles intéressantes pour mettre au point des tests de diagnostique précoce et/ou de traitements adaptés à la femme. Cette démarche s’insère dans la statégie actuelle de développement d’une médecine personalisée. Le projet décrit ici ne représente que l’approche fondamentale développée dans un vaste. Ce programme inclue aussi des approches translationnelles en utilisant des techniques applicables à l’Homme : investigations en IRM (IRM fonctionnelle, tractographie, …), en électroencéphalographie à haute densité (EEGhd) et en biologie des rythmes (évaluation comportementale du fonctionnement de l’horloge circadienne). De plus, après adaptation et validation des tests de RO24h et OiP à l’Homme, ils pourront être intégrés dans des évaluations neuropsychologiques pour un dépistage. En conclusion, le programme dans son ensemble aborde certes les cibles neurobiologiques (présente saisine) qui seront utiles à long terme, mais il ouvre également des perspectives à moyen terme pour le développement d’outils de diagnostique par IRM, par EEGhd et par de nouveaux tests neuropsychologiques. Les résultats de notre étude bénéficieront d’abord à l’Homme puisque les souris ne développent pas la MA. Néanmoins, certains animaux de compagnie (chien, octodon) ou sauvages (microcèbe, ours blanc) développent une pathologie rappelant la MA avec pathologie amyloïdes et tau. Au mois deux de ces espèces (octodon ; microcèbe) possèdent un gène de risque génétique majeur pour la MA (APOE4). Chez l’Homme, l’APOE4 peut multiplier par 10 le risque de développer une MA. Il est donc tout à fait envisageable que les progrès réalisés dans le domaine de la MA en termes de dépistage et de traitement pourraient être adaptés à des pathologies proches chez l’animal, puis intégrée dans une approche vétérinaire.
Procédures
Procédure 1 modérée: 4 groupes de souris (de génotype et sexe différents, maximum 60 au total) sont mises dans des cages individuelles placées côte à côte sur une étagère munie de détecteur de mouvement (petites cellules de détection) pour mesurer leur activité locomotrice sur 4 jours. Malgré la proximité de leur congénères, cette séparation pourrait générer un stress modéré, mais transitoire. Les autres procédures P2 à P8 et P10 sont légères pour 800 souris. Elles comportent 1) la réalisation de frottis vaginaux sur les femelles (dépôt d’une goutte à l’entrée du vagin puis réaspiration), 2) la passation d’un ou deux tests d’exploration d’objet dans un environnement rendu familier par une habituation (10 min) préalable avec leur groupe social, et 3) les manipulations préalables à la mise à mort (dislocation ou perfusion intracardiaque sous anesthésie profonde). Aucune perte de poids, inactivité/mobilité réduite ou expression d’un comportement anormal n’est connu pour ces trois types de manipulations. dans la procédure 8, les souris seront transportées (aller-retour dans la journée) en restant dans leur groupe social (2-3 souris/cage) pour effectuer un scan IRM à 2 mois, 4 mois et 12 mois. Seule la procédure 9 modérée concerne une chirurgie pour l'ovariectomie sur 114 souris.
Impact sur les animaux
Le suivi de lignée jusqu’à l’âge de 12 mois indique que le phénotype des souris dKI n’est pas dommageable : le succès reproducteur, le poids et l’occurrence d’anomalies comportementales ou physiologiques restent identiques entre les WT et les dKI. Leur fonds génétique C57BL/6J est entretenu par backcross pour éviter une dérive génétique. Par ailleurs, il faut préciser que ces souris ont été caractérisées dans des tests de mémoire et d’anxiété classiques et dans des tests hypersensibles à la pathologie Alzheimer. Les mâles et femelles dKI de 2 à 6 mois réussissent comme leurs témoins les tests classiques (test spatial en labyrinthe de Barnes, tests de reconnaissance d’objet et de place jusqu’à un délai de 3h). Même à 12 mois, il n’y a toujours pas de déficit dans ces tests. Entre 2 et 6 mois, le problème n’apparait que dans des tests hypersensibles : une performance moindre au premier jour du changement de règle dans un labyrinthe, un déficit marqué dans les tests d’association objet-place (test OiP), de mémoire du détail et pour un long délai de rappel (RO24h). En conclusion, les souris dKI présentent des problèmes légers de mémoire qui sont présents chez des personnes âgées déclarées cognitivement normales. Ces déficits ne sont donc pas de nature à affecter le bien-être des souris dKI par rapport à leurs témoins WT. Seules deux procédures pourraient induire un stress transitoire : la procédure 1 pour l’isolement en cage permettant de mesurer l’activité locomotrice individuelle sur 4 jours et la procédure 8 où les souris seront transportées (aller-retour dans la journée) en restant dans leur groupe social (2-3 souris/cage) pour un scan IRM à 2 mois, 4 mois et 12 mois. La procédure 9 impliquant une ovariectomie ne devrait pas affecter le bien-être avec les traitement analgésiques et précautions de manipulation prévues. La couverture analgésique, les soins et le suivi individuel des souris devrait permettre d'éviter toute souffrance ou de l'interrompre rapidement s'il y a complication.
Devenir
Le but du projet est de découvrir les altérations neuropathologiques impliquées dans le dimorphisme sexuel face à l’émergence d’une pathologie Alzheimer afin de mieux comprendre les causes de la vulnérabilité du cerveau des souris dKI femelles par rapport aux mâles. A part pour les mises au point de techniques, les cerveaux seront systématiquement recueillis et analysés afin de déterminer ces causes.
Remplacement
L'étude des animaux modèles de la MA est encore indispensable pour progresser dans la compréhension de cette pathologie. Il n'est pas encore possible actuellement de modéliser les processus cognitifs de façon fiable et complète dans un modèle in silico ou en culture cellulaire. Il est donc encore nécessaire de recourir à des modèles animaux dont on analyse la relation entre la neuropathologie et les performances cognitives.
