Procédures modérées
Évaluation de l’effet thérapeutique de la radiothérapie FLASH et conventionnelle combinée à un modulateur de l’hypoxie dans les tumeurs solides
- Recherche appliquée
- Cancers
Des cellules tumorales sont injectées sous la peau de 720 souris, puis un produit est injecté dans la tumeur et celle-ci est irradiée, le tout sous anesthésie générale. Toutes sont tuées à l'issue pour examen des tissus et des organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur indique avoir retenu des lignées tumorales "réputés pour produire des tumeurs qui nécrosent rapidement, malgré leur petite taille", nécrose dont il annonce qu'elle provoque une douleur modérée à court terme, à quoi s'ajoutent des lésions cutanées dans la zone irradiée. Les bénéfices avancés, des traitements "plus efficaces et moins toxiques", restent au conditionnel, quand la nécrose et les lésions cutanées sont posées au présent.
Objectifs
L’objectif de ce projet et : 1) d’évaluer si l’association du produit étudié et de la radiothérapie FLASH ou conventionnelle permettrait d’obtenir un meilleur contrôle tumoral, dans des modèles tumoraux murins syngéniques, 2) évaluer la préservation des tissus sains, avoisinant la tumeur à irradier, et 3) caractériser la modulation du microenvironnement immunitaire.
Bénéfices attendus
En adoptant cette approche, nous visons à minimiser les limitations des thérapies utilisées seules, à améliorer les résultats thérapeutiques et à augmenter la réponse globale des tumeurs en limitant les toxicités liées aux traitements. Cette stratégie de traitement à multiples facettes non seulement promet d'améliorer les résultats thérapeutiques actuels mais pourrait également nous conduire à développer de nouvelles stratégies de traitement antitumoral plus efficaces et moins toxiques. Ce projet espère fournir une base solide et des nouvelles perspectives pour optimiser les traitements cliniques futurs tout en réduisant les effets secondaires des thérapies en question. L’association du produit étudié avec la radiothérapie constitue une approche prometteuse pour surmonter les limitations liées à l’oxygénation des tumeurs et améliorer l’efficacité tumoricide, en particulier dans les tumeurs solides hypoxiques.
Procédures
Les animaux seront soumis à des injections de cellules tumorales en sous cutanées (une fois, durée environ 10-20 secondes) et à une injection du produit étudié en intra-tumoral (une fois, durée environ 20 secondes) sous anesthésie générale. Les animaux recevront une irradiation localisée de la tumeur (un cycle d'irradiation dure environ 1-5 minutes en fonction de la dose) sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
En raison de la croissance des tumeurs ou des effets secondaires des traitements, les animaux peuvent présenter des changements de comportement modérés, tels qu'une diminution de l'appétit et/ou une réduction de l'activité. Les modèle utilisés sont réputés pour produire des tumeurs qui nécrosent rapidement, malgré leur petite taille. Cette nécrose peut entraîner une douleur modérée à court terme. Ainsi, des lésions cutanées induisant une douleur modérée peuvent apparaitre dans la zone irradiée.
Devenir
Les animaux seront tous euthanasiés à l'issue de chaque procédure pour examen post-mortem sur tissus et organes.
Remplacement
Ce projet a pour but d’évaluer l'effet thérapeutique d’un modulateur de l’hypoxie dans les tissus/tumeurs, combinés à la radiothérapie. Ceci exige donc un système biologique dynamique et complet en interaction direct avec le stroma tumoral. Ceci nécessite le recours à un modèle animal vivant entier et ne peut pas être modélisé in vitro ni in silico.
Réduction
Afin de réduire au minimum le nombre d’animaux à utiliser nous permettant d’atteindre les objectifs du projet, nous avons réalisé une analyse statistique à priori, afin de calculer le nombre d’animaux nécessaires pour détecter des différences significatives pour chaque procédure expérimentale. Le critère de jugement principal pour le calcul de puissance est la taille tumorale.
Raffinement
Une anesthésie générale sera faite lors des injections des injections du produit étudié en intra-tumoral ainsi que lors des irradiations. Les conditions d'hébergement des animaux seront optimisées, en fournissant l'environnement et la nourriture nécessaire. Leur environnement sera enrichi avec du coton ou des maisons en carton afin de diminuer leur angoisse. Le comportement et l'état de santé des animaux seront surveillés quotidiennement, pour identifier et traiter toute anomalie. Les souris seront élevées en groupe pour minimiser le stress de l'isolement. Une pesée sera effectuée régulièrement, au minimum de façon hebdomadaire. Des points limites précoces ont été définis et seront strictement appliqués. Un aliment appétent et énergétique sera proposé en cas de nécessité.
Choix des espèces
La souris est l’espèce animale de référence pour les études de radiobiologie et l'étude de la croissance tumorale. La physiologie et la génétique de la souris sont de mieux en mieux connues et de nombreuses études ont déjà validé des découvertes faites chez la souris en les appliquant pendant des essais cliniques, ce qui facilite le transfert des résultats obtenus chez la souris en clinique. Les souris seront utilisées à un âge de 7 à 9 semaines, âge auquel les souris sont adultes.
Rôle du glucose et du lactate en tant que substrat énergétique neuronal lors de l’activation cérébrale et les performances cognitives chez le rat (1/2)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Privés par chirurgie des transporteurs neuronaux du glucose ou du lactate, 188 rats sur 224 subissent une opération stéréotaxique de 75 minutes avec deux injections dans le cerveau. Les 224 rats sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, tous tués à l'issue pour le prélèvement des cerveaux. Trois semaines après l'opération, chacun passe six séances de dix minutes dans une arène blanche où l'on mesure sa reconnaissance des textures, puis 118 d'entre eux subissent une heure d'imagerie par résonance magnétique sous anesthésie. Le porteur qualifie ces deux techniques d'imagerie de "non-invasives pour les animaux" et annonce par ailleurs qu'un changement important du rythme cardiaque ou respiratoire peut survenir sous anesthésie, ce qui arrête l'expérimentation.
Objectifs
L'énergie est indispensable au fonctionnement des neurones, notamment pour accomplir des tâches complexes comme l'apprentissage et la mémoire. Historiquement, il était admis que le glucose était la source d’énergie des neurones. Cependant des recherches récentes indiquent que le lactate, un métabolite du glucose, fabriqué en grande partie par les astrocytes (des cellules de soutien du cerveau), pourrait aussi être source d’énergie pour les neurones. Il a été proposé que lors de l’activation cérébrale, les astrocytes captent le glucose depuis la circulation sanguine, le transforment en lactate qui est transféré aux neurones. Dans les neurones, ce lactate pourrait servir de carburant. Les preuves de ce processus ont été mises en évidence sur des cultures de cellules ou à partir de prélèvement de cerveaux mais jamais chez l’animal vivant. Ainsi, l’objectif de ce projet est d’étudier in vivo le métabolisme énergétique cérébral de rongeurs, lors de l’activation cérébrale. Ce projet vise à déterminer quel est le carburant préférentiel des neurones lors de l’activation cérébrale. Pour répondre à cet objectif, nous évaluerons la contribution et le rôle du glucose ou du lactate dans l’apprentissage et la mémoire associative à long terme chez des animaux privés de transporteurs de glucose ou de lactate. Ce projet se déroulera dans deux EU. Dans un premier temps, cette évaluation sera réalisée chez les rats, par analyse d’apprentissage, de reconnaissance et de mémorisation des textures de certains objets de son environnement. Par la suite, de l’imagerie par résonnance magnétique sera réalisée afin de détecter de l’activité cérébrale des rats lors de la stimulation de leurs moustaches. La spectroscopie par résonnance magnétique complétera les données afin de mesurer les quantités de lactate ou du glucose dans le cerveau activé. Ainsi, le maintien ou non de l’activité cérébrale chez ces rats permettra de statuer sur l’importance de la consommation neuronale du glucose ou de lactate dans l’activation neuronale. Outre l’importance de ces résultats au niveau fondamental, la compréhension de ces mécanismes pourra ouvrir de nouvelles pistes thérapeutiques pour les maladies ou le métabolisme énergétique est défaillant (hypoxie-ischémie néonatal, cancer, maladies neurodégénératives).
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre les mécanismes impliqués dans le métabolisme énergétique cérébral et les interactions entre les différentes cellules qui constituent le cerveau. Ces interactions sont cruciales d’un point de vue fondamental. De plus, la compréhension de ces processus pourrait aussi permettre de développer des stratégies thérapeutiques pour certaines maladies dans lesquelles ce métabolisme énergétique est dérégulé (hypoxie-ischémie néonatale, accident vasculaire cérébral, maladie d’Alzheimer, …).
Procédures
Pour la mise en place du modèle de rat dépourvu de transporteurs neuronaux de glucose ou du lactate, des chirurgies stéréotaxiques seront réalisées sous anesthésie gazeuse et analgésiant chez les rats (75 min d’intervention avec deux injections par animaux, N=188) à l'EU1. Après 3 semaines post-chirurgie, le test de comportement sera réalisé sur tous les rats (N=224) au sein de l'EU1. Le test sera effectué dans une arène blanche en 6 sessions (1 session/jour ; 10 min par session). Après le test de comportement, les rats anesthésiés (N=118) seront soumis à de l’imagerie par résonnance magnétique et de la spectroscopie par résonnance magnétique (1 heure/animal) au sein de l'EU2. Ces deux techniques sont non-invasives pour les animaux.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues pour ce projet sont : - Chirurgie : un inconfort transitoire au réveil et une douleur post-opératoire, une perte de poids légère et transitoire dans les premières 48h-72h l’intervention. - IRM : un inconfort transitoire à la suite de la pose des cathéters, un changement important du rythme cardiaque et/ou respiratoire, mesurés grâce à un capteur placé sous l’animal, peut subvenir, du fait de la variabilité inter-animaux de la sensibilité aux anesthésiques. Cette nuisance entrainera l’arrêt de l’expérimentation.
Devenir
Tous les animaux de chaque procédure seront mis à mort afin de récupérer les cerveaux pour les analyses moléculaires, protéiques et métaboliques.
