Procédures modérées

1 350 lapins vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie filtrante de l'œil sous anesthésie générale, puis un mois d'instillations, d'injections oculaires et de mesures quotidiennes de la pression de l'œil, pouvant provoquer rougeurs, saignements, inflammation et érosion de la cornée. L'objectif est de mettre au point cette chirurgie chez le lapin pour tester des traitements et des dispositifs contre le glaucome. Le porteur retient le lapin pour la taille de son œil proche de celui de l'homme et affirme qu'il n'existe pas de méthode alternative validée pour ce type d'évaluation.

Objectifs

Le glaucome est une maladie de l’œil au cours de laquelle une pression oculaire trop élevée endommage progressivement le nerf optique. Sans traitement, cette maladie peut entraîner une cécité totale. Aujourd’hui quatre-vingts millions d’individus sont touchés par cette maladie, un million en France, principalement des personnes âgées de plus de quarante-cinq ans. C’est la deuxième cause de cécité dans le monde. L’objectif du projet est de mettre en place, dans le plus grand respect du bien-être animal, une technique de chirurgie filtrante chez le lapin dans le but d’améliorer le traitement de l'élévation de la tension oculaire et du glaucome.

Bénéfices attendus

Les bénéfices susceptibles de découler de ce projet sont l’identification et la sélection de nouveaux traitements ou dispositifs médicaux pouvant améliorer le traitement par la chirurgie de l'élévation de la tension oculaire et du glaucome. Aujourd’hui plus de quatre-vingts millions d’individus sont touchés par cette maladie et malheureusement dans certains cas le glaucome peut évoluer défavorablement même avec la mise en place d’un traitement médicamenteux par collyres ou implants. En effet, une opération peut devenir nécessaire lorsque les traitements de première intention deviennent inefficaces, que le traitement médical n’est plus suivi ou mal toléré par exemple. En général, l'opération présente un taux de réussite variant de quatre-vingts à quatre-vingt-dix pour cent mais elle nécessite de nombreux ajustements et retouches postopératoires en fonction notamment de la cicatrisation afin de maîtriser le débit de filtration. C’est pour cela, que de nouveaux traitements et dispositifs sont continuellement étudiés et évalués afin de rendre cette opération encore plus efficace, mieux tolérée et moins invasive.

Procédures

Au premier jour de la procédure qui durera un mois, une chirurgie filtrante d’une trentaine de minutes sous anesthésie générale est réalisée sur l’ensemble des animaux. Par la suite, une série d’administrations de produits à tester sera faite soit par : . Instillations 2 à 4 fois par jour sur animal vigile. Injection intra ou péri-oculaire 1 à 2 fois par jour sur animal anesthésié. Une série d’examens quotidiens (observation en lampe à fente, mesure de la pression intra-oculaire) sur animal vigile est ensuite pratiquée pour suivre l’efficacité des traitements et prévenir toutes complications ou effets indésirables. La mesure de la pression oculaire est réalisée quotidiennement sous anesthésie locale et a pour but de suivre la tension exercée dans l’œil et l’efficacité des traitements. Ces examens et mesures ne durent également que quelques secondes ou minutes. Tous les examens réalisés durant ce mois de procédure sont des examens pratiqués chez l’homme en ambulatoire, en cabinet d’ophtalmologie ou chez l'animal en clinique vétérinaire. Chez l’homme, toutes les procédures qui ont nécessité une anesthésie générale, se font la plupart du temps sous anesthésie locale (chirurgie comprise). Les autres examens (lampe à fente, mesure de la pression intra-oculaire) sont totalement indolores ou sous anesthésie locale et ne durent que cinq minutes tout au plus. Chez l’animal, l’anesthésie générale est réalisée afin d’immobiliser l’animal, de faciliter la procédure et de réduire un stress éventuel.

Impact sur les animaux

Le projet a pour but de trouver de nouveaux traitements ou dispositifs médicaux pouvant améliorer la prise en charge par la chirurgie de l'élévation de la tension oculaire et du glaucome. Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux sont pour l'essentiel des complications mineures de la chirurgie. L'œil de l'animal peut présenter des rougeurs, un léger saignement, une inflammation, une érosion de la cornée. Ces signes de complications sont légers et fréquents chez l'homme aussi et disparaissent naturellement ou à l’aide de gouttes d'anti-inflammatoires et d'antibiotiques sous quelques jours. Malgré le soin et la vigilance apportés à la manipulation des animaux, un stress est toujours possible au moment de leur manipulation lors des observations, de l’administration de l’anesthésie ou des traitements.

Devenir

A l'issue de chaque procédure, tous les animaux sont mis à mort pour l'analyse des tissus.

Remplacement

L’œil est un organe complexe. Il est composé de plusieurs tissus anatomiquement et physiologiquement très différents (très vascularisés ou très innervés pour certains, totalement avasculaires ou faiblement innervés pour d’autres). Il est soumis à d'importantes variations environnementales (température et humidité ambiantes), mécaniques (mouvements des globes, des paupières) et physicochimiques (osmolarité...), ainsi qu'à de nombreuses interactions biologiques avec les tissus et organes voisins. Contrairement aux tests d’irritation oculaire (test d’irritation oculaire de Draize par exemple), ou de cicatrisation où plusieurs méthodes alternatives permettant de s’affranchir d’essais sur l’animal ont été validées, il n’existe pas à ce jour de méthode alternative permettant d’évaluer l’efficacité et la tolérance d’un nouveau traitement ou d’un dispositif médical dans le cadre de la chirurgie filtrante du glaucome. Dans le cadre de notre projet, nous avons besoin d’un œil perfusé, relié à la circulation afin de pouvoir avoir une production et une élimination continue de l’humeur aqueuse ainsi que les mécanismes impliqués dans les phénomènes inflammatoires et de cicatrisation. C'est pour cela que l’utilisation d’animaux vivants dans nos procédures expérimentales est nécessaire pour atteindre les objectifs de ce projet, les modèles alternatifs ne pouvant pas prendre en compte ou faire intervenir à ce jour, toutes les interactions et tous les acteurs impliqués.