Réduction
Pour étudier le lien entre les performances comportementales (mémoire et rythme circadien de l’activité locomotrice) et les données neuropathologiques obtenues par des approches histologiques ou biochimiques (P1 à P6, et P10), le nombre d’animaux sera au maximum de 15 animaux par groupe pour assurer l’efficacité des statistiques dans les tests comportementaux. Cet effectif est nécessaire en particulier dans notre modèle car nous testons des souris avec une pathologie débutante et des déficits subtils qui pourraient passer inaperçus si les groupes sont trop petits. La procédure 8 est une étude longitudinale d’animaux destinés à des analyses en IRM. Elle permet donc le suivi d'un même animal à trois âges pour étudier l’émergence et l’évolution de la pathologie ce qui permet une réduction du nombre d'animaux. Le nombre de souris sera au maximum de 35 animaux par groupes (4 groupes mâles et femelles des génotypes dKI et témoins WT) afin d’assurer l’efficacité des tests statistiques et donner des résultats statistiquement fiables pour les données IRM et pour des analyses corrélatives avec les données comportementales et histopathologiques obtenues sur les mêmes animaux au sein de notre laboratoire. La procédure 9 fait appel à la technique d'ovariectomie pour tester l'origine cérébrale de la vulnérabilité des souris femelles dKI. Le risque de perte avec une opération chirurgicale est couvert en augmentant à 16 le nombre de souris par groupe. L’ensemble du projet requiert 974 souris.
Raffinement
Les souris bénéficieront d’éléments d’enrichissement dans leur cage (matériel de construction du nid, un tube refuge et des boulettes de nourriture à manipuler), ainsi qu’un suivi quotidien de leur état général. Elles seront maintenues en groupe sociaux sauf pendant deux périodes de 10 minutes/jours pour chacun des tests de mémoire. Tous ces tests sont basés sur le comportement d’exploration spontanée de la souris dans un milieu adapté à l’espèce (lumière faible de 20 lux maximum et ambiance sonore atténuée à 45 dB). Un suivi spécifique à chaque procédure avec des points limites adaptés est mis en place pour éviter toute souffrance éventuelle. Trois nouvelles techniques de raffinement sont à mettre/mise en place au cours du projet. Elles concernent la manipulation/transport des souris, l’habituation à l’enceinte des tests de mémoire et une méthode non invasive de prélèvement pour le génotypage. Les souris sont d’ores et déjà transportées de la cage à l’enceinte de tests (et vice versa) grâce au tube refuge présent dans leur cage. L’habituation à l’enceinte des tests se fait depuis plus de 6 mois avec l’ensemble du groupe social de chaque cage. Le bien-être qui en résulte se reflète par une plus grande régularité dans la durée d’exploration des objets présents dans l’enceinte au cours des tests de mémoire réalisés ensuite en individuel. Enfin, la nouvelle méthode de prélèvement non invasive pour le génotypage à partir d’une pincée de poils (au lieu du punch d’oreille de 2 mm) est désormais appliqué en routine pour cette lignée.
Choix des espèces
A ce jour, les modèles animaux de la MA ont essentiellement été créés chez la souris, même s'il existe des modèles chez la drosophile et d'autres espèces. Nous avons un modèle de souris qui est en rupture par rapport aux modèles précédents, car il n’a pas les effets secondaires dûs à la surexpression des protéines clé. Il présente une différence entre les deux sexes dans l'apparition des premiers troubles de la mémoire qui ressemble à celle trouvée au stade préclinique de la MA, c'est-à-dire 5 à 10 ans avant le premier diagnostic. Toutes les souris seront sur un fonds génétique C57BL/6J. Dans toutes les procédures sauf une, les souris seront utilisées entre 1 et 4 mois (jeunes adultes) car c’est l’âge où apparaissent les premiers déficits de mémoire dans ce modèle de maladie d’Alzheimer. Dans la procédure 8, les souris atteindront l'âge de 12 mois pour analyser leur neuropathologie lorsqu’elle devient manifeste (plaques amyloïdes notamment).
Evaluer l’impact d’anticorps murins dirigés contre des peptides impliqués dans la fonction de reproduction sur la fertilité chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
216 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, les souris traitées étant tuées et les non traitées et leurs petits réutilisés. Des souris saines reçoivent une à trois injections d'anticorps dirigés contre des peptides de la fertilité, puis sont accouplées en trios pour mesurer le nombre de portées et de nouveau-nés. Le porteur indique que les injections intraveineuses peuvent provoquer saignement, inflammation, voire une opacification avec cécité. Il affirme que seul un "organisme complexe" comme la souris permet de prouver l'effet de ces anticorps, produits pour explorer un lien supposé entre Covid-19 et troubles de la fertilité.
Objectifs
Les agents infectieux jouent un rôle majeur dans la physiopathologie des maladies auto-immunes et ce par divers mécanismes dont le plus important est le mimétisme moléculaire consistant à déclencher une réactivité auto-immune lorsque l’agent pathogène et l’antigène tissulaire humain sont structurellement similaires(1). L'épidémie de COVID-19 a incité les immunologistes, à étudier l'impact de l'infection par le SARS-CoV-2 sur la population humaine mondiale. La préoccupation est de savoir si l'infection peut déclencher une auto-immunité par le biais d'une réactivité croisée. Les anticorps formés contre le SARS-CoV-2 se lieraient aux protéines des tissus humains partageant des séquences communes avec la protéine SPIKE, entraînant une réactivité auto-immune. Pour exemple, plusieurs études ont indiqué que les patients atteints de COVID-19 produisent des auto-anticorps et qu'une partie d'entre eux développent des troubles auto-immuns pouvant par exemple conduire à une altération de la spermatogenèse et notamment de l'étape de spermiogénèse nécessaire à la maturation des spermatozoïdes . Une première analyse in-silico a permis d'identifier 4 peptides liés à la spermatogénèse qui partageaient au moins 5 acides aminés communs avec la protéine Spike du SARS-CoV-2. Nous avons découvert que les patients infectés par la COVID-19 développaient des anticorps contre 2 peptides (peptide A et B dans l'étude) impliqués dans la spermiogénèse. Une analyse biochimique a prouvé que les anticorps anti-Spike S du virus Sars-COV2 peuvent reconnaitre les deux peptides A et B liés à la spermatogenèse chez les hommes mais également chez les femmes affectés par la COVID-19. Ce résultat indique l'apparition possible de nouveaux troubles de la fertilité et féconditité dans la population. Pour aller plus loin dans cette étude, nous avons produit des anticorps murins de sous-classe IgG réagissant avec les peptides A et B en immunisant des souris saines contre ces peptides. Le but de ce projet est d’évaluer la pathogénicité de ces anticorps en les administrant à des souris mâles et femelles saines et en déterminant leur effet sur la fertilité (nombre de portées) et la féconditité (nombre de nouveaux-nés)..
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet auront un impact à la fois sur la communauté scientifique et sur l'ensemble de la population. Cette étude permet de mieux comprendre les effets de l'infection par le SARS-Cov-2 sur les humains, en particulier la pathogénicité d'auto-anticorps sur le système reproducteur.