Remplacement
Des modèles de co-culture (lignées neuronale et astrocytaires) existent, cependant, ces modèles s’affranchissent de la physiologie de l’organisme entier. Le but final de notre projet de recherche a une envergure intégrative : décrypter le métabolisme énergétique cérébral. De ce fait, notre projet nécessitant le fonctionnement du cerveau dans son intégrité afin de définir quelle est la source énergétique qui permet l’activation neuronale (glucose ou lactate), il n'existe pas de remplacement disponible à notre modèle expérimental.
Réduction
Concernant la réduction, nous avons réalisé en amont, des expériences sur des neurones en culture (in vitro) afin de valider l'utilisation des réactifs nécessaires au projet. Cette phase d'étude in vitro limitera le nombre de rats utilisés dans le projet. Des études précédentes menées par l’équipe nous a permis de déterminer les effectifs d’animaux nécessaire pour lisser la variabilité interindividuelle et mettre en évidence les différences significatives entre les individus contrôles et ceux qui sont privés de transporteurs de glucose ou le lactate. Les résultats seront analysés avec des tests statistiques adaptés. Les tissus prélevés chez les animaux seront placés dans une banque d'organes/tissus afin de mutualiser les échantillons au sein du laboratoire.
Raffinement
Les modèles d’inhibition des transporteurs pour le glucose ou le lactate utilisé dans ce projet sont bien connus des membres de l’équipe. La modification génétique n’entraine pas de modifications au niveau pondéral, qualité du poil, l’appétit, et la mobilité des animaux. Les animaux seront hébergés en cycle inversé dans des locaux adaptés avec enrichissement du milieu adapté à l'espèce (bloc de bois et tunnel) afin d'éviter l'ennui et complété par un suivi hebdomadaire de leur état de santé dès leur arrivée à l’animalerie. Ils auront accès à l’eau et de la nourriture ad libitum. Le bien-être des animaux sera pris en compte à chaque étape par une surveillance régulière des animaux selon une grille de suivi de bien-être animal qui aide à identifier des points limites et des critères d’intervention et d’arrêt. Cela permettra une prise en charge afin d’arrêter toute souffrance des animaux. Le bien-être animal est pris en compte à chaque étape avec une pesée 1 fois par semaine et pendant 7 jours après l’intervention chirurgicale. Toutes les phases du projet seront réalisées par un personnel compétent et expérimenté, auquel les rats seront habitués avant le début de la procédure. Les animaux bénéficieront d’une prise en charge antalgique avant et post-chirurgie afin de réduire au maximum la douleur.
Choix des espèces
Les rats sont utilisés depuis plusieurs années pour les études du métabolisme dans notre laboratoire, ainsi nous maîtrisons l’expertise des actes chirurgicaux et ainsi la manipulation de ce modèle de rat. Dans cette étude, les rats mâles et femelles seront utilisés à l’âge de 10 semaines car le métabolisme énergétique cérébral est différent à des stades plus précoces.
Validation d’une méthode d’implantation sous-cutanée de marque acoustique sur des tortues marines en captivité temporaire
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
4 tortues marines accueillies en centre de soins subissent une capture dans leur bassin, une contention hors de l'eau d'environ quinze minutes et une incision d'un centimètre du derme pour y glisser une marque acoustique. Deux de ces reptiles sont opérés sous une anesthésie générale déjà programmée pour retirer un hameçon ingéré, les deux autres sous anesthésie locale, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Toutes retournent ensuite dans leur bassin de convalescence, en attente d'une remise en liberté, la marque restant sous leur peau puisque son retrait n'est pas prévu. Le porteur qualifie cette validation de "prérequis scientifique indispensable" avant le marquage en milieu naturel, et présente les tortues marines comme une "clef de voute" de la préservation de la biodiversité.
Objectifs
Les écosystèmes marins subissent une pression croissante liée aux impacts des activités humaines, entrainant un déclin des espèces, ainsi qu’une dégradation de la santé des écosystèmes et des services essentiels aux sociétés rendus par les océans. Dans ce contexte, les aires marines protégées jouent un rôle clé dans la conservation des ressources, et il nécessaire de mieux comprendre, à différentes échelles, le fonctionnement de leur biodiversité et leur connectivité. Un large projet vise à étudier des modèles biologiques présentant des capacités de déplacements à grande échelle en milieu naturel, telles que les tortues marines, afin mieux caractériser: (1) l’utilisation des habitats à des échelles locale et régionale grâce à la télémétrie acoustique, en s’appuyant sur un réseau de plus de 400 hydrophones déployés dans leurs habitats; (2) la structure et la stabilité des populations locales ainsi que leurs connexions avec d’autres populations via la génétique; (3) l’état de santé de certaines populations, évalué par comparaison avec des données régionales. Avant le marquage des tortues marines en milieu naturel, le présent projet vise à valider une méthode d’implantation sous-cutanée de marque acoustique décrite dans la littérature sur des individus en captivité. Cette approche s’appuie sur des travaux menés sur d’autres vertébrés (poissons, requins, mammifères marins) et sur des travaux vétérinaires de chirurgie pré-fémorale chez les tortues marines. Contrairement à la fixation sur la carapace, dont la durée est limitée en raison des frottements sur les rochers ou le récif (
Bénéfices attendus
Le bénéfice du projet est de maitriser la technique d’implantation sous-cutanée sur des individus en captivité afin qu’elle soit la moins invasive et traumatisante pour l’individu (rapidité d’intervention, zone d’implantation simple d’accès, contention adaptée des spécimens) en vue de la répliquer ultérieurement sur le terrain, en milieu naturel. Le bénéfice d’un tel projet est également de fournir un recul scientifique et technique indispensable sur la tolérance de l’implant par l’individu ainsi que le processus et la durée de cicatrisation.
Procédures
L'ensemble des animaux (N=4) seront soumis à une phase de capture dans un bassin de soins, puis à une contention et manipulation hors de l’eau. 2 individus seront soumis à une anesthésie générale (mutualisée avec une opération programmée afin de traiter la cause d’arrivée d’origine), puis 2 autres individus à une anesthésie locale, en fonction de leur état clinique et des soins nécessaires liés réhabilitation en centre de soins. Ces anesthésies seront réalisées dans le but d’implanter une marque acoustique en sous-cutané, ce qui impliquera une incision du derme (~1cm) avant insertion de la marque dans la cavité. L'ensemble de la procédure dure environ 15min avant la remise à l’eau des animaux en bassin le temps de sa convalescence. Ils seront ensuite auscultés régulièrement pour le suivi de la cicatrisation.
Impact sur les animaux
Les animaux concernés sont des animaux qui seront déjà accueillis en centre de soins. Le responsable du centre du soins, en concertation avec les vétérinaires associés au projet, sélectionnera les individus utilisés pour réaliser les implantations : - En phase 1 : sur deux individus dont l’anesthésie générale sera déjà planifiée pour traiter leur motif de prise en charge : chirurgie pour retrait d’hameçon ingéré par incision des tissus de la gorge. L’acte sera réalisé par un vétérinaire. L’intervention d’implantation de la marque occasionnera une nuisance supplémentaire à l’acte vétérinaire initial en générant une seconde zone d’incision et de cicatrisation à traiter et surveiller. - En phase 2 : sur les deux autres individus qui devront présenter un état clinique stable et compatible avec la manipulation, en respect avec les protocoles de suivi du centre de soins. Les animaux seront capturés dans leur bassin de réhabilitation. Cette capture et la contention lors de l’intervention hors de l'eau (~15min) généreront sans aucun doute un stress chez l’animal qui sera pris en compte au cours de la manipulation (mise en place de mesures et points limites). L’acte sera réalisé sous la supervision d’un vétérinaire. Une attention particulière sera portée quotidiennement aux comportements des individus manipulés : mobilité, appétit. D'après la littérature, il n'est pas attendu de perte de poids, de mobilité réduite ou de comportement anormal. Le retrait de la marque acoustique de l’animal n’est pas prévu. Les modèles de marques utilisées sont conçus spécifiquement pour les animaux marins. La taille et le poids des instruments sont adaptés à ceux des animaux équipés. Les seuls effets indésirables connus chez les tortues marines sont des complications de cicatrisation (ex : infection, inflammation). L’évolution de la cicatrisation sera surveillée une fois par semaine.
Devenir
L’ensemble des individus utilisés (soit N=4) dans le cadre de ce projet seront replacés dans leur bassin de réhabilitation initial afin de poursuivre leur convalescence dans l’attente de leur remise en liberté dans leur milieu naturel.
Remplacement
L'intérêt du projet étant de reproduire l’implantation d’une marque acoustique chez des tortues marines, il n’est pas possible de remplacer les spécimens par d’autres supports expérimentaux.
Réduction
Le nombre d’individus utilisés pour ce projet est défini en fonction de la disponibilité de spécimens présentant les caractéristiques favorables en centre de soins. L’objectif étant la maitrise de la méthode d’implantation, il n’est pas nécessaire de répliquer davantage l’opération.
Raffinement
Aucun raffinement complémentaire n’est prévu pour les N=2 individus sous anesthésie générale outre ceux déjà mis en place par les vétérinaires pour l’opération liée à la cause de prise en charge d’origine. Pour les N=2 autres tortues du centre de soins qui ne seront pas manipulés sous anesthésie générale, une anesthésie locale sera réalisée au niveau de la zone d’implantation. Leur capture, leur manipulation et leur contention suivront les procédures habituelles du centre de soins. La capture pour l’implantation et le contrôle de cicatrisation seront planifiés lors des soins hebdomadaires prodigués par les soigneurs. D’une manière générale, les tortues marines restent calmes pendant la détention dès lors que leur tête (yeux) et carapace sont recouvertes d’un linge humide. Chaque individu manipulé sera surveillé attentivement durant toute l’opération, de sa capture à son relâcher dans son bassin d’origine, puis pendant les jours suivant l’opération, jusqu’à cicatrisation complète. Des points limites seront définis afin de stopper les procédures, notamment l'agitation continue pendant la manipulation de l'animal. En cas de forte agitation ne permettant aucune manipulation de l’individu sans risque de dommage, l’animal sera remis dans son bassin d’origine sans intervention.