Réduction

Le nombre maximum d’animaux prévu pour ce projet a été déterminé en fonction de la distribution théorique rencontrée dans les données bibliographiques et historiques de l'établissement, du nombre d'études estimées et tient compte des variations du métabolisme, de la robustesse des mesures et de notre expérience. Ce nombre limité doit nous permettre de conclure sur l’efficacité ou non d’un traitement. L'effet d'un traitement sera évalué à chaque moment à l'aide des tests de Dunn ou de Dunnett pour des comparaisons multiples; chaque groupe traité sera comparé à celui du groupe témoin non traité. Afin d’avoir une puissance aux tests au moins égale à 0,80, un calcul de l’effectif sera réalisé avant chaque étape afin d’ajuster et de revoir à la baisse si possible le nombre d’animaux à inclure dans les procédures. De plus, dès que les procédures expérimentales le permettront, des évaluations non invasives seront choisies tout au long du projet pour améliorer la condition animale et éviter la mise à mort inutile des animaux. De même, l'analyse des deux yeux sera privilégiée autant que possible afin de réduire le nombre d'animaux utilisé.

Raffinement

Un suivi quotidien des animaux sera effectué afin de minimiser au maximum l’impact des procédures sur leur bien-être. Les lapins seront placés préférentiellement par deux dans des cages avec boisson ad libitum, nourriture et enrichissement à ronger. Les examens choisis pour évaluer les signes cliniques de la maladie sont non invasifs et semblables à ceux pratiqués chez l'homme en cabinet d'ophtalmologie ou chez l’animal en clinique vétérinaire. Afin de réduire le stress de l'animal lors d'examens nécessitant l'immobilisation de l'animal, une administration d'anesthésique et/ou d'analgésique pourra être réalisée. Il en ira de même pour les procédures plus invasives afin de supprimer la douleur provoquée pendant et en l’atténuant après l’intervention. Des points limites adaptés, suffisamment prédictifs et précoces permettent de limiter une éventuelle douleur à son minimum. Ce projet a été soumis pour évaluation à un comité d’éthique et sera suivi par la structure en charge du bien-être animal de l'établissement.

Choix des espèces

Les procédures expérimentales présentées sont largement utilisées et décrites sur le lapin dont les publications de référence citées sur lesquelles le projet est basé. Le lapin est choisi pour la taille de son œil, proche de celle de l'homme. Les techniques chirurgicales et les observations cliniques en sont de ce fait facilitées et plus largement extrapolables à l'oeil humain. Les animaux seront de jeunes adultes. Les lapins auront un minimum de 8 à 12 semaines. Cet âge correspond à la maturité fonctionnelle et visuelle chez ces animaux.

360 truites arc-en-ciel vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent un stress d'entassement provoqué par la baisse du niveau d'eau une heure par jour pendant dix jours, pouvant entraîner des blessures aux nageoires, une perte de poids et un refus de s'alimenter, puis un prélèvement de sang avant la mise à mort. L'objet réel est de tester des taux de vitamines plus élevés dans l'aliment pour améliorer la résistance des poissons en élevage intensif. Les bénéfices annoncés visent les producteurs et une "pisciculture plus raisonnée", le porteur affirmant qu'aucun modèle in vitro ne peut mettre en évidence ces effets.

Objectifs

Ce projet a pour objectif d’évaluer des taux d’incorporation optimum de vitamines dans les rations alimentaires des poissons face à un stress. L’amélioration des conditions d’élevage participe au développement d’une aquaculture plus raisonnée. La nutrition vitaminique joue un rôle clé dans l'optimisation des performances de production et la résistance au stress. Cependant, les conditions d'élevage actuelles ont révélé que les niveaux de vitamines recommandés ne permettent plus d’optimiser la croissance et la résistance au stress et ainsi de promouvoir la santé des salmonidés. En effet, la réduction de la part de farine de poisson au profit d’une part de plus en plus importante d’ingrédients d’origine végétale dans les rations alimentaires et la pression pour réduire l'utilisation d'antibiotiques nécessite de revoir régulièrement les niveaux de vitamines dans l’alimentation, de les adaptés aux différents stades de vie des poissons et aux facteurs de stress que subissent les poissons. Malgré l’importance des fonctions des vitamines, peu d’études ont été réalisées pour déterminer les besoins vitaminiques chez les salmonidés. De plus, ces études, réalisées dans des conditions de laboratoire contrôlées et optimales, se basaient uniquement sur la modification d’une seule vitamine dans la ration alimentaire négligeant de ce fait les interactions de fonctions entre les vitamines et les autres nutriments. Ainsi, les recommandations précédemment établies pour les niveaux d'inclusion de vitamines alimentaires étaient probablement biaisées et sous-optimales pour des applications pratiques avec des formulations alimentaires modernes. De nombreux travaux ont montré les effets bénéfiques de l’incorporation de taux élevés de vitamines par rapports aux besoins recommandés sur la croissance et la santé des poissons, notamment en conditions d’élevage sous-optimales. Le concept de vitamine optimale s’avère une stratégie nutritionnelle bénéfique afin d’optimiser la physiologie du poisson et les fonctions du système immunitaire en réponse à des conditions de stress.

Bénéfices attendus

Les résultats de ce projet permettront à court terme de mieux comprendre les effets bénéfiques de taux élevés de prémélange de vitamines sur la capacité des poissons à faire face à des conditions de stress. La mise à disposition des résultats et leur interprétation permettra aux producteurs de poisson d’améliorer leurs conditions d’élevage et de participer à une pisciculture plus raisonnée.