Procédures
Les souris mâles et femelles recevront 1 à 3 injections maximum d’une durée de 2 minutes chacune sur animal vigile ou anesthésié. L'accouplement est composé d'un trio : 1 mâle et 2 femelles. Temp d'accouplement 12 heures.
Impact sur les animaux
L'administration dans la cavité abdominale peut induire une inflammation, une induration, un hématome ou une infection de la cavité péritonéale et l'administration Intra-veineuse peut induire un un saignement, une inflammation, une infection ou une opacification avec cécitéselon que l'animal recevra une injection ou au maximum 3. Ces injections pourront induire une douleur légère transitoire si réalisée une seule fois sur l'animal voire modérée transitoire si au maximum selon les résultats de l'étude pilote 3 injections devaient être réalisées.
Devenir
Tous les souris traitées seront mise à mort pour analyses ultérieures. Les souris non traitées et les souricaux seront réutilisés.
Remplacement
Le projet actuel représente la partie finale d'une étude plus étendue préalables visant l'identification des peptides partageant des identités de séquence avec la protéine Spike (S) du SARS-CoV-2 et les protéines liées à la spermatogenèse. Ensuite, elle a été suivie des studios dans les sérums des patients atteints de COVID-19 . Actuellement, le seul modèle disponible pour prouver le rôle des anticorps anti-peptides sur le système reproducteur est un organisme complexe comme le modèle murin. Aujourd'hui, notre objectif ne peut pas être atteint en utilisant des modèles cellulaires artificiels. Le modèle murin représente la meilleure stratégie pour générer des données qui peuvent avoir un impact translationnel futur pour l'homme.
Réduction
Le nombre d'animaux dans le projet est évalué selon les calculs de puissance visant à réduire l'utilisation d'animaux à un nombre minimum mais suffisant pour obtenir des résultats biologiquement valides et significatifs pour les objectifs de cette étude.
Raffinement
Nous avons établi des points-limites qui permettent de soustraire l'animal à la souffrance sur la bse d'une grille de score permettant d'évaluer l'état de santé des animaux ainsiq ue la douleur. L'injection intra-veineuse est réalisée sous anesthésie. Afin de réduire la douleur, une goutte d'anti-douleur sera ajoutée après l'injection. Les souris sont logées en groupe social et chaque cage sera équipée de matériaux de nidification pour que les mères puissent construire le nid et d'un bâton à ronger.
Choix des espèces
Les souris ont un génome très proche de celui de l'homme et elles développent des pathologies similaires à celles observées chez l'homme. De plus, le modèle murin a un taux de reproduction élevé permettant d'obtenir rapidement des résultats. Les souris CD1 sont utilisées à l'âge de 6-8 semaines après avoir atteint leur maturité sexuelle.
Développement de nouveaux radiotraceurs de la neuroinflammation par imagerie en tomographie par émission de positons chez le rat
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
900 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Ils subissent pose de cathéters, injections de radiotraceurs, séances d'imagerie TEP d'une heure sous anesthésie et, pour certains, une injection cérébrale stéréotaxique d'un vecteur viral ou d'un agent neuro-inflammatoire, avant une euthanasie par exsanguination pour prélever le cerveau. Le porteur indique que les radiotraceurs sont administrés à très faible dose et qu'aucune toxicité n'est attendue, les nuisances venant surtout des manipulations. Il décrit de nombreuses caractérisations in vitro et in silico en amont mais conclut que l'étape in vivo reste "indispensable" pour prédire l'affinité et le métabolisme réels.
Objectifs
La tomographie par émission de positons (TEP) est une technique d’imagerie médicale non invasive utilisée à l’hôpital pour le diagnostic qui utilise essentiellement le fluorodésoxyglucose marqué au fluor-18. Le développement de nouveaux radiotraceurs plus spécifiques donne accès à une imagerie moléculaire de hautes sensibilité et spécificité pour le diagnostic et la thérapie et pour une meilleure compréhension des maladies, notamment celles du système nerveux central. L’objectif de ce projet est de caractériser et de valider chez le rongeur de nouveaux radiotraceurs pour l’imagerie TEP en évaluant leur interaction avec des cibles impliquées dans différentes maladies neurodégénératives associées à la neuroinflammation Trois types de caractérisations seront effectuées au cours du projet : - les caractérisations pharmacologiques in vitro aident au choix du radiotraceur et permettent d’optimiser sa structure chimique ; - les caractérisations ex vivo permettent d’étudier la biodistribution tissulaire du radiotraceur et ses métabolites. Lors de cette étape, nous développerons de nouvelles méthodes analytiques originales pour localiser et quantifier les nouveaux radiotraceurs et leurs principaux métabolites dans le cerveau, en amont des étapes de radiomarquage pour maximiser le transfert en clinique et diminuer le nombre d’animaux nécessaires. Cette première étape de validation nécessitant des animaux est limitante et cruciale dans la sélection des meilleurs candidats ; - l’évaluation préclinique in vivo nécessite ensuite l’administration du radiotraceur chez l’animal afin d’étudier son métabolisme et sa pharmacocinétique plasmatique ainsi que sa spécificité et sélectivité pour la cible d’intérêt par imagerie TEP et de déterminer les paramètres pharmacocinétiques caractéristiques de cette interaction. Cette étape in vivo est indispensable et nous permet d’obtenir les données nécessaires pour l’utilisation ultérieure du radiotraceur chez l’homme (transversalité).
Bénéfices attendus
Ce projet vise à développer de nouveaux radiotraceurs pour l’imagerie de la neuroinflammation associée à différentes maladies neurodégénératives à travers des cibles cérébrales impliqués dans le métabolisme des stéroïdes du cerveau comme le cholestérol. En effet, la modification de ces cibles pharmacologiques a été associée à des pathologies comme les maladies d’Alzheimer, de Parkinson, de Huntington, la sclérose en plaques ou encore l’épilepsie. A court terme, la sélection et la validation de nouveaux radiotraceurs évalués en préclinique (sur les animaux) permettront de tester des molécules plus spécifiques chez l’homme dans des protocoles de recherche. A long terme, le développement et l’utilisation en routine clinique de traceursspécifiques de la neuroinflammation pourraient permettre le diagnostic, le suivi et l’évaluation de nouvelles approches thérapeutiques dans des maladies neurodégénératives pour lesquelles il n’existe que très peu ou pas de traitement efficace, en particulier dans la maladie d’Alzheimer. Ces marqueurs permettront également d’optimiser les traitements en matière de dose et de limitation des effets toxiques potentiels. Cela implique l’étude et la compréhension de l’action des traitements et de leur devenir dans l’organisme.