Choix des espèces
Les tortues marines sont des espèces protégées à caractère emblématique, véritable « clef de voute » de la préservation de la biodiversité. Elles représentent un enjeu majeur en termes de conservation et pour la région sud-ouest océan Indien. L’implantation sous-cutanée d’une marque acoustique permettant d’accroitre de manière significative la durée de transmission des marques (de 6 mois à 3 - 10 ans), et ainsi la durée de suivi des déplacements des individus, sera une avancée majeure pour améliorer les connaissances de ces espèces menacées. Tortues marines de 3 espèces potentielles (tortue verte (Chelonia mydas), tortue imbriquée (Eretmochelys imbricata) et tortue caouanne (Caretta caretta)). Individus immatures de 10 à 60Kg. Ne connaissant pas encore les spécimens qui seront accueillis au centre de soins sur la période du projet, il n’est pas possible de décider arbitrairement des espèces et stades exacts de développement.
Caractérisation de la fonction microgliale au cours de périodes critiques chez la souris
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
Tuées après quatre jours de régime modifié ou après un gavage, les mères le sont avec leurs petits, dont les cerveaux sont prélevés à des stades embryonnaires puis postnatals successifs. 760 souris vont être utilisées, toutes tuées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Les nouveau-nés reçoivent pendant cinq jours une injection quotidienne destinée à détruire des cellules immunitaires du cerveau, ou sont anesthésiés par hypothermie pour recevoir des traceurs neuronaux, tandis que les femelles gestantes sont gavées d'une solution inhibitrice. Le porteur annonce que ce gavage peut provoquer des mises bas prématurées, des lésions de l'œsophage et des atteintes des embryons, et écrit dans le même texte que l'étude "nécessite impérativement l'utilisation d'un organisme complet".
Objectifs
L’objectif de notre projet est de mieux comprendre la mise en place d’un organe complexe tel que le cerveau des mammifères. En effet, il a été montré que des défauts de son développement contribuent à l’étiologie de plusieurs maladies neurologiques et psychiatriques (troubles du spectres autistique, schizophrénie ou troubles bipolaires). Il apparaît donc essentiel de progresser dans la connaissance des mécanismes qui contrôlent le développement du cerveau. En particulier nous nous intéresserons au rôle des cellules immunitaires lors la mise en place des circuits neuronaux précoces. Notre projet vise à déterminer le rôle de ces cellules, en conditions physiologique et pathologique, dans la construction des circuits neuronaux. Pour ce faire, nous caractériserons l’impact d’une absence transitoire ou locale de ces cellules. Nous analyserons également plus en détails les conséquences de diverses altérations fonctionnelles de voie de signalisation microgliale sur la morphogénèse et le développement des circuits cérébraux afin d’avancer sur la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués.
Bénéfices attendus
Les maladies neuropsychiatriques trouvent souvent leurs origines dans des perturbations complexes du développement cérébral, notamment au cours de périodes critiques allant de la vie embryonnaire à l'adolescence. Cette complexité découle d'une combinaison de facteurs génétiques et d'influences environnementales, comme des perturbations immunitaires lors des étapes cruciales du développement cérébral. Des études ont montré que les perturbations immunitaires modifient non seulement directement les circuits neuronaux, mais ont également un impact sur les cellules immunitaires du cerveau, des acteurs clés du développement cérébral. Nos connaissances sur les rôles de ces cellules dans la mise en place du cerveau en cours du développement demeurent encore limitées. Ce projet vise ainsi à approfondir notre compréhension des processus de développement clés dans la formation du cerveau. En fournissant des informations essentielles sur la fonction des cellules immunitaires dans le câblage cérébral, atteindre nos objectifs apportera des connaissances précieuses à la compréhension générale des troubles neuropsychiatriques, ouvrant la voie à la stratification des patients et à des approches thérapeutiques adaptées.
Procédures
Au cours de ce projet, les animaux seront soumis à différents gestes techniques selon les questions scientifiques : i) Injection répétée quotidiennement (sur 5 jours) d’une substance permettant de dépléter les microglies chez des nouveaux nés (quelques secondes); ii) Changement de régime alimentaire des mères et leurs petits (durée 4 jours, prise spontanée) puis euthanasie des femelles par une méthode réglementaire et injection d’analgésique et anesthésie des petits, suivi par une euthanasie à différents stades (durée quelques minutes); iii) Anesthésie par hypothermie et injections de marqueurs neuronaux traceurs axonaux sur souriceaux (environ 3 min) iv) Injection répétée quotidiennement d’une substance permettant de moduler les microglies chez des nouveaux nés (quelques secondes); v) Administration orale sur femelles gestantes d’une solution permettant d’inhiber les voies de signalisation microgliale (quelques secondes sur animal vigil puis euthanasie des femelles par une méthode réglementaire (durée quelques secondes).
Impact sur les animaux
Les contentions nécessaires à la réalisation d'une injection peuvent induire un stress chez les animaux, principalement en raison de la manipulation et de la restriction physique temporaire imposées. Ce stress, bien que transitoire, peut perturber le comportement normal des animaux et provoquer des réactions physiologiques liées à l’anxiété. De plus, elles peuvent engendrer une douleur légère de courte durée consécutive à l’introduction de l’aiguille ainsi que la possibilité de saignement. L’anesthésie peut quant à elle provoquer des effets secondaires comme : un stress thermique, une hypotension ou une détresse respiratoire. Plus spécifiquement : i) Le changement de nourriture des femelles gestante, peut induire un stress sur les animaux dû à la nouveauté qui peut conduire à une diminution de prise alimentaire transitoire; ii) Le chirurgies nécessaires pour les injections de virus chez les nouveaux-nés, peuvent provoquer des saignements au point d’incision et d’injection; iii) L'administration orale des molécules aux femelles gestantes peut avoir un impact sur le déroulement de la gestation des femelles, provoquer des mises bas prématurées ou des difficultés de mise bas et avoir aussi un impact sur les embryons et les nouveaux-nés. De plus, la méthode d’administration par gavage peut induire un stress pendant la contention, des lésions de l’œsophage ou de l’inflammation.
Devenir
L'ensemble des animaux impliqués dans ce projet seront euthanasiés par une méthode réglementaire à la fin de la période de maintien prévu ou plus tôt en cas d’atteinte de points limites. Pour l'ensemble du projet, les cerveaux des souris seront prélevés afin de réaliser des analyses histologiques et immunohistochimiques permettant de répondre à nos questions scientifiques
Remplacement
L’étude du rôle des cellules immunitaires dans la mise en place de la morphogénèse et des circuits cérébraux pendant le développement embryonnaire et post-natal nécessite impérativement l’utilisation d’un organisme complet. Ce processus dépend en effet d’une multitude de signaux corporels qui influencent directement le comportement des microglies et leurs interactions avec le tissu neural. Des signaux hormonaux, immunitaires ou encore de tensions tissulaires émanant du système endocrinien, de la circulation sanguine, de l’environnement maternel ou des neurones en développement. Ces processus, hautement coordonnés et dépendants de variations systémiques, ne peuvent être reproduits ni par des systèmes in vitro, qui présentent des limitations spatiales et temporelles, ni par des organoïdes, qui manquent de la diversité cellulaire et des interactions systémiques nécessaires. Les simulations in silico, quant à elles, se limitent aux molécules bien caractérisées et ne permettent pas d’étudier les mécanismes encore largement inconnus qui régissent l’activité des microglies et le développement des circuits neuronaux. De plus, nos travaux s’inscrivent dans la continuité de nos recherches antérieures sur les processus développementaux intégrés au développement de circuits neuronaux et gliaux complexes. L’utilisation d’un modèle mammifère in vivo est indispensable pour observer ces mécanismes dans leur environnement physiologique.
Réduction
Une estimation maximum de 760 animaux sera nécessaire à la réalisation de ce projet. Néanmoins, notre projet est conçu pour minimiser le nombre de souris utilisées tout en garantissant des résultats scientifiquement robustes. La taille de chaque stade d’analyse a été optimisée pour pouvoir utiliser le test statistique approprié et obtenir des résultats statistiquement fiables. En effet, à cause des variabilités inter-animal et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Ainsi, grâce à notre expérience préalable dans des projets similaires, nous avons déterminé que 8 animaux (4 de chaque sexe) constituent la taille optimale par groupe expérimental. Cela équilibre le besoin de robustesse statistique et la réduction du nombre d'animaux. Les procédures expérimentales ont été établies pour éviter l’utilisation inutile de souris. De plus, après le sevrage des souriceaux, les mères non traitées pourront être réutilisées dans de nouveaux accouplements. Enfin, dans nos différentes conditions expérimentales, si un résultat n’est pas concluant lors de la première analyse, alors les autres expériences prévues ne seront pas réalisées. Cette stratégie contribue significativement à la réduction du nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Les mesures de raffinement qui seront mises en œuvre sont liés aux aspects des procédures et concernent l’établissement de points limites, l’hébergement et l’enrichissement de l’environnement des souris. Nous réduirons au maximum l’inconfort ces souris car les procédures que nous mettons en œuvre sont établies afin de limiter la douleur, l’angoisse ou le stress. Nous appliquerons des soins et ou actes nécessaires. Durant les procédures, nous utiliserons les analgésiques et anesthésiques appropriés pour limiter au maximum l’inconfort des animaux et des séances d’habituation à la manipulation des animaux pourront être anticipées afin de limiter le stress de contention lors des injections. Nous examinerons le comportement et l’apparence des souris ayant subi une procédure ou dont la mère aura subi un traitement pour détecter tout inconfort et un analgésique pourra être injecté. La présence de points limites définis et adaptés pour chacune des procédures nous permettra de détecter toute souffrance chez la souris. En cas d’atteinte de points limites et de souffrance grave ne pouvant être traitée, l’animal sera immédiatement retiré du projet et euthanasié sur décision de l’expérimentateur ou du personnel de l’animalerie, si l’expérimentateur n’est pas joignable. Les animaux sont hébergés dans des conditions respectant la réglementation en vigueur : hébergement en surpression, portoirs avec des cages ventilées individuellement, stabulation en nombre limité par cage, eau et nourriture à volonté, change litière et biberons hebdomadaires, vérification quotidienne, température et hygrométrie contrôlées, intensité et durée d’éclairage définies, enrichissement du milieu : papier kraft, coton et maison en carton. L’ensemble des procédures seront toujours réalisées par des personnes formées et compétentes.