Procédures

Les animaux seront soumis à la procédure pour une durée de 17 jours, dont 10 jours de stress d'entassement et 7 jours de récupération. Au cours du stress, le volume de l'eau dans le bassin sera diminué une heure par jour pendant 10 jours pouvant entrainer des blessures au niveau de la nageoire pectorale et caudale. Ces blessures ne pourraient apparaitre qu'à la fin de la période de stress. Les animaux risquent déprouver une douleur transitoire à l'endroit du prélèvement de sang réalisé une fois par animal. Le temps de prélèvement ne dépassera pas une minute.

Impact sur les animaux

Perte de poids, diminution du facteur K (facteur de condition de Fulton), refus de s’alimenter, dégradation de l’état corporel

Devenir

Tous les animaux entrant dans la procédure expérimentale seront mis à mort afin de réaliser des prélèvements biologiques. Ces prélèvements permettront de mieux appréhender l'effet de concentrations élevées en vitamines sur la résistance des poissons au stress d'élevage et d'optimiser de ce fait les rations alimentaires pour leur bien être.

Remplacement

La procédure expérimentale est nécessaire et ne peut pas être remplacée par une autre stratégie n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants. En effet, la protection vitaminique sera investiguée au niveau des organes et dans la circulation sanguine. Or, il n'existe pas de modèle in vitro ou in silico intégrés capables de mettre en évidence ce type d’effet sur la stimulation du système immunitaire pour faire face aux stress d’élevage subis par les poissons. Enfin les paramètres zootechniques sont également d’importance pour cette évaluation car étroitement liés à la physiologie du poisson et nécessitent des animaux vivants.

Réduction

Des calculs statistiques détaillés ont été réalisés afin de déterminer le nombre d'animaux adéquat pour ce projet. Les calculs ont été faits sur la base de résultats significatifs obtenus dans d'autres études sur les paramètres du stress (réponse immune, expression de gènes…) chez la truite arc en ciel ayant subis un stress d'élevage. Le nombre d'animaux à utiliser permettra d'apporter de bonnes conditions d'élevage en favorisant une hiérarchie social essentiel au bien-être des animaux et d'obtenir des données scientifiquement robustes. Des analyses post-mortem seront réalisées sur les tissus de chaque animal afin de générer le maximum d'informations possibles par animal.

Raffinement

Avant toute manipulation, les truites arc en ciel sont anesthésiées. La capture et le stress dus à la sortie des bassins, les prises de sang sont réduits par une manipulation délicate des animaux par les applicateurs, un séchage modéré des poissons, le port de gants, l’utilisation d’un mousse humide pour poser l’animal sur le support de contention et d’un point de pression sur le site de prélèvement comme décrit dans la procédure qui définit le volume limite de sang et les périodes de récupération nécessaires. Pour protéger le bien-être des animaux, ils seront suivis au moyen de grilles d'évaluation du bien-être animal, et des points limites adaptés seront appliqués immédiatement si un animal semble éprouver des effets indésirables imprévus. Les conditions d’hébergement des animaux sont définies de telle sorte que la densité des animaux par bassin, les paramètres environnementaux (température…) ou encore la qualité d’eau procurent le maximum de confort aux animaux, et restent supérieurs ou égaux à la législation en vigueur. Aucun animal ne reste isolé sans contact visuel ou tactile avec ses congénères, ceci afin de réduire au minimum l’angoisse et le stress des animaux.

Choix des espèces

Les concentrations de vitamines évaluées chez la truite arc en ciel sont destinées à être incorporées dans les aliments comme additif alimentaire pour les salmonidés. La truite est un bon modèle pour les salmonidés car elle est taxonomiquement proche du saumon et les résultats pourront être transposés chez le saumon. La truite est également un animal plus résistant aux conditions d'élevage, aux maladies, avec un taux de croissance plus élevée. Truites adultes pesant 210± 15grammes seront utilisées pour pouvoir effectuer les échantillonnages d’organes et les prélèvements de sang demandés par la procédure.

Des moutons subissent deux anesthésies à dix jours d'intervalle pour un passage en IRM, la première d'une heure, la seconde de six heures, ainsi que six prises de sang à la jugulaire sur animal éveillé et une injection dans le péritoine. Les 9 moutons, adultes et de sexe indifférent, sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et tous sont tués sous anesthésie générale à la suite des acquisitions d'images, leur cerveau étant prélevé pour une nouvelle IRM hors du corps. Il s'agit de mettre au point l'IRM au manganèse chez le mouton, pour étudier plus tard la plasticité cérébrale liée aux changements de durée du jour chez cette espèce saisonnière. Le porteur rappelle que le manganèse est neurotoxique à forte dose, n'attend aucun effet indésirable de son injection et annonce trois doses à tester, sans préciser par quelle voie le produit est donné, la seule injection décrite en dehors des inductions d'anesthésie étant intrapéritonéale.

Objectifs

L’objectif est de mettre en place la technique d’Imagerie par Résonnance Magnétique du manganèse in vivo à l'échelle du cerveau entier chez l’ovin. Les propriétés paramagnétiques du manganèse (Mn2+) permettent son utilisation comme agent de contraste pour l'IRM (MEMRI : IRM du ManganEse). C’est un composé qui pénètre et s'accumule dans les neurones actifs, donc sa concentration intracellulaire est le reflet direct de l'activité neuronale. Cette technique permet de visualiser les changements structurels et fonctionnels en réponse à des stimulis. La dynamique du Mn2+ (biodisponibilité, pharmacocinétique) dépend de l'espèce, il est donc nécessaire de réaliser des mises au point sur le cerveau d’ovin pour lequel aucune étude n’est disponible dans la littérature.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de définir la dose minimale de Mn2+ nécessaire pour l’obtention du meilleur contraste en IRM MEMRI. Il permettra également de se placer dans la fenêtre temporelle la plus favorable pour l’acquisition d’un contraste optimum. Les mises au point des conditions de dose et temps dans cette expérimentation préliminaire bénéficieront à des appels à projet ultérieurs.