Procédures
Dans ce projet, les interventions sur les animaux seront réalisées sous anesthésie à l’isoflurane afin de limiter au maximum douleur, souffrance et angoisse. Elles comprennent la pose de cathéters veineux/artériels (environ 15 min) pour les prélèvements sanguins, les injections de produits (durée
Impact sur les animaux
Les radiotraceurs développés dans ce projet seront administrés à doses extrêmement faibles, ce qui limite voire élimine tout risque de toxicité. Concernant les autres molécules utilisée, les doses chez l’animal sont généralement connues dans la littérature, notamment chez les rongeurs, en terme d’efficacité et d’effet secondaires. Ainsi aux doses prévues dans cette étude, aucune toxicité n’est attendue. Cependant, des effets indésirables ou nuisances possibles comme du stress, changement de comportement, douleur éventuelle peuvent provenir des manipulations (en particulier lors de l’injection d’une durée maximale de 5 min ou lors de la phase de réveil d’une durée maximale de 60 min avant l’euthanasie) oudes pathologies induites (animaux AD en particulier).
Devenir
A l’issue de chaque procédure, les animaux seront euthanasiés afin de collecter le cerveau (et autres organes) pour des analyses ex vivo (radio-HPLC, spectrométrie de masse, immunohistochimie, autoradiographie…).
Remplacement
Nous mettons en œuvre de nombreuses approches in vitro pour les premières caractérisations des radiotraceurs et la sélection des meilleurs candidats. Ces expériences sur membranes, homogénats tissulaires, cellules, protéines recombinantes nous permettent d’estimer leur affinité et leur sélectivité pour une cible d’intérêt et de détecter leurs principaux métabolites et les enzymes responsables de ces biotransformations. Cette étape nous permet aussi de modifier éventuellement la structure des composés pour les rendre plus stables in vivo en diminuant le niveau de métabolisme. En parallèle, des études in silico peuvent également être mises en œuvre pour sélectionner les composés les plus enclins à interagir avec une cible d’intérêt (récepteur/enzyme). Cependant l’étude in vivo sur les rongeurs s’avère indispensable par la suite car les approches in vitro ne sont pas suffisamment quantitativement prédictives de l’affinité/spécificité in vivo et du taux de métabolisme in vivo. L’extrapolation in vitro-in vivo nécessite la mise en place de modèles mathématiques complexes qui ne sont pas adaptés à tous les paramètres pharmacologiques. Par ailleurs, les paramètres d’absorption, de distribution et de pharmacocinétique du radiotraceur dans le sang et les organes doivent être mesurés dans l’organisme de l’animal. Cette étape préclinique est essentielle à l’évaluation du meilleur candidat pour un passage chez l’homme (transversalité).
Réduction
Dans cette étude, le nombre d’animaux prévu a été déterminé d’après des études antérieures réalisées au laboratoire et des articles bibliographiques. Pour les études de biodistribution et de métabolisme, des groupes de 120 animaux ont été prévus, correspondant à l’analyse de 3 animaux/temps (nombre minimum pour obtenir des résultats statistiquement significatifs,). Pour les études d’imagerie, les groupes de 6 animaux permettent d’obtenir des résultats significatifs compte tenu des variations interindividuelles observées chez le rat. L’ensemble des études in vitro permettant de caractériser pharmacologiquement les radiotraceurs et de ne sélectionner que quelques candidats présentant des propriétés adéquates pour l’imagerie nous permettent de réduire considérablement le nombre d’animaux. Parmi ces propriétés, nous vérifierons par des méthodes alternatives que la molécule peut entrer dans le cerveau, présente une haute affinité et sélectivité pour sa cible, peut être radiomarquée avec des isotopes compatibles avec l’imagerie et que son métabolisme n’est pas incompatible avec son développement. Nous développerons par ailleurs des méthodes analytiques de quantification des radiotraceurs et de leurs métabolites, les plus sensibles possibles pour utiliser des volumes de sang ou de tissus les plus faibles possibles et réduire ainsi le nombre d’animaux.
Raffinement
Les animaux seront acclimatés aux conditions d’hébergement pendant au moins 7 jours avant le début des expérimentations et seront entraînés à la manipulation avant le début du protocole ce qui permet de diminuer l’état de stress et d’améliorer leur bien-être. Ils seront hébergés par paire dans une cage enrichie avec un tunnel de camouflage, bâtonnets de bois et du matériel pour la fabrication de nids. Lors de toutes les expériences in vivo et/ou ex vivo, biodistribution, métabolisme et imagerie, les animaux seront anesthésiés. Dans certains cas particuliers, afin d’éviter toute influence de l’anesthésique sur le métabolisme d’un radiotraceur ou une pollution du signal par l’anesthésique, les injections pourront être réalisées sur animaux vigiles placés dans un tube de contention. Dans ce cas, les animaux seront entraînés à la manipulation de manière à limiter la douleur et le stress le jour de l’expérimentation. Les animaux seront étroitement suivis tout au long de l’étude par du personnel expérimenté, permettant l’application des critères d’arrêt en amont afin d’empêcher toute souffrance animale. En cas de complications, le vétérinaire de l’installation sera alerté afin de mettre en œuvre des traitements appropriés.
Choix des espèces
Les rongeurs et en particulier le rat font partie des modèles animaux les plus décrits dans la littérature pour les études de biodistribution, de métabolisme et d’imagerie cérébrale. Il existe par ailleurs de nombreux modèles de maladies neurodégénératives décrits chez le rat (Alzheimer, Sclérose en plaques, Huntington, …) qui nous permettent de tester les meilleurs candidats sélectionnés sur des animaux pathologiques/génétiquement modifiés et d’étudier les modifications de leur interaction avec la cible d’intérêt. Les animaux utilisés dans ce projet auront entre 4 semaines et 6 mois selon les modèles de rats (sains ou pathologiques) et les procédures. Pour les études de métabolisme, des rats jeunes seront utilisés (environ 40 jours). En effet, une diminution du métabolisme avec l’âge a été observée et décrite dans la littérature. Pour les études d’imagerie, le cerveau doit être assez développé. Les rats transgéniques et contrôles seront utilisés à l’âge de 6, 12 et 18 mois afin d’investiguer la capacité des traceurs à détecter leur cible à un stade précoce (6 mois), moyen (12 mois) ou tardif (18 mois) du développement de la maladie d’Alzheimer. Pour le modèle de rat injecté par un vecteur viral l’imagerie sera réalisée entre 5 et 10 semaines après l’injection du vecteur afin de vérifier l’absence de vecteur viral et l’expression du récepteur humain. L’injection du vecteur viral étant réalisée à l’âge de 8 semaines, les rats auront entre 13 et 18 semaines lors de l’examen d’imagerie.