Choix des espèces
Les souris sont des animaux de laboratoire largement utilisées pour étudier le fonctionnement du corps et les effets de ses dysfonctionnements à différents niveaux, que ce soit au niveau du comportement, du fonctionnement physiologique ou des organes. Elles sont également essentielles pour créer des modèles qui nous aident à mieux comprendre certaines maladies humaines. Leur grande similarité génétique avec l'homme, combinée à la possibilité d'utiliser un grand nombre de souris modifiées génétiquement, en fait un excellent choix pour répondre à nos questions de recherche. En outre, leur cycle de reproduction rapide et leur petite taille facilitent leur gestion tout en permettant d’étudier une espèce ayant un développement proche de celui des humains. La courte période de gestation des souris, ainsi que le nombre élevé d’embryons, nous permettent de générer suffisamment d'animaux pour mener plusieurs expériences à partir de quelques parents seulement. Dans le cadre de nos recherches en cours et pour tirer parti des outils génétiques disponibles dans notre laboratoire, nous continuerons à utiliser ce modèle de souris. Dans le cadre de notre projet, les animaux seront utilisés à différents stades de développement, adaptés aux objectifs expérimentaux spécifiques allant de l’embryon jusqu’à l’adulte. Ainsi, les cerveaux seront analysés à 2 stades embryonnaires, en fin de gestation, stades critiques pour l‘élaboration du cerveau. Les cerveaux des souriceaux seront étudiés à différents stades après la naissance, des périodes critiques pour la maturation du cerveau. Enfin, les souris juvéniles et adultes seront utilisées pour explorer la persistance et les conséquences à long terme Ce choix stratégique garantit une compréhension globale des processus allant de la formation fœtale à la maturation et au maintien des circuits dans des contextes normaux et pathologiques.
Induction d’une réponse immunitaire spécifique dirigée contre le HIV chez un modèle murin par un co-traitement avec un vaccin et des anticorps neutralisants à large spectre.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Marquées à l'oreille, injectées deux fois sur animal vigile et trois fois sous anesthésie, saignées six fois, 192 souris sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des pseudo-virus du VIH recouverts d'anticorps, des particules dépourvues de matériel génétique viral, associés à un vaccin, pour mesurer si la combinaison produit une réponse immunitaire plus durable que le vaccin seul. Le porteur indique avoir retenu la souris pour éviter le recours aux primates non-humains, le VIH n'infectant que peu d'espèces. Toutes sont mises à mort à la fin de chaque procédure, pour l'analyse complète de leur système immunitaire.
Objectifs
Le VIH est un virus qui attaque le système immunitaire. Aujourd'hui, les traitements antirétroviraux permettent de contrôler efficacement l'infection, mais ils ne permettent pas d'éliminer complètement le virus. De nouvelles approches thérapeutiques sont donc à l'étude pour aider le système immunitaire à mieux contrôler l'infection.Parmi elles, l'utilisation d'anticorps capables de reconnaître un grand nombre de variants du VIH a montré des résultats prometteurs. Ces anticorps se fixent sur les particules virales et facilitent leur reconnaissance par certaines cellules du système immunitaire. Ce mécanisme peut aussi contribuer à stimuler les défenses naturelles de l'organisme contre le VIH. Cependant, cette stimulation reste souvent insuffisante pour obtenir une protection durable chez la plupart des patients. Pour renforcer cette réponse immunitaire, il est envisagé d'associer ces anticorps à un vaccin thérapeutique conçu pour stimuler spécifiquement certaines cellules immunitaires capables de reconnaître et de combattre le VIH. L'évaluation de cette stratégie combinée est toutefois difficile, car le VIH infecte très peu d'espèces animales. Afin d'éviter le recours à des modèles primates non-humains, cette étude utilise chez la souris des particules appelées « pseudo-virus ». Ces particules ressemblent au VIH mais ne contiennent aucun matériel génétique viral. Elles ne peuvent donc ni infecter les cellules ni se multiplier, ce qui les rend sûres à utiliser en laboratoire. En administrant ces pseudo-virus préalablement recouverts d'anticorps, il est possible de reproduire certains mécanismes de reconnaissance du VIH par le système immunitaire et étudier la réponse immunitaire qui en résulte. L'objectif est de déterminer si l'association entre le vaccin et les anticorps permet d'obtenir une réponse immunitaire plus forte et plus durable que le vaccin seul.
Bénéfices attendus
Les résultats attendus permettront notamment d'identifier les meilleures conditions d'administration de ces deux traitements, par exemple l'ordre dans lequel ils doivent être administrés ou le type d'anticorps le plus efficace. Ces connaissances pourront contribuer à la conception de futurs essais cliniques chez l'Homme visant à développer de nouvelles stratégies thérapeutiques contre le VIH allègeant le traitement actuel et donc favorisant une meilleure qualité de vie chez les patients vivant avec le virus.
Procédures
1x Marquage à l’oreille sur animaux vigiles (quelques secondes) 6x Prélèvement de sang sur animaux vigiles (quelques secondes) 2x injections sur animaux vigiles (quelques secondes) et 3x injections sur animaux anesthésiés (quelques minutes)
Impact sur les animaux
Les souris ressentiront une légère douleur aux moment du marquage à l'oreille et au moment des injections et des prélèvements de sang.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure pour une analyse complète de leur système immunitaire.
Remplacement
A ce jour, il existe des modèles d’induction et stimulation de réponse spécifiques chez l’homme sur des cellules dérivés du sang périphérique mais seuls les animaux vivants permettent une analyse de la réponse cellulaire mémoire induite lors d’une vaccination, le paramètre d’intérêt de cette étude.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisés a été déterminé de manière à obtenir des résultats scientifiquement fiables tout en limitant leur utilisation au strict nécessaire. La taille des groupes ont été calculés à partir de données expérimentales préalables afin de garantir que l'étude puisse détecter une amélioration statistiquement significative de la réponse immunitaire. La composition des groupes a été réalisée dans le but de minimiser leur nombre tout en garantissant que les effets observés puissent être attribués au co-traitement et non à l'un des traitement seul.
Raffinement
Les gestes expérimentaux impliquant une douleur chez l'animal et un potentiel dommage chez l'animal sont les injections ainsi que les prélèvements de sang. Les injections se feront sous anesthésie gazeuse par inhalation d'isoflurane, les animaux seront observés jusqu'à leur réveil complet de l'anesthésie et feront l'objet d'une vérification de l'absence de saignement persistant, de détresse ou de complication locale. Suite à l'injection, si des signes de lésions sont observés, un traitement par un antiseptique sera appliqué. Suite à l'injection du vaccin ou aux prélèvements de sang , si des signes de lésions cutanées sont observés, un traitement par un antiseptique cutanée sera appliqué. La surveillance des animaux sera un suivi visuel de leur comportement et morphologie 3 fois par semaine durant l’ensemble du traitement et portera sur l'évaluation de leur état global et l’apparition des points limites généraux. Les signes précoces d’une détérioration de la santé de l’animal tels qu'une diminution de l'activité, une altération du toilettage une posture anormale, des signes d’un manque d’alimentation et le cas échéant des soins seront prodigués tel que une complémentation alimentaire et un accès à la nourriture facilité, un enrichissement par l'ajout d'un carré de coton favorisant la confection d'un nid et diminuant le stress de l'animal. Les animaux seront surveillés quotidiennement jusqu'à la disparation des symptômes.
Choix des espèces
Le système immunitaire de la souris est proche du système immunitaire humain. Les études précédentes montrent que le vaccin est immunogène chez la souris où de nombreux outils sont disponibles pour étudier la réponse immunitaire. Des souris de 5-6 semaines d’âge seront utilisées. Il est admis qu’à partir de l’âge de 5 à 6 semaines, le système immunitaire des petits rongeurs est considéré comme mature et que les réponses immunitaires induites peuvent être considérées comme comparables à celles induites pendant la vie d’adulte et permettant des conclusions pouvant être appliquées à l'Homme.
Etudes des mécanismes cellulaires et moléculaires régulés par les cellules dendritiques plasmacytoïdes et promouvant l’immunopathologie pulmonaire associée à l’infection grippale
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système respiratoire
Des souris de fond génétique pur, choisies pour leur faible variabilité, et des lignées génétiquement modifiées pour supprimer une population de cellules immunitaires portent ce projet sur la grippe. 2 370 souris sont utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Le virus leur est administré goutte à goutte dans le nez sous anesthésie, et selon les groupes s'ajoutent une irradiation de neuf minutes, des injections de cellules par voie intraveineuse et des injections de toxine dans l'abdomen sur animal vigile, avec pelage ébouriffé, respiration saccadée et perte de poids annoncés. Les souris qui survivent aux procédures sévères sont tuées elles aussi, le porteur indiquant qu'elles ne peuvent pas être réutilisées.
Objectifs
Les cellules du système immunitaire sont nécessaires pour combattre les virus. Lorsqu’elles réconnaissent les cellules infectées par le virus, elles produisent des molécules, dites cytokines, qui orchestrent la défense contre le virus et son élimination. Ces cytokines sont indispensables pour la résistance aux infections virales, mais, lorsque leur production est trop prolongée ou excessive, elle devient délétère pour l’hôte. En effet, elles provoquent une inflammation et des lésions pulmonaires parfois fatales pour l’hôte, comme observé dans les poumons des individus infectés par le virus responsable de la pandémie du COVID-19 ou le virus de la grippe. Nous étudions une population de cellules immunitaires qui, lorsqu’elles détectent un virus, produisent en grande quantité ces cytokines à effet double tranchant. Ces cellules sont ainsi réputées essentielles pour l’immunité anti-virale. Cependant, lorsqu’elles sont absentes ou incapables de produire ces cytokines, cela n’affecte pas la résistance à la majorité des infections virales qui est assurée par d’autres cellules immunitaires. En absence de nos cellules d’étude, les souris tolèrent même mieux l’infection par le virus de la grippe et développent une forme moins sévère, en montrant que nos cellules et leurs cytokines sont en réalité délétères. Eliminer spécifiquement les cellules que nous étudions ou inhiber leurs fonctions permettrait donc de reduire la sévérité de la pathologie pulmonaire induite par l’infection par le virus de la grippe. Nous déterminerons quel est le temps le plus tardif auquel on observe un effet délétère des cellules en étude chez les souris infectées par le virus de la grippe. Nous définirons le temps optimal pour administrer des médicaments qui inhibent les fonctions délétères des cellules étudiées. Nous identifierons aussi les cellules ciblées par les cytokines produites par les cellules étudiées et étudierons leurs fonctions délétères. Nous utiliserons deux souches de virus de la grippe choisies comme les plus fréquentes dans les épidemies grippales. Nos résultats permettront d’envisager le développement de nouveaux médicaments pour soigner les patients développant de formes sévères de pathologie pulmonaire induite par des virus respiratoires, comme celui de la grippe.