Procédures

Les animaux subiront 2 anesthésies à 10 jours d'intervalle pour passage à l'IRM. La première durera 1 heure, la 2ème 6 heures. Ils recevront également une injection intra-péritonéale (durée totale contention comprise d'une minute). Ils subiront 2 injections par voie intraveineuse à la jugulaire pour induire les anesthésies, ainsi que 6 prises de sang vigiles (durée totale contention comprise d'une minute).

Impact sur les animaux

Bien qu’il soit un élément nécessaire au bon fonctionnement de l’organisme, le manganèse est cependant neurotoxique à forte dose. Chez l’homme, il provoque maux de tête, insomnies, pertes de mémoire, instabilité émotionnelle, dystonie, tremblements, troubles du langage et des troubles de la marche. Selon la littérature, les cas de toxicité aigüe au manganèse chez les ruminants sont très peu probables. Nous n’attendons donc pas d’effets indésirables suite à l’injection de Mn2+, mais les animaux seront surveillés étroitement après l'injection. Pour chaque anesthésie les animaux pourront subir un stress lors de la manipulation. Un hématome peut apparaître lors de l’induction de l’anesthésie par voie intraveineuse, ou après les prises de sang à la veine jugulaire.

Devenir

A la suite des acquisitions, tous les animaux seront mis à mort toujours sous anesthésie générale, car leurs cerveaux seront prélevés et ré-analysés ex-vivo par IRM à plus haut champ.

Remplacement

Cette étude d‘imagerie cérébrale permettant de déterminer la dose minimale de Mn2+ et la fenêtre d’acquisition optimum pour obtenir le meilleur contraste ne peut être réalisée qu’in vivo. Il est en effet impossible d’étudier ou de reproduire ces expériences in vitro et encore moins in silico. Ce projet est un prérequis pour développer l’approche d’imagerie MEMRI qui permettra, ultérieurement, de mettre en place des projets longitudinaux, avec des nombres restreints d’animaux expérimentaux.

Réduction

Ce projet concerne 9 animaux expérimentaux maximum, qui seront utilisés pour tester trois doses de Mn2+ et déterminer la fenêtre d’observation optimale de l’activité cérebrale par IRM MEMRI. Pour cette expérience pilote, nous avons besoin de déterminer la dose minimale qui nous permet d’acquérir des images IRM informatives, et pour cela nous ne disposons que de quelques données dans la littérature sur les rongeurs uniquement. Par conséquent, il nous faut tester plusieurs doses. De la même manière, nous n’avons aucune donnée sur la biodisponibilité du manganèse dans l’organisme d’ovin et donc nous ne connaissons pas la cinétique de disponibilité du manganèse dans le cerveau.

Raffinement

Les animaux expérimentaux feront l’objet d’une surveillance accrue dans la période qui suivra l’administration de Mn2+ jusqu’à l’anesthésie pour l’imagerie. Au cours de cette période, l’apparition de tremblements, les difficultés de déplacement, la prise alimentaire seront particulièrement surveillés. Nous serons attentifs à la survenue de signes de mal être (position des oreilles, port de la tête, prostration). Dans le cas où de tels signes apparaitraient, un traitement analgésique sera administré. Pendant toute la durée de l’expérimentation, les animaux expérimentaux seront maintenus en groupe au sein d'un environnement social stable, dans des conditions adaptées aux herbivores, litière de paille et foin ad libitum. Ils seront manipulés dans le calme par des agents expérimentés. Ils arriveront la veille de l’anesthésie, et seront mis à jeun avant l’intervention, avec abreuvement adlibitum. Les brebis seront maintenues sous oxygène à la fin de la première anesthésie pour améliorer la qualité et la rapidité du réveil. Dès que l’animal présentera les premiers signes de déglutition ou de clignement des paupières, il sera extubé.

Choix des espèces

Nous souhaitons développer la technique de l’IRM réhaussé par le manganèse (MEMRI) chez l’ovin adulte pour plus tard étudier les mécanismes de plasticité cérébrale associés aux changement de photopériode chez cette espèce saisonnée. La dynamique du Mn2+ dépendant de l'espèce, il est donc nécessaire de réaliser des mises au point sur le cerveau d’ovin pour lequel aucune étude n’est disponible dans la littérature. Nous utiliserons des adultes pubères, de sexe indifférent.

1 560 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont immunisées au collagène avec un adjuvant par deux injections intramusculaires dans les cuisses, ce qui déclenche une arthrite auto-immune, avec prises de sang et mesure des chevilles au pied à coulisse deux fois par semaine. Le porteur affirme que les processus de l'arthrite ne peuvent être reproduits in vitro et écarte le modèle d'arthrite spontanée jugé trop aléatoire. Le projet vise à comprendre le rôle des neutrophiles dans le déclenchement de la maladie.