Evaluation de l’injectabilité de polymère d’anticancéreux par voie sous cutanée
- Recherche appliquée
- Cancers
102 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Elles reçoivent une injection sous-cutanée d'un nanopolymère anticancéreux au moyen d'un injecteur sans aiguille, puis des séances d'imagerie sous anesthésie, avant la mise à mort pour prélever la peau au site d'injection. Le porteur décrit un projet visant surtout à évaluer un dispositif d'auto-injection destiné au confort des patients en oncologie. Il affirme que l'étude de la distribution du produit impose un "organisme entier" et écarte les modèles ex vivo.
Objectifs
Le projet global de l’équipe est de fabriquer de nouvelles formulations galéniques injectables par voie sous cutanée , de type nanopolymères (molècule chimique de taille nanométrique) contenant des molécules à visée thérapeutique dans le domaine du cancer. La plupart des chimiothérapies anticancéreuses actuelles présentent une toxicité systémique importante limitant l’augmentation des doses administrées et donc les résultats thérapeutiques. Afin de permettre aux patients en oncologie de s'injecter en autonomie par voie sous cutanée leur chimiothérapie, 5 formulations de nanopolymères ont été développés par nos partenaires et ont fait preuve de résultats prometteurs sur les cellules. Des études d’innocuité permettant de vérifier que ces nanopolymères n’ont pas d’effet toxique au niveau du tissu sous-cutané, ainsi que des études d'efficacité antitumorale de ces nanopolymères après injection sous cutanée ont également déjà démontré des résultats prometteurs. L'objectif de cette étude est alors de tester l'administration de ces nanopolymères à l'aide d'un injecteur sans aiguille, afin de toujours améliorer le confort de vie du patient.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendues sont l'aide à la décision de la définition du nanopolymère optimal pour une administration sous cutanée d'agents anticancéreux. L'emploi d'un tel dispositif d'injectabilité permettrait en effet de faciliter l'autoadministration du patient ainsi que son confort.
Procédures
1/ Administration unique des traitements par voie sous cutanée (102 animaux) - durée de l'intervention: quelques secondes 2/ Imagerie répétée sur animal anesthésié (51 animaux) - durée de chaque intervention: 10 minutes sous anesthésie 3/Prélèvement de sang et peau (51 animaux)- durée de l'intervention: 5 minutes sous anesthésie
Impact sur les animaux
Bien qu'administré par voie sous cutanée, du fait de ce nouvel dispositif, la douleur à l'injection devrait être de très courte durée et largement réduite. Lors des études de biodistribution par imageur et de prélèvement de peau au niveau du site d'injection, entre les omoplates, les animaux seront anesthésiés par cage à induction ce qui peut stresser l'animal avant l'endormissement.
Devenir
Afin d'évaluer la non toxicité des nanopolymères et leur bonne administration sous cutanée, nous devrons prélever chez lintégralité des animaux des échantillons de peau au niveau du site d'injection, nécessitant donc leur mise à mort.
Remplacement
Le développement de nouveau médicament nécessite la mise en place d’expérience chez l’animal, afin de pouvoir étudier sa distribution et sa toxicité éventuelle dans un organisme entier. Ceci est essentiel pour la prise en compte des mécanismes de défense et de métabolisation qui seront mis en place par l’organisme et qui ne peuvent pas être reproduit in vitro du fait de l’implication de nombreux systèmes biologiques (système immunitaire notamment). Des modèles ex vivo ne permettraient pas de mimer l'injection sous cutanée, l'atteinte de la circulation sanguine et la biodistribution des polymères.
Réduction
Les études de biodistribution sont faites par imagerie et sont donc longitudinales et non invasives. Une étude pilote est mise en place pour limiter le nombre d'animaux par la suite.
Raffinement
Le bien être animal est respecté: - Conditions d'hébergement adaptées : nourriture et eau à volonté, température constante de 20°C et mise en place d'un cycle jour/nuit inversé par périodes de 12 heures - temps d'acclimatation de 10 jours avant toute procédure - souris hébergées en groupe (6 souris par cage) - enrichissement des cages avec des domes en plastique et cotons prédécoupés spécifiques/stériles, réduction du stress (les études de biodistribution seront conduites sous anesthésie générale gazeuse au sévoflurane) et aucun stress ou souffrance particulière n’est attendue au cours des diverses étapes des tests) - définition des points limites et évaluation quotidienne des signes de douleurs (exemple de critères d'évaluation de la douleur: difficultés respiratoires importantes, prostration, atonie, défaut d'alimentation avec perte de poids supérieure à 15%, isolement, ou tout autre signe physique tel que la position des oreilles ou des vibrisses). L'intégralité de la conduite à tenir et la définition exacte des points limites se trouvent dans une grille des scores de la douleur qui évalue le bien être animal sur chacun de ces points et donne les directives à suivre en fonction de l'état de l'animal (ex de conduite à tenir: augmentation des fréquences de suivi, utilisation d'analgésique, mise à mort immédiate).
Choix des espèces
La plupart des études publiées dans la littérature concernant l’évaluation de nouveaux médicaments anticancéreux ainsi que nos études préalables sont effectuées sur la souris. De plus tous nos travaux préliminaires de biodistribution, pharmacocinétique et d'efficacité antitumorale ont déja été fait sur cette espèce. Le dispositif d'administration sous cutanée sans aiguille testé pour cette étude n'est également développé que sur les souris ou rats. Les données bibliographiques se réfèrent principalement à des études effectuées sur des souris de 6 semaines. L'utilisation d’animaux de cet âge permettra une comparaison plus aisée avec les données déjà publiées dans la littérature et permettra ainsi de mieux évaluer la performance de nos nanopolymères. De plus 6 semaines est considéré comme l'âge adulte, âge le plus retrouvé dans les cancers du sein.
Mécanismes cellulaires et moléculaires de la calcification valvulaire aortique dépendante de Pou5f1/ERRalpha et d’une dyslipidémie
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
104 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Rendues obèses par un régime gras sans vitamine D pendant quatre mois, ces souris ApoE-/- reçoivent un gavage de tamoxifène et des échographies cardiaques sous anesthésie, avant la mise à mort pour prélever les valves aortiques. Le porteur reconnaît que le régime gras apporte un inconfort mais affirme qu'il n'affecte pas la mobilité des animaux. Il présente la souris comme "un des très rares modèles" de calcification des valves et attend des données extrapolables à l'humain.