Bénéfices attendus
Lors d’infection par des virus respiratoires, tels que celui de la grippe ou le Covid-19, les cellules immunitaires, intervenues pour contrôler l’infection, peuvent provoquer une inflammation pulmonaire sévère, si activées de manière excessive et prolongée. Cela dépend en particulier de molécules produites par ces cellules, dites cytokines. Ces cytokines sont nécessaires pour éliminer le virus, mais, lorsque produites en quantité excessive ou sur un temps trop long, elles provoquent des lésions pulmonaires et affectent la capacité respiratoire. Actuellement, la majorité des médicaments administrés pour limiter cette pathologie des poumons rend l’hôte plus vulnerable à l’infection par de nombreux autres pathogènes. Nous avons identifié une population de cellules immunitaires qui est une source délétère de ces cytokines, mais qui n’est pas requise pour éliminer le virus. Nos travaux visent à comprendre quand et comment les cellules que nous étudions et les cytokines qu’elles produisent favorisent les lésions des poumons chez les souris infectées par le virus de la grippe. Pouvoir éliminer au temps le plus opportun uniquement ces cellules ou inhiber leur production de cytokines permettrait de limiter les lesions des poumons sans altérer la capacité de l’hôte à se defendre contre d’autres pathogènes. Cela representerait une avancée majeure pour développer de nouveaux médicaments pour soigner les patients qui développent des pathologies pulmonaires sévères sans compromettre leurs défénses immunitaires.
Procédures
Dans toutes les Procédures Infection une fois sous anesthésie en administrant goutte à goutte dans le nez la solution contenant le virus (durée 30 secondes). Si desydratation, injection une fois dans l’abdomen d’une solution saline. Les gestes suivants seront réalisés uniquement dans les Procédures indiquées Procédure 1 Injection une fois dans l’abdomen d’une toxine sur 80 souris vigiles ou par voie gastrique d’un produit(durée 1 minute). Injection une fois dans l’abdomen sur 60 souris vigiles de médicaments (durée 1 minute). Procédure 3 Irradiation pendant 9 minutes, puis injection de cellules par voie intraveineuse, une fois sous anesthésie ; Procédure 5 Injection intraveineuse d’anticorps et prelévément de sang une fois sous anesthésie, 260 souris (durée 1 minute). Administration d’une solution une fois sous anesthésie goutte à goutte dans la gorge, 40 souris (durée 1 minute). Procédure 6 Infection en administrant goutte à goutte dans le nez, deux fois à 35 jours d’interval sous anesthésie, 20 souris, (durée 30 secondes). Injection intraveineuse d’anticorps et prelévément de sang, une fois sous anesthésie, 240 souris (durée 1 minute). Administration d’une solution une fois sous anesthésie goutte à goutte dans la gorge, 40 souris (durée 1 minute). Procédure 7 Irradiation une fois sous anesthésie pendant 9 minutes, puis injection de cellules par voie intraveinuese. Injection intraveineuse d’anticorps et prelévément de sang une fois sous anesthésie générale, 240 souris, durée 1 minute. Administration d’une solution goutte à goutte dans la gorge une fois sur souris anesthésiées durée 1 minute. Procédure 8 Injection intraveineuse de cellules une fois sous anesthésie, durée 1 minute.
Impact sur les animaux
L’infection par le virus de la grippe s’effectue par instillation dans les narines et sous anesthesie, ce qui peut provoquer un stress et une douleur légèrs et transitoires. L’infection peut induire des changements de l’aspect (pelage ébouriffé, réduction du toilettage), du comportement (réduction de la mobilité et de l’activité) et du rythme de la respiration (respiration lente ou saccadée), une perte d’appetit et de poids que nous monitorerons de façon très précise pour détecter le plus précocément une aggravation de l’état des souris si elle a lieu. L’administration par injection dans l’abdomen de la toxine par voie intraperitoneale sur souris vigiles induit un stress et une douleur legère et transitoire. L’administration de reactif par voie gastrique sur souris vigiles induit un stress et une douleur de courte durée. L’administration des inhibiteurs sera effectuée par injection dans l’abdomen sur souris vigiles, ce qui comporte un stress et une douleur legère et transitoire. Avant irradiation, les souris subiront un stress et une douleur légère lors de l'administration de l’anesthésique par injection dans l’abdomen L’administration d’anticorps et les prélèvements de sang seront effectués sur souris anesthesiées ce qui peut provoquer un stress et une douleur légèrs et transitoires. L’injection de cellules sera effectuée par voie intraveineuse sous anesthésie générale, les souris subiront un stress et une douleur légère lors de l'administration de l’anesthésique par injection dans l’abdomen.
Devenir
Mise à mort de tous les animaux à la fin de chaque procédure moderée pour effectuer les prelevements et les expérimentations prévus. Mise à mort de tous les animaux survivants à la fin de chaque procédure sévère car les animaux ne peuvent pas être reutilisés dans d'autres procédures.
Remplacement
Ce projet nécessite d’étudier la réponse immunitaire et la réparation des tissus pulmonaires au cours d’une immunopathologie suite à l’infection par le virus de la grippe. La complexité des interactions établies entre les cellules ne peut pas être reproduite in vitro dans son intégralité et nécessite donc l’utilisation de modèles d’étude vivants. L’intégration d’un système vivant et complet est donc indispensable pour reproduire l’ensemble de ces processus dans leur complexité. La souris répresente le modèle d’étude optimale car elle permet de générer et utiliser de modèles génétiquement modifiés ciblant les cellules et/ou les molécules en étude. De plus, les similitudes entre système immunitaires murin et humain ont déjà permis le développement de nombreux traitements de maladies chez l’homme. Dans le cas spécifique de ce projet, nous nous attendons à obtenir des indications médicales pour limiter et inhiber les effets néfastes de l’immunopathologie pulmonaire chez les patients souffrant de formes sévères d’infection grippale.
Réduction
Les effectifs d'animaux nécessaires seront réduits au minimum. Nous utiliserons des souris de fond génétique pur, ce qui nous permet de limiter la taille des groupes expérimentaux à 10 souris (5 x2 réplicats) par souche et par condition, en raison d’une variabilité inter-individuelle moindre par rapport aux animaux de fond génétique mixte. Ces nombres ont déjà été validés dans des expériences effectuées précedemment par notre équipe, comme suffisantes pour produire des analyses statistiques fiables dans les procédures utilisées.
Raffinement
Les souris seront hébergées dans des animaleries protégées, conçues dans le respect de la réglementation et des principes éthiques liés à l'utilisation d'animaux à des fins scientifiques). Les conditions d’hébergement sont contrôlées et régulées. Pour limiter le stress des animaux, ils seront gardés tant que possible en groupes sociaux stables formés d’individus compatibles. Ils disposeront de matériel pour confectionner des nids et des dômes protecteurs. Le poids, le comportement, la mobilité et la respiration seront suivis quotidiennement dès le début de chaque traitement. En cas d’affaiblissement des souris, de la nourriture sous forme de paté et de l’eau sous forme de gélée seront mises à l’intérieur de la cage afin d’en faciliter l’accès. Si nécessaire, les souris seront réhydratées par injection dans l’abdomen d’une solution saline. Les points limites et des grilles de score ont été définis dans chaque procédure. Sur la base de ces points limites la douleur sera scrupuleusement mésurée pour évaluer les signes de souffrance relatifs à l’expérimentation en cours, de manière à mettre en place le plus précocement possible des mesures pour réduire au maximum la souffrance des animaux. Les animaux atteignant les critères d’arrêt seront immédiatement mis à mort.
Choix des espèces
La physiopathologie de la souris est suffisamment proche de celle de l’homme pour que son étude nous permette d’accroître nos connaissances sur le fonctionnement du système immunitaire des 2 espèces. Par ailleurs, la taille, la rapidité du cycle de reproduction et la génétique de la souris en font le modèle le mieux approprié pour les études envisagées pour lesquelles des animaux génétiquement modifiés sont nécessaires. Des souris âgées de 8 à 12 semaines seront utilisées car elles ont atteint leur maturité en termes de défenses immunitaires. Un écart type de maximum 2 semaines au sein d’un même groupe expérimental est défini afin de limiter les variabilités qui pourraient exister entre des souris d’un écart d’âge plus important.
Développement d’un modèle murin de cancer colorectal métastatique
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système gastrointestinal
Deux chirurgies sous anesthésie gazeuse, l'une pour greffer des cellules cancéreuses dans l'intestin, l'autre pour retirer le caecum, ouvrent un protocole qui se poursuit par des prélèvements sanguins hebdomadaires. 640 souris vont être utilisées, toutes tuées pour le prélèvement des organes, dans des procédures que le porteur classe en niveau de souffrance modéré. Le projet compare quatre techniques d'implantation de cellules tumorales afin de retenir la plus reproductible, avant tout usage thérapeutique. Entre huit et douze semaines après la greffe, le porteur annonce des douleurs au ventre, une perte de poids, des diarrhées ou des traces de sang, une grande fatigue et des difficultés respiratoires liées aux métastases, tout en maintenant le classement en souffrance modérée.