Objectifs

L’objectif de ce projet est de développer un modèle murin d’arthrite qui permettra d’étudier les mécanismes d’induction de l’auto-immunité impliqués dans cette pathologie, notamment le rôle des neutrophiles ainsi que leur diversité dans le déclenchement de cette pathologie. Pour cela, il est indispensable d’avoir un évènement déclencheur (ici le début de l’immunisation) à partir duquel les processus pathologiques amenant à la maladie se développent afin de pouvoir comparer des groupes de souris et établir une cinétique d’étapes clés. Un modèle d’arthrite spontanée ne se prête pas à notre recherche, car le début d’arthrite est trop aléatoire. Un modèle d’arthrite active (induite par une immunisation) a été décrit (collagen-induced arthritis (CIA)), mais ce modèle nécessite l’injection répétée de collagène II en présence d’un adjuvant fort, qui induit des inflammations tissulaires importantes. Pour éviter l’usage de cet adjuvant, nous proposons donc d’administrer du collagène II associé à une protéine porteuse en présence d’un adjuvant alternatif pour induire une arthrite chez la souris. Cet adjuvant est une huile naturelle qui est également utilisée dans certains vaccins humains. Pour établir les meilleures conditions expérimentales, nous réaliserons dans un premier temps, une mise au point du modèle sur des souris sauvages. Ensuite nous appliquerons les conditions établies dans cette première partie à des lignées de souris chez lesquelles l’activité des neutrophiles est altérée et dans un modèle de souris pour lequel les gènes codants pour les différentes classes d’anticorps, pour leurs récepteurs et le complément sont humanisés afin d’étudier les mécanismes impliqués dans la dérégulation de l’immunité, la perte de tolérance contre le soi et le développement de l’auto-immunité. Nous étudierons les cellules sanguines ce qui nécessitera des prises de sang régulières. A la fin de l’expérimentation, les souris seront mises à mort puis autopsiées pour étudier les réponses des neutrophiles et les anticorps dans les articulations, la rate et les ganglions drainants.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’étudier les mécanismes d’auto-immunité et la perte de tolérance au soi impliqués dans l'arthrite, notamment le rôle des neutrophiles ainsi que leur diversité dans le déclenchement de cette pathologie.

Procédures

Les animaux seront immunisés avec du collagène II complexé en présence d’un adjuvant par voie intramusculaire (50 uL) dans les deux cuisses arrière, par 2 injections espacées d’au minimum 1 semaine. Des prises de sang rétromandibulaires de moins de 100uL seront effectuées à trois occasions espacées d’au moins 1 semaine. Les deux types d’interventions ne prendront que quelques secondes. A partir de la première immunisation les articulations seront évaluées deux fois par semaine et l’épaisseur des chevilles mesurée à l’aide d’un pied à coulisse (caliper) (l’évaluation complète dure moins de 5 minutes/souris).

Impact sur les animaux

Les animaux seront immunisés avec du collagène II complexé en présence d’un adjuvant par voie intramusculaire (50 uL) dans les deux cuisses arrière, par 2 injections espacées d’au minimum 1 semaine. L’injection intramusculaire dure quelques secondes et provoquera un léger œdème dans le muscle associé à une douleur modérée de courte durée. Des prises de sang rétromandibulaires de moins de 7,5% de leur poids (100uL) seront effectuées à trois occasions espacées d’au moins 1 semaine. La prise de sang dure quelques secondes et causera une douleur légère de très courte durée. L’immunisation induira une réaction immunitaire contre le soi, qui se traduira par le développement d’une arthrite au niveau des articulations des membres. Cette inflammation débutera avec une rougeur au niveau d’une jonction articulaire, accompagnée d’un recrutement localisé de cellules inflammatoires, qui progressivement s’étendra à d’autres articulations du membre et s’accompagnera d’un gonflement. L’inflammation des articulations se traduira par une douleur progressive, qui n’entrainera pas pour autant une réduction de la mobilité des souris. A partir de la première immunisation les articulations seront évaluées deux fois par semaine et l’épaisseur des chevilles mesurée à l’aide d’un pied à coulisse (caliper) (l’évaluation complète dure moins de 5 minutes/souris).

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure. Une autopsie sera réalisée sur tous les animaux afin de prélever différents organes et tissues dont la rate, les ganglions drainants, et les articulations pour étudier les réponses des neutrophiles dans ces différents compartiments.

Remplacement

L’arthrite met en œuvre des processus complexes reposant sur les singularités du système circulatoire et des tissus cibles, processus qui ne peuvent pas être reproduits in vitro.

Réduction

Le nombre de souris a été calculé avec l’objectif de réduire ce nombre autant que possible tout en minimisant le « bruit de fond » inhérent à la recherche biologique in vivo. Ce nombre inclut le nombre nécessaire de contrôles et la nécessité de reproduire les résultats. De plus, le recours à des lignées consanguines de souris permettra de réduire le nombre d’animaux par groupe expérimental.

Raffinement

Les conditions d'élevage, d'hébergement, de soins et les monitorings effectués (qui selon leurs scores déclenchent des actions à prendre) sont les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durables que pourraient ressentir les animaux. Nous respecterons les conditions d’élevage et de maintien établies par nos vétérinaires. Les animaliers ont la charge de la surveillance du bien-être des animaux, et inspectent les cages régulièrement, en plus de nos visites et de la visite hebdomadaire du vétérinaire. Dès la première immunisation les animaux seront observés au moins 1 fois par semaine et « scorés » selon une grille d’évaluation, prenant en compte l’arthrite, l’apparence de l’animal, les fonctions du corps et leur comportement. Des points limites ont été définis : - Pour l’arthrite : pour chaque patte un score de 4, et un score global (prenant en compte les quatre pattes) de 9. - Une perte de poids supérieur à 20% - Une immobilité persistante pendant plus que 24h - Un score clinique composite plus important que 20 Nous avons également mis en place des actions à prendre en fonction du score clinique composite : Pour un score de : - 0-3 : monitoring classique avec augmentation de la fréquence de surveillance (2 fois par semaine) - 4-7 : nourriture / gel humidifié dans la cage - 8-12 : nourriture / gel humidifié dans la cage et augmentation de la fréquence de surveillance (3 fois par semaine) - 13-20 : nourriture / gel humidifié dans la cage et augmentation de la fréquence de surveillance (tous les jours) et discussion de la conduite à tenir avec un membre de la structure du bien-être animal.