Objectifs
Environ 500 millions de personnes dans le monde souffriront de calcification de la valve aortique (CVA) d’ici 2050. La CVAest une maladie progressive caractérisée par une inflammation, une fibrose et finalement une calcification de la valve. Cela conduit à un retréssissement aortique, une maladie grave précipitant le patient vers une insuffisance cardiaque. Le seul traitement pour la CAVD, le remplacement de la valve , n’est pas disponible pour 85% de la population mondiale. En France, 10000 remplacements valvulaires aortiques sont effectués chaque année sans toujours un bon résultat et avec des suites à la chirurgie ou même au protocole sans chirurgie . Il n’existe aucun médicament pour cette pathologie. La dyslipidémie joue un rôle majeur dans la CVA. Cependant, les cellules valvulaires (unités biologiques composant la valve) spécifiquement impliquées dans la maladie sont encore en débat. De plus, les femmes, même atteintes de dyslipidémie, sont beaucoup moins sujettes à la CVA que les hommes. Fait intéressant, le microbiote intestinal masculin et féminin diffère. Notre projet propose : 1. Le suivi et l'identification des cellules et de leur profil de gènes à l’origine de la CVA dans un modèle murin de dyslipidémie- 2. L 'analyse du microbiote des souris mâles et femelles atteintes de dyslipidémie au cours de la CVA et après dérégulation de la voie dépendante de des hormones oestrogènes
Bénéfices attendus
Ce projet devrait permettre de mieux cibler une thérapie anti calcification valvulaire par une connaissance plus précise du mécanisme pathologique notre étude devrait apporter des informations sur la différence de pathologie valvulaire ches les hommes et les femmes et des pistes de médicaments pour la maladie. Comme le microbiote de l'intestin de la souris est fonctionnellement similaire à plus de 90 % à celui de l'homme, nous nous attendons à ce que les données soient extrapolables à la situation des patients humains.
Procédures
régime riche en acide gras (42% matière grasse, ENVIGO MD.88137 sans vitamine D3) :24 4 mois echocardiographie sous anesthésie isoflurane 30 min: 48 gavage tamoxifène: protocole de 1 min: 6
Impact sur les animaux
L’obésité des souris ApoE-/- en régime gras et le régime sans vitamine D peut leur apporter un inconfort qui néanmoins n'affecte pas leur mobilité ou leur agilité. L’échocardiographie est réalisée sous anesthésie . Le gavage au tamoxifène
Devenir
tous les animaux utilisés dans le projet seront mis à mort à la dernière étape (Echocardiographie) du projet. Cela permetra de plus de collecter les valves aortiques pour les experience de transcriptomique.
Remplacement
Notre projet se fera dans la continuité d’une étude in vitro. Le passage au modèle in vivo est une étape indispensable avant d’envisager un essai thérapeutique chez l’Homme. Nous avons au laboratoire et utiliserons des cellules valvulaires aortiques de patients CVA VEC / VIC pour suivre le processus de fibrose et de calcification et avons dérivé à partir de ces cellules des cellules iPS spécifiques ; nous les re-différencions en cellules valvulaires et faisons des co-cultures 3D de VEC / VIC pour suivre le processus de fibrose et de calcification et identifier les cibles médicamenteuses.
Réduction
Les mêmes souris serviront à nos deux objectifs analyse clonale et micobiote intestinal . Le nombre d’animaux a été limité au minimum nécessaire pour mettre en évidence une apparition d’effets secondaires liés à l’utilisation de notre modèle avec une signification statistique
Raffinement
Afin d’améliorer le bien-être animal au cours de notre étude, les besoins physiologiques des animaux seront respectés (nourriture ad libitum, cages propres, enrichissement, stabulation en groupe). Le laboratoire de stabulation est éclairé par cycle de 12H. Des points limites clairs et spécifiques seront définis et les animaux seront euthanasiés lorsqu’ils atteindront les critères d’interruption. L'enrichissement de cages sera multiple (papier kraft, dômes, petits batonnets). Les souris sont visitées chaque jour incluant le week end par l’expérimentateur et sont conditionnées à la contention avant le gavage. Le tamoxifène est donné en présence de progestérone pour éviter les effects néfastes de blocage des récepteurs endogènes. L’anesthésie est utilisée pour l’échocardiographie qui se réalise en positionant l'animal sur un tapis chauffant et une sonde rectale pour controller sa température pendant les 20-30 min du protocole d’ échocardiographie.
Choix des espèces
la souris ApoE-/- est un des très rares modèles animal de calcification des valves les souris seront adultes, seul stade pour observer la pathologie
Etude du rôle des Facteurs de Transcription de la famille Ikaros dans la mégacaryopoïèse
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
144 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Elles reçoivent des injections intra-péritonéales de tamoxifène cinq jours de suite et subissent jusqu'à six prélèvements de sang à la queue espacés d'une semaine, puis un prélèvement sanguin terminal sous anesthésie, pour étudier le rôle de la famille de protéines Ikaros dans la formation des plaquettes. Le porteur indique que les injections peuvent provoquer des lésions cutanées ou une surinfection au point d'injection. Il affirme que les cellules souches humaines ne parviennent pas encore à maturer suffisamment en culture pour ce type d'étude.
Objectifs
Les thrombopénies constitutionnelles sont un groupe de maladies rares d’origine génétique caractérisées par un faible nombre de plaquettes sanguine ce qui est à l’origine de l’apparition de troubles hémorragiques. Récemment, des mutations dans la protéine PEGASUS (Ikzf5), appartenant à la famille IKAROS (IKZF), ont été identifiées chez des patients présentant une thrombopénie modérée, des plaquettes de grande taille et une absence de granules. La famille de protéines Ikaros est composée de 5 membres, Ikaros (Ikzf1), Hélios (Ikzf2), Eos (Ikzf3), Aiolos (Ikzf4) et Pegasus (Ikzf5) qui n’avaient jusqu’ici qu’été impliqués dans le contrôle de la production des globules blancs. Dans ce contexte, nous souhaitons mieux comprendre le rôle des différents membres de la famille Ikaros dans la biogénèse des plaquettes sanguines et identifier les mécanismes moléculaires mis en jeu.