Objectifs
Le cancer colorectal est la deuxième cause de décès par cancer en France, avec environ 17 000 morts chaque année. Il débute dans le côlon et peut se propager à d’autres organes, comme le foie ou les poumons, lorsque la maladie n’est pas détectée ou traitée suffisamment tôt. À ce stade métastatique, le pronostic reste défavorable malgré les progrès des traitements. Pour mieux comprendre l’évolution de ce cancer et tester de nouvelles thérapies, des modèles expérimentaux chez la souris sont indispensables. Toutefois, les modèles actuels manquent parfois de fiabilité et de reproductibilité, notamment pour la formation des métastases. L’objectif de ce projet est de développer un modèle murin robuste et reproductible de cancer colorectal métastatique capable de reproduire les principales étapes observées chez l’Homme, de la tumeur intestinale initiale jusqu’à la dissémination de cellules tumorales vers des organes distants. Quatre méthodes d’implantation de cellules tumorales dans l’intestin de la souris seront comparées afin d’identifier la plus efficace et la plus reproductible. Différents types de cellules tumorales seront utilisés, chez des souris avec ou sans système immunitaire fonctionnel. Une fois validé, ce modèle servira d’outil de référence pour de futurs projets, permettra de limiter l’utilisation d’animaux et facilitera le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques contre le cancer colorectal métastatique.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif de mettre au point un modèle de cancer du côlon métastatique chez la souris, qui se rapproche le plus possible de la maladie observée chez l’homme. Il permettra de mieux comprendre comment l’environnement qui entoure la tumeur influence son apparition, sa croissance et sa propagation vers d’autres organes. Ces recherches pourraient aussi aider à identifier des indicateurs biologiques permettant de mieux suivre l’évolution de la maladie. Ce projet est important car on ne comprend pas encore bien comment le cancer colorectal se propage dans le corps. Les possibilités de traitement sont limitées lorsque la maladie atteint un stade avancé. Ces recherches sont donc essentielles pour améliorer les soins proposés aux patients.
Procédures
Les animaux subiront une première intervention chirurgicale pour la transplantation de cellules cancéreuses et une deuxième intervention chirurgicale pour retirer le caecum. Les actes s’effectueront sous anesthésie générale gazeuse (moins de 25 minutes). Ils recevront une dose d’analgésique 30 minutes avant l’anesthésie, 8h après l’intervention et deux doses le lendemain (à 8h d’intervalle). Des prélèvements sanguins seront réalisés une fois par semaine pendant toute la durée de la procédure. Les différents gestes seront compris entre 20 et 90 secondes.
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent ressentir un stress temporaire lors de leur manipulation et de l’anesthésie. Après l’intervention chirurgicale, une douleur passagère peut apparaître, comme après toute opération, avec un faible risque de complications locales (irritation ou infection de la zone opérée). Les effets sur les animaux peuvent évoluer avec le temps : • 4 à 8 semaines après l’intervention : Les animaux peuvent être légèrement gênés. Ils peuvent être un peu moins actifs, avoir un pelage moins bien entretenu et montrer une discrète difficulté à se déplacer, liée au début du développement de la tumeur dans l’intestin. • 8 à 12 semaines après l’intervention : La gêne peut devenir plus importante. Les animaux peuvent ressentir des douleurs au ventre, perdre du poids, présenter des troubles digestifs (comme des diarrhées ou des traces de sang), être très fatigués, moins réactifs et se déplacer plus difficilement. La maladie peut se propager à d’autres organes, comme le foie ou les poumons, des difficultés respiratoires ou des signes de mal-être général peuvent apparaître dans les phases les plus avancées.
Devenir
Les animaux seront mis à mort et les organes d’intérêts seront récupérés pour une analyse post mortem.
Remplacement
Ce projet vise à développer un modèle murin du cancer colorectal métastatique, afin de mieux comprendre la progression d’une tumeur vers un stade métastatique. Pour étudier ces mécanismes, il est nécessaire d’utiliser des organismes vivants complets, car ils possèdent l’ensemble des interactions naturelles présentes dans un corps (circulation sanguine, système immunitaire, environnement cellulaire complexe…). Les modèles murins utilisés dans ce projet reproduisent de manière fidèle la formation de métastase. À ce jour, aucun modèle en laboratoire, comme les cultures de cellules, ne permet de reconstituer toutes les composantes d’un tissu vivant dans son intégralité. C’est pourquoi l’utilisation de ces modèles animaux reste indispensable pour répondre aux questions scientifiques posées dans ce projet.
Réduction
Nous avons choisi le nombre minimum de souris nécessaire pour obtenir des résultats fiables, en nous appuyant sur des données scientifiques et des méthodes statistiques. Nous commencerons par la méthode qui est moins invasive. Si elle fonctionne, les méthodes plus lourdes ne seront pas utilisées, ce qui réduira encore le nombre d’animaux nécessaires.
Raffinement
Nous avons mis en place toutes les mesures nécessaires pour assurer le bien-être des animaux. Leur état sera vérifié chaque jour, et les procédures seront réalisées sous anesthésie pour éviter la douleur et réduire le stress. Après la chirurgie, les animaux seront maintenus au chaud jusqu’à leur réveil. Nous surveillerons attentivement tout signe de malaise. En cas de problème, des actions rapides seront mises en place pour soulager l’animal, comme une alimentation plus facile à consommer, des améliorations de l’environnement ou l’administration d’antidouleurs en complément si besoin.
Choix des espèces
Ce projet nécessite un modèle animal proche de l’humain sur le plan physiologique. Pour mener ces recherches, deux types de souris sont utilisés de façon complémentaire. Des souris au système immunitaire intact sont nécessaires pour comprendre comment les défenses naturelles de l’organisme influencent le développement des tumeurs. En parallèle, des souris dont le système immunitaire est affaibli sont indispensables pour pouvoir étudier des tumeurs humaines implantées chez l’animal. L’association de ces deux approches permet de mieux comparer les situations et d’obtenir des résultats plus proches de ce qui se passe chez l’être humain. Les animaux seront utilisés à partir de 2-3 mois d'âge selon le protocole établi dans la littérature ou lorsqu’ils auront atteint un poids minimum de 20g.
Evaluation de radiotraceurs pour l’imagerie des cancers exprimant une cible spécifique
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Rats : 141
Des cellules tumorales sont injectées dans le cerveau de souris sous anesthésie, puis quatre examens d'imagerie hebdomadaires suivent la croissance de la tumeur pendant trois à quatre semaines. 1 550 animaux non-humains sont utilisés, 1 409 souris et 141 rats, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Le porteur ne retient pourtant, parmi les effets néfastes, qu'une gêne ou une douleur possibles et deux nuisances qu'il qualifie de légères, le stress de la contention et celui de l'anesthésie. La mise à mort sert à prélever organes et fluides et à mesurer la radioactivité fixée, le porteur écrivant que chaque animal sera "exploité au maximum" afin de réduire le nombre total.
Objectifs
Les mutations de certains gènes favorisent la progression tumorale. Ce projet a pour objectif d’évaluer de nouvelles méthodes d’imagerie médicale permettant d’identifier ces mutations.
Bénéfices attendus
L’objectif ultime étant d’offrir un nouvel outil d’identification des tumeurs pour une médecine de précision.
Procédures
- 1 injection de cellules sous-cutanée (
Impact sur les animaux
La croissance tumorale sous cutanée pourrait entrainer une gêne ou une douleur. De même, la croissance tumorale intracérébrale pourrait entrainer l’apparition de signes cliniques neurologiques. Le stress modéré lors de l’injection de la molécule radioactive dans un appareil de contention, réduite à une dizaine de secondes car réalisée par un expérimentateur expert (nuisance légère). Le stress léger dû à l’induction de l’anesthésie (nuisance légère).
Devenir
À l'issue de chaque procédure expérimentale, tous les animaux seront mis à mort par une personne compétente et habilitée, conformément à la réglementation en vigueur. Cette étape est indispensable pour permettre le prélèvement des tissus et des organes d'intérêt. Les échantillons seront ensuite utilisés pour réaliser des analyses ex vivo, notamment des mesures de radioactivité (comptage radioactif) afin de quantifier précisément la biodistribution du radiotraceur, ainsi que des analyses histologiques et immunohistochimiques destinées à caractériser l'expression des biomarqueurs et à corréler ces résultats avec les données obtenues par imagerie in vivo. Ces analyses nécessitent l'intégrité des tissus et ne peuvent pas être réalisées chez l'animal vivant.
Remplacement
Malgré la pré-sélection des radiotraceurs lors d’études in vitro, le développement et la validation préclinique de nouveaux radiotraceurs requièrent la détermination de paramètres pharmacocinétiques des molécules candidates sur des modèles animaux adaptés. La pharmacocinétique d’un radiotraceur est dépendant de la physiologie globale de l’individu et une étude ex vivo ou in vitro ne peut représenter la complexité du vivant (fixation aspécifique du traceur dans un autre tissu, métabolisation hépatique…)
Réduction
Les études préliminaires d’évaluation des radiotraceurs in vitro permettent de présélectionner les molécules prometteuses et de réduire ainsi le nombre d’animaux engagé dans les études précliniques. Le nombre d’animaux par groupe a été réduit au maximum tout en permettant l’exploitation des résultats. Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés dans les lots de biodistribution, les animaux des lots imagerie seront utilisés pour réaliser le dernier point d’évaluation ex vivo. Le nombre d’animaux a été calculé afin de garantir une signification statistique à l'étude menée. Pour les études d’évaluation d’un radiotraceur in vivo, n=4/ groupe est un nombre suffisant généralement utilisé. Chaque animal sera exploité au maximum (prélèvements organes et fluides) afin d’optimiser l’information obtenue et réduire le nombre total nécessaire.
Raffinement
Une habituation sera réalisée pour faciliter l’entrée des animaux dans l’appareil de contention pour les intra-veineuses. Le personnel pratiquant les iv est un personnel expérimenté ce qui permet de limiter la contention vigile à moins de 2 minutes (associé à l’habituation cela limite le stress de l’animal). Des méthodes de préhension douces seront utilisées pour les animaux. Les animaux des lots imagerie seront leurs propres contrôles et serviront de point terminal pour les études de biodistribution. Une surveillance quotidienne des animaux permettra de déceler les premiers signaux de stress, de douleur ou d'inconfort pour l'animal qui pourront être améliorés par l'administration d’antalgiques avant l'atteinte des points limites définis (perte de poids supérieure à 20%, du poids maximal observé, prostration, hérissement du poil, volume tumoral, aspect du point d’injection, aspect de la tumeur…). Si aucune amélioration n’est observée, l’animal sera mis à mort.