Choix des espèces

L’espèce utilisée est la souris de laboratoire. Le recours à des lignées consanguines de souris permet de réduire le nombre d’animaux par groupe expérimental. Les souris de laboratoire restent des modèles dont la pertinence biologique et biomédicale est établie. De plus, l’utilisation de lignées de souris génétiquement modifiées permettra d’évaluer plus précisément les mécanismes moléculaires et cellulaires de la pathologie humaine. L’ensemble des animaux expérimentaux seront utilisés au stade « jeune adulte » : entre 6 et 12 semaines au début de l’expérience, âge à partir duquel le système immunitaire est mature et ne subit plus de changements majeurs.

4 500 poissons sauvages au maximum vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, la quasi-totalité relâchée après capture et une mortalité annoncée sous 0,5 %. Ils sont capturés par pêche électrique ou au filet, anesthésiés pour la mesure et un prélèvement de nageoire, afin d'évaluer l'effet des centrales photovoltaïques flottantes sur les peuplements de poissons. Le porteur indique que la capture peut altérer le mucus et les écailles et qu'un piégeage prolongé peut être fatal. Le projet répond au développement rapide de ces installations dont les impacts écologiques restent mal connus.

Objectifs

Les centrales photovoltaïques flottantes constituent une nouvelle alternative aux centrales photovoltaïques terrestres pour la production d’énergie, en vue de la transition énergétique. Les prédictions de croissance de ces installations sont exponentielles, ces dernières représenteront d’ici 2030 une part importante de la production d’énergie photovoltaïque. Ainsi, ces installations et projets d’installations sur les plans d’eau connaissent un fort développement sur le territoire national, sans que les impacts écologiques potentiels, négatifs ou positifs, sur la biodiversité aquatique et le fonctionnement des écosystèmes lacustres ne soit connus. En particulier, les plans d’eau de gravière, écosystèmes artificiels, sont spécifiquement utilisés par les développeurs de ces technologies. Or, à ce jour, il n’existe aucune étude scientifique qui quantifie les effets écologiques de ces installations sur les écosystèmes aquatiques ni sur les plans d’eau de gravière en particulier. Le projet vise donc à combler ce manque de connaissances et de répondre aux attentes des différents services de l’état sur cette question. Le projet a pour objectif d’évaluer les effets des centrales photovoltaïques flottantes sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes lacustres. En particulier, il s’agit de quantifier ces effets sur le peuplement de poissons. Les observations porteront sur l’abondance, la structure en classe de taille, et la biomasse. L’analyse des isotopes stables des tissus des différentes espèces de poissons sera effectuée pour reconstituer le réseau trophique de chaque lac.

Bénéfices attendus

Ce projet apportera des connaissances essentielles sur les effets des panneaux solaires flottants sur la structure des peuplements de poissons et la structure du réseau trophique. Les connaissances aquises auront des répercussions opérationnelles sur la configuration et le déploiement de nouvelles centrales. Elles permettront de répondre, par des données scientifiques, aux questionnements des services de l’Etat en vue du déploiement de cette technologie.

Procédures

L'objectif est d'évaluer l'identité, la densité, et le régime alimentaire des poissons de lacs équipés de centrales photovoltaïques flottantes et des lacs contrôle. Des pêches scientifiques (pêche à l'électricité ou pêche au filet) seront effectuées dans 10 lacs chaque année. Les filets seront posés une fois pendant 1h30 au lever du jour. Dans chaque lac, 15 individus maximum par espèce (maximum de 5 individus pour chacune des 3 classes de taille - juvénile de l'année, juvénile et adulte ) seront mesurés et feront l'objet d'un prélèvement d'un fragment de nageoire (pelvienne). Ces poissons seront anesthésiés pour effectuer la mesure de taille et le prélèvement. Chaque lac contient en moyenne 6 espèces de poissons différentes et la pêche ne garantie pas de pouvoir collecter systématiquement toutes les classes de taille et 5 individus par classe de taille et espèce. Un maximum de 900 poissons sera soumis à la procédure chaque année, soit un maximum de 4500 poissons.

Impact sur les animaux

La capture des poissons par pêche électrique et filets maillants, malgré des poses très courtes, peut induire des altérations du mucus et des écailles. Le piégeage du poisson dans un filet peut entrainer sa mort. Lors de la stabulation, le maintien du poisson en vie peut être compromis si l'eau est chaude et peu oxygénée. Le renouvellement de l’eau très régulier (entre chaque point de pêche électrique et entre chaque filet) dans les seaux permet cependant de limiter très fortement les risques de mortalité. La mesure de la taille des poissons implique un stress léger dû à la manipulation des animaux. Le prélèvement d’un petit fragment de nageoire pelvienne (‘fin clipping’) implique une douleur de sévérité moyenne.

Devenir

Seuls les poissons n'ayant pas subi de dommages au cours des opérations de capture seront utilisés pour l'expérimentation. Les poissons seront remis à l'eau à l'issue de la procédure. Nous pouvons prévoir une faible mortalité consécutive à cette procédure (largement inférieure à 0,5%) représentant moins de 5 poissons pour 10 lacs (0,5% x 900) et donc moins de 25 poissons au cours des 5 ans du projet sur les 4500 poissons utilisés au maximum.

Remplacement

Le projet a pour but de comprendre comment l’installation des panneaux solaires modifie la structure des communautés de poissons présents dans les plans d’eau de gravière. Les réponses observées sont susceptibles de différer selon l’espèce de poisson et sa classe de taille. Il s’agit aussi d’évaluer les conséquences des installations de panneaux sur la niche trophique occupée par les poissons et sur l’ensemble du réseau trophique. Toutes les espèces présentes dans l’écosystème doivent être caractérisées, aucune espèce n’est donc remplaçable ni substituable, car nous en intégrons l’ensemble de la diversité piscicole.