Bénéfices attendus
La compréhension des thrombopénies constitutionnelles a bénéficié ces dernières années d’une amélioration des connaissances des étapes de formation des plaquettes (mégacaryopoïèse). Cependant, ces maladies restent encore largement incomprises et sous-diagnostiquées. Etudier le rôle de facteurs de transcription comme ceux de la famille Ikaros permettra d’accroître nos connaissances sur les mécanismes moléculaires et cellulaires qui sous-tendent les différentes étapes de maturation des plaquettes (extension du cytoplasme, biogénèse des granules, capacité des mégacaryocytes à produire des plaquettes). Ce projet nous permettera d’améliorer notre compréhension de l’étiologie des saignements observés chez les patients et leur prise en charge.
Procédures
Des injections intra-péritonéales d'une durée de quelques secondes seront réalisées sur 72 animaux vigiles à raison d'une injection par jour pendant 5 jours consécutifs. Des prélèvements sanguins de moins d'une minutes seront toujours faits sur animaux sous anesthésie générale. 72 souris auront un prélèvement unique de sang de quelques microlitres à la queue puis une semaine plus tard un prélèvement de sang terminal (grand volume), toujours sous anesthésie générale. 72 souris auront 6 prélèvements de sang à la queue espacés d'une semaine chacun. Après les 6 semaines de prélèvements, un prélèvement de sang terminal (grand volume) sera effectué, toujours sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
Pour l’ensemble des lignées - possible stress au moment de l’anesthésie gazeuse pour le prélèvement à la queue (environ 30s avant l’endormissement). -possibilité et/ou difficulté de mobilité/engourdissement au réveil des suites de l’anesthésie gazeuse, durée maximale estimée à 3min. - prélèvements de sang à la queue : possible apparition d’inflammation ou de douleur au site de coupure - Apparition de lésions cutanées ou à des surinfections au site d’injection du tamoxifène en intra-péritonéale.
Devenir
Les animaux sont tous mis à mort à la fin des procédures car un grand volume de sang est prélevé afin de compter et analyser différents composants du sang (globules rouges, globules blancs et plaquettes).
Remplacement
Les différentes étapes de la biogénèse des plaquettes sanguines ne sont pas suffisamment caractérisées chez l'humain alors qu’elles le sont dans les modèles murins. En effet, si les cellules iPS (cellules pluripotentes induites) peuvent être utilisées pour reproduire des mutations retrouvées chez l'Homme, les techniques de culture cellulaires actuelles ne leur permettent pas encore de maturer de manière suffisamment efficace pour réaliser des études approfondies de la biogénèse des plaquettes.
Réduction
Nous avons estimé la taille des groupes selon nos expériences du modèle le but étant de réduire le plus possible le nombre d’animaux utilisés tout en assurant la robustesse statistique de notre étude.
Raffinement
Les souris seront observées tous les jours jusqu’à la mise à mort et les observations seront consignées dans une fiche de suivi. A la moindre apparition d’un signe de souffrance, un score sera calculé et des mesures seront prises. Tous les prélèvements de sang seront réalisés sous anesthésie générale.
Choix des espèces
Le laboratoire possède une expérience éprouvée de l’étude de la biogénèse des plaquettes dans les modèles murins. Les animaux seront utilisés au stade adulte, pubères âgés de 8 à 20 semaines maximum, tranche d’âge où il y a un intérêt à observer et analyser la biogénèse des plaquettes au stade adulte afin d’avoir des groupes représentatifs.
Lumière artificielle de nuit : perturbation des rythmes circadiens et santé visuelle
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
- Système nerveux
374 Psammomys obesus vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance légers à modérés. Isolés en cage individuelle dès le sevrage, ils reçoivent une injection sous-rétinienne et jusqu'à 24 injections hebdomadaires et subissent des examens oculaires répétés sous anesthésie, pour étudier les effets de la lumière artificielle nocturne sur la rétine. Le porteur reconnaît que l'isolement prolongé induit du stress et que les anesthésies répétées peuvent entraîner une perte de poids. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ou in silico ne reproduit l'ensemble des structures rétiniennes et qu'il faut travailler à l'échelle de l'animal entier.
Objectifs
Nous vivons dans un monde illuminé en permanence et l'exposition à la lumière artificielle la nuit (LAN) est devenue une réalité quasi universelle. Bien qu'elle soit essentielle à nos modes de vie modernes, il est clair que la LAN a des impacts négatifs sur la santé, en favorisant le développement notamment de cancers et troubles métaboliques. Il est également évident que ces effets néfastes sur la santé sont causés par des perturbations induites par la LAN dans notre horloge biologique. Cette horloge joue un rôle vital en coordonnant de façon optimale toutes nos fonctions physiologiques (sommeil, prise de repas et digestion,etc) au cours du cycle jour/nuit. L'oeil est doublement concerné par les processus circadiens car c’est par lui que la LAN entre dans l'organisme et perturbe le système circadien, et l'oeil est lui-même sous contrôle d'une "horloge" intrinsèque. Malgré cela, on sait peu de choses sur les effets de la LAN sur la santé oculaire et la vision. Notre laboratoire est l'un des rares à explorer activement cette question, et nous savons qu'une exposition aiguë à la LAN entraîne des changements spectaculaires dans le fonctionnement rythmique de la rétine. Notre hypothèse de travail est que, de manière analogue à l'horloge biologique principale, la perturbation induite par la LAN dans les rythmes de la rétine a un impact négatif sur la santé visuelle. À l'aide d'un modèle animal unique de rétine humaine riche en cônes, Psammomys obesus, les deux EU impliqués dans ce projet multisite ont montré que l’exposition chronique à la LAN (lumière intense en début de nuit) telle qu’elle se produit dans le travail posté, induit une altération de la structure rétinienne et de la fonction visuelle à long terme (résultats non publiés). Nos objectifs sont de comprendre dans le même modèle animal et le même paradigme d'exposition lumineuse, les effets (moléculaires et cellulaires) de la LAN sur la santé rétinienne, de déterminer quelle part de la lumière est responsable des effets toxiques et de d'évaluer si un traitement (anti-oxydant) à la vitamine E peut contrecarrer les effets à long terme de la LAN.
Bénéfices attendus
Nous espérons que nos résultats généreront de nouvelles connaissances et de nouveaux cadres conceptuels concernant les mécanismes de dégénérescence dans la rétine déclenchée par un éclairage environnemental aberrant (une lumière trop intense pendant la nuit). Ils doivent aider à définir recommandations pour limiter l'exposition à un tel éclairage chez l'homme et en particulier chez les patients souffrant de maladies rétiniennes.