Choix des espèces
Le modèle souris est classiquement utilisé en expérimentation animale dans le domaine de la recherche contre le cancer. De plus, les souris immunodéficientes porteuses de greffe de lignée tumorale humaine (xénogreffe) sont adaptés pour les études fondamentales et appliquées de développement de traitements des cancers humains. Des animaux de 5 à 7 semaines sont classiquement utilisés pour ce type de modèle. Le modèle rat est classiquement utilisé pour les études sur les gliomes mais la croissance tumorale peut être moindre chez ces animaux. Aussi nous envisageons (en alternative) la possibilité de réaliser l’étude sur le modèle de gliome implanté chez la souris selon les études in vitro et les molécules candidates sélectionnées.
Etude de l’effet de différentes molécules sur la modulation de la neuropathie induite par l’oxaliplatine chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Jusqu'à 23 tests de sensibilité à la douleur par animal, sur sept semaines : 1 040 souris sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes tuées à l'issue. La douleur est provoquée par l'oxaliplatine, un anticancéreux courant, et le porteur annonce un abaissement du seuil douloureux persistant quelques jours, des œdèmes, des troubles de la locomotion et de l'alimentation. Aucune souris ne peut être réutilisée, les substances administrées et l'état douloureux installé fausseraient une nouvelle procédure. Le porteur affirme qu'il lui est "indispensable de travailler sur un modèle entier et complexe" et décrit la souris comme "incontournable" en neurosciences, après avoir déjà obtenu des résultats avec ces mêmes molécules chez elle dans d'autres protocoles de douleur.
Objectifs
Les chimiothérapies provoquent souvent des effets secondaires importants. Parmi eux, beaucoup de patients développent des douleurs chroniques. L’oxaliplatine, un médicament utilisé pour traiter plusieurs types de cancers, est très efficace. Cependant, il peut aussi provoquer des douleurs neuropathiques. Même si ces atteintes peuvent parfois disparaître après l’arrêt du traitement, certaines personnes continuent à souffrir de douleurs nerveuses chroniques qui réduisent leur qualité de vie. Ces douleurs se traduisent par une hypersensibilité : des sensations comme le froid, la chaleur ou le toucher, qui ne sont normalement pas douloureuses, peuvent alors devenir très pénibles. Les traitements actuels contre ces douleurs sont souvent partiellement efficaces et peuvent provoquer des effets secondaires importants. Par exemple, l’utilisation prolongée d’opioïdes peut paradoxalement augmenter la sensibilité à la douleur. L’objectif de ce projet de recherche est donc de trouver de nouvelles approches pour prévenir ou traiter ces douleurs nerveuses liées aux chimiothérapies. Nos travaux suggèrent que certains récepteurs présents dans l’organisme, appelés récepteurs RFamide, pourraient jouer un rôle dans ces douleurs. Nous avons récemment identifié des molécules capables de bloquer spécifiquement ces récepteurs. En étudiant leurs effets dans un modèle expérimental de douleur causée par l’oxaliplatine chez la souris, nous espérons mieux comprendre les mécanismes de ces douleurs et ouvrir la voie à de nouveaux traitements plus efficaces et mieux tolérés pour les patients.
Bénéfices attendus
L’étude de l’effet de nos composés dans ce modèle de douleur neuropathique provoquée par l’oxaliplatine, un anticancéreux communément utilisé chez l’homme, nous permettra de mieux comprendre le rôle de récepteurs spécifiques dans la mise en place de la douleur et ainsi d’envisager de nouveaux traitements thérapeutiques mieux tolérés.
Procédures
Dans le protocole 1 les animaux subiront : 18 tests nociceptifs (chaque test dure entre 5 et 15 minutes), 4 administrations de molécules (30 secondes). Cette procédure dure 5 semaines. Dans le protocole 2 les animaux subiront : 23 tests nociceptifs (chaque test dure entre 5 et 15 minutes), 12 administrations de molécules (30 secondes). Cette procédure dure 7 semaines. Dans le protocole 3 les animaux subiront : 20 tests nociceptifs (chaque test dure entre 5 et 15 minutes), 15 administrations de molécules (30 secondes). Cette procédure dure 7 semaines.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pouvant apparaitre après application de nos procédures, sont l’abaissement du seuil douloureux à un niveau modéré pouvant persister quelques jours, l’apparition d’inflammation / œdème, des comportements anormaux, des problèmes de locomotion, d’alimentation. Nous pouvons aussi nous attendre à une amélioration du niveau de douleur pour les molécules qui s’avéreront efficaces
Devenir
Les animaux sont mis à mort à l'issue de chaque procédure. Aucune réutilisation d'animaux n'est possible du fait de l'administration de substances pharmacologique et des modèles de douleur subit par les animaux qui mettraient en cause les résultats d'une nouvelle procédure si elle était réalisée.
Remplacement
Les molécules testées in vivo, sont au préalable sélectionnées sur la base d’évaluations in vitro afin de déterminer leur affinité et leur activité sur le récepteur d'intérêt ainsi que leurs caractéristiques physicochimiques. Ces expériences permettent de limiter fortement le nombre de molécules à tester sur l'animal. Cependant l'évaluation de leurs effets sur la nociception n’est réalisable que sur l’animal entier ou l’on peut conserver les interactions inter organes avec leur physiologie ; il n’existe, à ce jour, pas de modèles in vitro permettant de réaliser ce travail.
Réduction
En raison de la variabilité dans les différentes expériences prévues et de nos résultats antérieurs, le nombre d’animaux est limité à 10 par groupe afin d’obtenir des résultats statistiquement exploitables (un outil informatique est utilisé afin de calculer ce nombre). L’évaluation préalable in vitro de nos molécules permet de réduire grandement le nombre de molécules à évaluer in vivo et par conséquent réduit également fortement le nombre d’animaux nécessaires pour leur évaluation. Les expériences seront menées sur les mâles et les femelles afin de s’affranchir d’un biais de réponse lié au sexe et de représenter la répartition homme/femme dans la population générale.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en cohorte, dans un milieu enrichi composé d’un carré de coton, de frisure, d’un bâton en bois à ronger et de tunnel. Le change sera fait à l’aide d’un tunnel, les souris seront manipulées à l’aide de ce tunnel ou prises en cup quand cela sera possible. Quotidiennement, une observation de l’état clinique des souris sera assurée par une personne compétente et les animaux seront pesés toutes les semaines. Les souris seront habituées à l’expérimentateur et au matériel utilisé afin de limiter leur angoisse et le stress. Pour chacune des procédures, des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet seront appliqués selon les directives éthiques indiquées par l’association internationale pour l’étude de la douleur et après concertation auprès de la structure chargée du bien-être animal. Chaque geste rattaché à une procédure sera raffiné au maximum afin de maximiser le bien-être des animaux. Ainsi, chaque arrivée d’animaux sera suivie d’une semaine d’acclimatation à nos locaux. Puis d’une ou deux semaines d’habituation, durant lesquelles les animaux seront manipulés par l’expérimentateur et habitués à la contention afin de faciliter les expériences futures. Toutes les injections seront réalisées avec une taille d’aiguille la plus fine possible. Les animaux étant très bien habitués à être mis en contention légère dans un torchon, les injections seront grandement facilitées et ne provoqueront que très peu de stress et de douleur car les sites d’injections deviennent multiples. Chaque test de sensibilité sera arrêté après un certain temps garantissant la non lésion des tissus. Après chaque manipulation de cage, une pincée de flocon d’avoine stérile sera donnée dans la cage afin de récompenser les animaux.
Choix des espèces
Les objectifs du projet consistent à étudier les effets de molécules sur les douleurs persistantes provoquées par un traitement anti-cancéreux, l’oxaliplatine. Il nous est donc indispensable de travailler sur un modèle entier et complexe prenant en compte les réactions, les voies de signalisation, la communication entre les organes afin d’être dans des conditions au plus proche de la complexité humaine. Le modèle murin présente une forte homologie structurale avec l’Homme le rendant incontournable dans la recherche en neurosciences et notamment dans la compréhension des mécanismes de la douleur. En plus de sa proximité physiologique avec l’Homme, la souris possède également une forte homologie génétique faisant d’elle un bon modèle d’étude de la douleur. De plus, nous avons déjà obtenus de bons résultats avec ces molécules antagonistes chez la souris, dans d’autres modèles de douleur neuropathique. Nous utiliserons des animaux âgés de 2 à 6 mois afin de travailler sur un animal adulte.
Implication d’un récepteur de la sérotonine dans le développement des troubles du spectre de l’autisme
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Toutes tuées pour des analyses histologiques ou biochimiques, 56 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un premier groupe reçoit une injection quotidienne pendant sept jours puis passe un test par jour pendant six jours, un second subit une chirurgie de 45 à 60 minutes suivie d'un prélèvement terminal de tissus. Ces souris portent une invalidation génétique d'un récepteur à la sérotonine dont le porteur affirme qu'elle reproduit des déficits de sociabilité et des comportements stéréotypés, et le projet mesure si un traitement déjà employé chez des personnes autistes corrige ce tableau. Les tests comportementaux ne sont nommés nulle part, alors que l'évaluation du traitement repose entièrement sur eux.