Réduction

Il existe une forte variabilité trophique intraspécifique chez les poissons, en partie associée à des changements ontogéniques. Notre projet repose sur une approche à l’échelle des communautés de poissons tout en prenant en compte la variabilité trophique, notamment ontogénique, au sein des populations. L’objectif d’un nombre de 5 individus par classe de taille et donc de 15 individus par espèce permettra de disposer d’un effectif de qualité pour prendre en compte cette variabilité interindividuelle, tout en limitant le nombre d’animaux concernés par le prélèvement pour l’analyse des isotopes stables. Ce nombre de 15 individus est un compromis optimal qui permettra, si besoin, de mesurer la taille de la niche trophique des populations à l’aide d’approches bayésiennes (SEAb), et sera très robuste au niveau de la communauté. L’analyse du peuplement de poissons dans chaque lac (c’est-à-dire la richesse spécifique et l’abondance) sera effectuée en identifiant et comptabilisant l’ensemble des poissons capturés lors de la pêche. Entre 3 et 11 espèces de poissons sont présentes dans les 20 lacs étudiés, avec une moyenne de 6 espèces par lac. Un maximum de 900 individus sera donc échantillonné annuellement (10 lacs) x (6 espèces) x (3 classes de taille) x (5 individus) parmi environ 7500 poissons capturés annuellement (750 poissons échantillonnés par pêche scientifique par lac). En particulier, les 15 individus seront prélevés pour les espèces les plus abondantes du lac. 20 lacs seront suivis dans ce projet en suivant une approche Before-After-Control-Impact (BACI) qui est particulièrement robuste pour modifier les conséquences des changements environnementaux. Nous utiliserons 9 sites avec centrales (Impact) et 11 sites sans centrales (Control). Chaque lac sera échantillonné une fois tous les 2 ans, limitant ainsi l’impact potentiel de la capture et des prélèvements sur la communauté d’un lac.

Raffinement

Notre groupe de recherche possède une très forte expérience de plus de 10 ans de suivis dans ces plans d’eau et de leurs communautés de poissons. Lors des suivis des plans d’eau, nous réalisons pour chaque plan des mesures de multiples paramètres physico-chimiques (température, pH, conductivité, oxygène…). Par expérience, nous savons que lors de ces échantillonnages, le taux de saturation en oxygène dissous est élevé dans les plans d’eau. Les conditions physico-chimique seront contrôlées régulièrement dans les bacs (Sonde YSI proDSS) et l’eau renouvelée dès qu’elles dévieront des valeurs observées dans le plan d’eau au moment de l’échantillonnage. Aussi, lorsque la température sera trop élevée, nous annulerons nos échantillonnage (e.g. vague de chaleur). Néanmoins, ces conditions météorologiques seront ont évitées en travaillant sur la période allant de mi-septembre à mi-octobre. Les poissons seront anesthésiés (densité inférieure à 20 individus par bac) dans des bacs de 50 L. Une fois une dizaine d’individus capturés (sauf dans le cas de gros spécimens dépassant 800 g (extrêmement rares) qui seront anesthésiés et mesurés individuellement), les animaux seront anesthésiés avant la mesure de taille et le prélèvement du fragment de nageoire pelvienne pour limiter le stress et la douleur liés à la manipulation et au prélèvement avant d’être réveillés dans un bac de 50 L puis relâchés. L’exondation (mesure et prélèvement) est particulièrement courte et dure, en générale, moins de 30 secondes. Le niveau de cicatrisation n’est pas connu précisément en milieu naturel mais lors de la recapture de poissons, nous constatons que le recouvrement de la plaie par du mucus permet une cicatrisation des nageoires pelviennes au bout d’une saison en milieu naturelle. Sur une durée de deux ans, les nageoires pelviennes prélevées repoussent totalement et il n’est pas possible de reconnaitre un individu prélevé deux ans plus tôt. La probabilité de recapture est excessivement faible mais, si elle arrive, elle n’a pas de conséquence ni sur le poisson ni sur les résultats.

Choix des espèces

Le projet vise à analyser la réponse des poissons à l’échelle de la communauté dans son ensemble et vise à prendre en compte la variabilité trophique au sein des espèces de poissons. Ainsi, i) toutes les espèces de poissons présentes dans chaque plan d’eau seront prises en compte pour évaluer la structure de la communauté et du réseau trophique et ii) des individus aux différents stades de vie (juvénile à adulte) seront inclus dans les analyses car ils sont susceptibles de présenter des réponses différentes selon les espèces.

230 porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, opérés puis tués sans réveil de l'anesthésie parce que les dommages de la formation ne permettent pas leur survie. Chaque animal reçoit d'abord la pose endoscopique de clips créant une obstruction biliaire, puis subit le jour de la formation une chirurgie abdominale et des gestes écho-endoscopiques pendant huit heures. Le projet vise à former plus de quatre cents professionnels de santé, pas à produire des connaissances. Le porteur reconnaît l'existence de simulateurs alternatifs mais affirme leur "réalisme limité" au-delà d'un certain niveau d'expertise.