Procédures
138 Psammomys obesus sont inclus dans une procédure comprenant une injection sous-rétinienne (réalisée dans l'EU 1). Tous les animaux feront l’objet d’une analyse fonctionnelle de la vision à l'aide de trois méthodes: tomographie par cohérence optique, fond d'oeil (tous deux réalisés dans EU2) et électrorétinographie (réalisé dans EU1). L'injection sous-rétinienne (EU1) s’effectue sous anesthésie gazeuse suivie d’une anesthésie locale et de l’application d’un gel limitant le dessèchement de l’oeil, environ 10 minutes pour chaque animal. Les méthodes employées pour l’étude fonctionnelle de la vision sont non invasives, ne provoquant pas de souffrance particulière. Ces trois méthodes d'une durée de 15 à 60 minutes maximum chacune sont réalisées sous anesthésie gazeuse (imagerie, EU2)) ou par voie sous-cutanée (électrorétinographie, EU1). Chaque animal subira au maximum 3 examens par imagerie de l'oeil et 3 examen par électrorétinographie (examen fonctionnel). Le traitement pharmacologique (EU1) mettra en jeu des injections hebdomadaires pendant toute la durée de la procédure soit au maximum 24 injections d'une durée de 1 minute. Le traitement à la vitamine E (EU1) impliquera une injection sous-cutanée hebdomadaire pendant toute la durée de la procédure soit 24 injections au maximum d'une durée de 1 minute.
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent être soumis à différentes nuisances listées ci-dessous : 1) Impact généré par la LAN : nous nous attendons à une potentielle altération du système circadien et de l’humeur pour des animaux exposés pendant plusieurs mois. 2) A partir du sevrage et jusqu’à la fin des procédures, les animaux seront placés dans des cages individuelles pour mieux contrôler les conditions d'exposition lumineuse. L’isolement sur une longue période est susceptible d’induire du stress chez les Psammomys obesus. 3) Les animaux seront soumis à des anesthésies susceptibles d'altérer le bien-être de l'animal. 4) les animaux seront soumis à des injections susceptibles d’induire une douleur modérée, un risque infectieux et/ou inflammatoire. 5) Les animaux seront également soumis à électrorétinogrammes, susceptibles d’induire des anomalies oculaires dans certains cas (inflammation, infection, rougeur, opacité…). Liée à ces procédures, l'administration répétée d'anesthésies chez Psammomys obesus peut entraîner une perte de poids (10%) dans certains cas, indiquant une complication métabolique. 6) Des effets délétères du traitement à la vitamine E peuvent être observés, tels qu'une diminution de la pression artérielle, des problèmes de coagulation. 7) L'injection intra-péritonéale peut causer de la douleur, un stress et une inflammation chez le rongeur en raison de l'introduction d'une aiguille dans l'abdomen.Le transport entre les deux EU pourrait induire un stress aigu transitoire chez les animaux.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort en fin de procédure pour prélèvements.
Remplacement
Le but de ce projet est d’évaluer l’impact d’une exposition anormale à la lumière sur la vision en étudiant plus particulièrement les altérations du système circadien de la rétine. A l’heure actuelle, il n’est pas encore possible de modéliser in vitro et/ou in silico l’ensemble des structures impliquées de la rétine, ce qui nécessite donc d’avoir recours au modèle animal. Le projet nécessite la réalisation d’expériences dans un environnement intégral, à l’échelle de l’animal.
Réduction
Le nombre d’animaux a été choisi dans le respect des règles statistiques en vigueur, en minimisant le nombre d’animaux utilisés. Il a été déterminé par calcul de puissance à l’aide d’un logiciel, et sur la base de notre connaissance du modèle Psammomys obesus, des techniques utilisées et de nos expériences à ce sujet, ainsi que sur la littérature scientifique. De plus, afin de réduire le nombre total d'animaux: - Nous utilisons des approches non invasives et longitudinales ne conduisant pas à la mise à mort de l'animal. Les animaux utilisés lors des approches non-invasives seront utilisés dans le cadre d'une procédure ex-vivo, après prélèvements post-mortem des globes oculaires. De plus, nous utiliserons les mâles et les femelles de nos portées, puisque que nos résultats antérieurs n’ont pas montré d’effet du sexe sur la dégénérescence rétinienne induite par la LAN. Nous réaliserons des analyses statistiques pertinentes robustes et adaptées à nos groupes.
Raffinement
Pour réduire l'impact de l'isolement, les animaux sont hébergés en cages ouvertes ce qui permet de maintenir les contacts visuels et olfactifs entre les congénères. Pour optimiser leur croissance, les animaux dont le poids est inférieur à la moyenne (en tenant compte de la dispersion des valeurs), disposeront d’un biberon à tétine longue pour leur faciliter l’accès à la boisson, ainsi que des croquettes directement dans leur cage. En cas de problème d’alimentation récurrente objectivé par une perte de masse, les animaux auront accès à de la nourriture gélifiée directement dans une coupe dans la cage et les dents des animaux seront vérifiés. Les différents examens seront réalisés sous anesthésie et/ou analgésie. Durant ces procédures la température de l’animal sera maintenue à l’aide d’un tapis chauffant. Après les procédures les animaux seront suivis quotidiennement à l’aide d’une grille de score permettant d’objectiver différents paramètres (apparence, poids, examen clinique). A partir des grilles de score des points limites ont été définis, permettant de soustraire immédiatement l'animal à la souffrance. Les animaux sont transportés dans des boites de transport pour animaux de laboratoire contenant litière et enrichissements type bâton et frisure. De la nourriture et de l'eau gélifiée sont ajoutés pour que l'animal puisse se nourrir et s'hydrater sans risque d'écoulement de l'eau. Durant le transport selon la température extérieure, la voiture sera chauffée pour éviter toute hypothermie aux animaux. Les animaux seront transportés pendant le jour donc sans déphasage du cycle lumière/obscurité. L'état de santé des animaux sera évalué avant et après les procédures sur chaque site.
Choix des espèces
Psammomys obesus a une rétine remarquablement riche en cônes et représente un modèle animal pertinent de vision centrale, primordiale pour la vue humaine. Dans la nature, ces animaux sont sevrés après 20 jours et atteignent la taille adulte au bout de 4 mois. Ils deviennent sexuellement matures à 3-6 mois. L'espérance de vie est 14-18 mois, et six ans en captivité. Les animaux seront exposés à la LAN dès l'âge de 2 mois et maintenus dans ce régime plusieurs semaines. Les injections sous-rétiniennes seront pratiquées sur des animaux à P15.