Objectifs

Le but du projet est de former les médecins à l’utilisation de l’echo-endoscopie (EUS) dans le traitement des pathologies pancréatiques et biliaires. Plus de 120 000 interventions par EUS sont réalisées annuellement en France, en complément ou remplacement de méthodes chirurgicales plus invasives. Les indications de traitements par EUS (TEUS) se développent rapidement et font désormais partie de la pratique clinique standard pour soigner les patients souffrant de diverses affections abdominales. Cependant, ces interventions nécessitent des compétences dans différents domaines, comme l'analyse des images échographique et la manipulation d'endoscopes flexibles. Elles sont techniquement difficiles et connues pour leur apprentissage ardu, nécessitant un nombre conséquent d’heures de formation pour atteindre l'autonomie. Dans un rapport de 2012, la Haute autorité de santé (HAS) posait un principe éthique fondamental : "jamais la première fois sur un patient", et reconnaissait que la simulation et la pratique expérimentale étaient nécessaires pour l'acquisition, l'amélioration et le perfectionnement des compétences. Notre institut organise ainsi nombre de formations médicales en proposant des fantômes et des modèles ex vivo pour améliorer l'apprentissage. Mais, à partir d’un certain niveau d’expertise, en particulier pour les formations aux TEUS, objet de ce projet, ces modèles offrent un réalisme limité. Nous avons développé un modèle éducatif in vivo dans le respect des 3R. Nos formations s’adressent à des chirurgiens-gastroentérologues-endoscopistes experts et leurs assistant.e.s, médecins et infirmières, qui souhaitent maitriser les techniques d’EUS interventionnelle, incluant le drainage des collections péri gastriques et le drainage de la vésicule et des voies biliaires intra et extra hépatiques.

Bénéfices attendus

Nous ambitionnons de former plus de 400 professionnels de santé (chirurgiens, endoscopistes, infirmières) à l’écho-endoscopie afin de les rendre autonomes sur des procédures complexes qui leur permettront de traiter des patients atteints de pathologies abdominales comme les cancers du pancréas et leurs complications : croissance tumorale progressive entraînant une obstruction des voies biliaires ou gastriques, des métastases hépatiques, des néoplasmes papillaires mucineux intraductaux, insulinomes, gastrinomes.

Procédures

Les animaux seront soumis à une endoscopie de 20 minutes sous anesthésie générale pour la pose de clips sur la papille duodénale (obstruction du canal biliaire). Le jour de la formation, il sont réanesthésiés, soumis à une chirurgie abdominale et à des procédures echo-endoscopiques sur une durée de 8h.

Impact sur les animaux

De notre expérience du modèle, nous n'avons pas objectivé de nuisances chez les animaux au réveil de l’endoscopie. De principe, l’anesthésie et la gastroscopie pourraient entrainer les effets indésirables suivants : - hyperthermie maligne (rare), nausées, désorientation, hypothermie, irritation trachéale - ballonnements, crampes intestinales, ictère, vomissements (non observé). Les autres nuisances sont couvertes par l’anesthésie et l’analgésie.

Devenir

A l’issue de la procédure, les animaux sont euthanasiés sans réveil de l’anesthésie générale car les dommages occasionnés au cours de la formation ne permettent pas d'envisager leur survie.

Remplacement

Des modèles éducatifs alternatifs à l’animal ont été mis au point pour l’apprentissage de certains gestes EUS. Il s’agit de blocs viscéraux fabriqués sur mesure ou fournis par un prestataire. Mais, à partir d’un certain niveau d’expertise, ces modèles n’offrent qu’un réalisme limité quand il s’agit de mimer des saignements, les mouvements circulatoires et respiratoires, la relation anatomique des organes entre eux, la texture des tissus et leur réaction mécanique lors d’une intervention. Le modèle animal devient alors pertinent et essentiel avant d’intervenir sur le patient en sécurité.

Réduction

Toutes les pistes de réduction du nombre d’animaux nécessaires ont été explorées et mises en application: -Amélioration du modèle en augmentant le nombre de procédures par animal et amélioration du taux de reussite du clippage biliaire -Chaque animal est utilisé au cours d’une séance par deux à trois intervenants -Limitation du nombre de sessions par an

Raffinement

Les porcs sont hébergés en groupe sociaux dans de larges box enrichis de jeux à mâcher et de balles, ils sont douchés quotidiennement à l’eau tiède et reçoivent une alimentation adaptée à leurs besoins physiologiques. Les conditions d’ambiances sont contrôlées. De la musique est diffusée. en journée Une période d’acclimatation leur permet de s’habituer à leur environnement et au personnel soignant qui met en place un programme de familiarisation basé sur la distribution de récompenses. Les animaux sont anesthésiés pour toutes les procédures avec une gestion multimodale de la douleur. La pose de clips par voie endoscopique (mini-invasif) a été optimisée en réduisant le temps d’intervention (et donc la durée de l’anesthésie) à 20 minutes, facilitant ainsi le réveil des animaux qui peuvent être remis en groupe et nourris le jour même. Une videosurveillance 24h/24 permet un suivi visuel des comportements en animalerie et une intervention rapide du vétérinaire en cas d’anomalie. Une grille d’évaluation de la douleur est établie avec la conduite à tenir en cas de complications. Des points limites sont définis pour arrêter la procédure en cas de souffrance. Avant le début du cours, les apprenants sont sensibilisés à l’éthique animale et aux précautions à prendre avec les modèles.

Choix des espèces

Les modèles porcins ont été validés et acceptés par la communauté scientifique comme un modèle réaliste pour améliorer la formation en chirurgie. Le porc est l’espèce de choix pour les approches abdominales en raison de sa grande taille et de ses similitudes anatomiques (monogastrique) avec l'homme. Il permet de simuler fidèlement des interventions chirurgicales dans les mêmes conditions que chez le patient (taille des instruments, voies d’abord, ergonomie, orientation et rapports anatomiques…). Afin d’être comparables en taille l'anatomie viscérale humaine, les porcs charcutiers sont utilisés jeunes, de 3 à 5 mois, lorsqu’ils ont atteint un poids compris entre 40 et 55 kg.