Objectifs
Les troubles du spectre de l’autisme (TSA) touchent environ 1 % de la population, selon de récentes études épidémiologiques à grande échelle. Les TSA constituent un ensemble de troubles neurodéveloppementaux dont les symptômes touchent principalement le comportement et la communication sociale. Parmi les gènes récemment identifiés comme potentiellement impliqués dans les TSA, notre équipe a mis en évidence le rôle d’un type de récepteur à la sérotonine. Des souris génétiquement invalidées pour ce récepteur présentent des déficits de sociabilité ainsi que des comportements restreints et stéréotypés, caractéristiques des TSA. L’objectif de notre projet est double : 1/ Évaluer si un traitement pharmacologique actuellement utilisé pour atténuer les symptômes des TSA, permet de corriger le phénotype autistique observé chez les souris. 2/ Étudier l’impact de la délétion du gène du récepteur à la sérotonine sur la morphologie des cellules gliales et neuronales dans des régions cérébrales clés dans la régulation des comportements sociaux et des comportements répétitifs
Bénéfices attendus
Ce projet permettra une meilleure compréhension du rôle du récepteur à la sérotonine dans le développement de la pathologie autistique, ainsi que l’exploration de nouvelles pistes thérapeutiques pour atténuer les symptômes de l’autisme. À court terme, il nous permettra de comprendre les mécanismes impliqués dans la mise en place de la pathologie et les voies de signalisation du récepteur qui constituent une cible thérapeutique potentielle. À plus long terme, il nous permettra de mettre au point de nouveaux médicaments ciblant notre récepteur et agissant spécifiquement sur les voies de signalisation dérégulées dans la pathologie.
Procédures
Un premier lot d’animaux sera injecté une fois par jour durant 7 jours avec une solution de traitement ou contrôle, puis passera des tests comportementaux (5 à 10 minutes par test, un test par jour durant 6 jours) puis une fixation terminale de tissus pour prélèvements. Le deuxième lot sera soumis à une chirurgie unique avec anesthésie et analgésie (45-60 minutes) puis un prélèvement terminal de tissus.
Impact sur les animaux
Des animaux recevront des injections d’agents pharmacologiques. Une inflammation au site d’injection peut être observée. Un léger stress dû à la manipulation par l’expérimentateur et à la séparation courte d’avec les congénères peut survenir durant les tests comportementaux. Un inconfort au niveau du site d’intervention et de légères douleurs locales peuvent survenir après la chirurgie, normalement résolues sous 24 heures.
Devenir
Tous les animaux utilisés seront mis à mort pour analyses histologiques ou biochimiques
Remplacement
Pour pouvoir développer de nouvelles approches thérapeutiques dans le cadre des TSA, il faut comprendre les mécanismes moléculaires provoquant ces pathologies afin d’agir spécifiquement sur ces mécanismes. Pour ce faire, il est nécessaire d’utiliser des modèles animaux d’autisme, sur lesquels nous pourrons d’une part effectuer des tests biochimiques, permettant de caractériser les déficits moléculaires associés à la pathologie et d’autre part des tests comportementaux qui permettront d’évaluer l’efficacité d’une approche thérapeutique. En effet, il n’existe pas de marqueur biologique pour l’autisme, dont le diagnostic clinique repose entièrement sur une évaluation comportementale. Cette pathologie ne peut donc être modélisée qu’au niveau de l’animal entier, exprimant toute la variété de son répertoire comportemental
Réduction
Nous testerons chaque animal dans différentes tâches comportementales. Les effectifs ont été calculés afin de permettre une réduction des effectifs optimisée permettant de suivre les recommandations éthiques en maintenant une puissance statistique suffisante pour exploiter les résultats.
Raffinement
Nous raffinerons nos expériences en soulageant l’inconfort ou le stress potentiels subis par les animaux tout au long du protocole expérimental, en logeant les souris par groupe de 4, en mettant à disposition le nécessaire pour faire un nid (ouate et cabane en carton) et en manipulant quotidiennement les animaux par le même expérimentateur. Comme l’autisme est une pathologie qui touche autant les hommes que les femmes, nous utiliserons les animaux des deux sexes. L'injection stéréotaxique de petits volumes est largement documentée, et maitrisée dans notre équipe. Cette opération est conduite sous anesthésie générale de l'animal, et est suivie d'une observation accrue pendant la phase de réveil. En fonction des signes cliniques observés en post-opératoire, la souris aura accès à une nourriture hydratée et/ou un anti-inflammatoire non-stéroïdien sera utilisé pendant 24 à 72 heures. Nous ne nous attendons pas à un degré de souffrance justifiant la mise à mort des animaux, mais si une souris montre une perte de poids significative, alors elle sera euthanasiée.
Choix des espèces
Les souris sont des animaux sociaux chez lesquels il est possible d’étudier de nombreux comportements, en particulier ceux qui sont altérés chez les patients souffrants de TSA. Des animaux jeunes adultes (8-12 semaines) seront utilisés car à cet âge les déficits comportementaux sont facilement mesurables, et les structures cérébrales sont bien en place. Nos tests seront donc suffisamment robustes pour permettre de détecter des différences dans l’organisation des régions du cerveau des animaux modèles de TSA et également pour tester les effets bénéfiques potentiels de composés médicamenteux.
Evaluation préclinique de produits de santé pour la chirurgie des tissus mous – MODIFICATION
- Formation professionnelle
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
Lapins : 800
Chiens : 96
Cochons : 800
Chèvres : 160
Moutons : 640
Tester des mesh abdominaux, des colles hémostatiques et d'autres dispositifs de chirurgie des tissus mous conduit à utiliser 2 816 animaux non-humains, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, 410 d'entre eux étant opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil. Parmi eux, 800 lapins, 800 cochons, 640 moutons, 320 rats, 160 chèvres et 96 chiens subissent une implantation chirurgicale de 1 h 30 à 2 h 30, jusqu'à trois séances d'imagerie sous anesthésie et des prélèvements sanguins. Les tissus au contact de l'implant sont prélevés après la mise à mort pour analyse microscopique, ce qui exclut de garder un seul animal en vie. Le porteur décrit une activité de prestation, le donneur d'ordre commandant les essais et s'engageant à ne pas les faire refaire à l'identique, et indique que des formations du personnel peuvent être menées dans ce cadre.
Objectifs
Il s’agit d’un projet de recherche et développement qui vise à étudier la performance (efficacité) de produits de santé utilisés en chirurgie des tissus mous et/ou d’en évaluer la tolérance (sécurité). Il peut s'agir de produits de renforcement abdominaux (mesh), de produits hémostatiques (colle, poudre, compresses...), de produits pour protection lors d’une cryothérapie, …. Ces produits destinés à être mis en contact avec le corps humain doivent être préalablement testés pour garantir la sécurité des patients et l’efficacité lors de l'utilisation clinique. La réglementation exige de prouver l'efficacité des produits de santé et de réduire au minimum le risque de réactions indésirables pour l'Homme durant l'utilisation clinique. Dans le cadre de ce projet, des formations adaptées pourront être menées afin d'assurer et de maintenir les compétences du personnel de l'EU sur les études couvertes par ce projet. En ce sens, différents types d’essais peuvent être menés : - Essais de performance : - Essais de screening d’efficacité : Les essais de screening d’efficacité vérifient si la performance d’un produit mérite d’être approfondie ou s’il est nécessaire de mener d’autres études avant de passer aux essais de confirmation de performance. Ces essais sont essentiels dans la stratégie de réduction du nombre total d’animaux utilisés. - Essais de confirmation de performance : Les essais de confirmation de performance sont effectués après validation des essais de screening d’efficacité. Comme leur nom l’indique, ils visent à confirmer les résultats obtenus lors des essais préalablement menés sur un produit. - Essais de tolérance locale : Les essais de tolérance locale évaluent la réaction d’un organisme en contact avec un produit étranger. Dans ce projet, ces essais peuvent être réalisés en complément des essais de performance, sur les mêmes animaux. Les critères d’évaluation à prendre en considération sont définis lors de la rédaction du protocole d’essai. Ce projet pourra se conduire dans plusieurs EU partenaires, afin d'obtenir des résultats d'imagerie spécifique non disponible dans notre EU.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d'obtenir des données de performance et de tolérance de produits de santé utilisés en chirurgie des tissus mous. En mimant au plus près l'implantation du dispositif chez les patients, ces études permettront de mieux appréhender la réaction de l’organisme au produit à tester, et ainsi améliorer la sécurité et/ou les performances du produit, avant sa mise sur le marché.
Procédures
Pour l'ensemble des procédures, tous les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale afin d'implanter le dispositif médical à tester (cette intervention chirurgicale peut durer entre 1h30 et 2h30). Cette intervention a toujours lieu sous anesthésie générale (chimique et gazeuse), et analgésie. L’antibiothérapie est ajoutée au cas par cas en fonction de l’invasivité de la chirurgie et des risques infectieux associés. Des prélèvements sanguins peuvent etre réalisés en cours d'étude (en général un prélèvement à la chirurgie et un prélèvement en fin d'étude, d'une durée de quelques minutes). Ceux-ci pourront se faire sous anesthésie ou non, selon le contexte de réalisation de cet acte (en cours de chirurgie, pendant le temps de l’étude ou juste avant l’euthanasie des animaux en fin d’étude). D'autres types d'interventions non douloureuses, de type scanner ou radiographies pour observer le dispositif en cours d'étude, peuvent être réalisées sous anesthésie légère (en général, en fonction de la durée de l'étude, 1 à 3 sessions d'imagerie peuvent etre envisagées en cours d'étude).
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables pouvant survenir chez les animaux sont, selon les procédures, les suivants : - mise à jeun - stress liés à la chirurgie - perte de poids ou d’appétit liée aux effets de l’anesthésie et/ou de la chirurgie, pendant quelques jours - Atteinte de la structure ou du fonctionnement des organes en contact avec le dispositif implanté. (par exemple difficulté à uriner après implantation d’un dispositif au niveau de la prostate.) Les douleurs post-opératoires peuvent apparaitre et seront prises en charge par des mesures de raffinement. Les animaux recevront une anesthésie fixe afin de réaliser l'imagerie, pouvant induire un stress. Du produit de contraste pourra être injecté grâce à un cathéter en intraveineux. Une légère perte de poids (non systématique) pourrait être observée dans les quelques jours suivant l'anesthésie.
Devenir
Pour répondre aux objectifs de chacune des procédures du projet, des observations post-mortem sont nécessaires. En effet, la sécurité des produits est évaluée en observant la réaction des tissus au contact du dispositif à tester, et ceci se fait par prélèvements des tissus et organes entourant le produit, afin de réaliser des analyses microscopiques (histologie notamment, qui est la meilleure méthode d'évaluation des effets locaux induit par un produit étranger à l'organisme, comme l'inflammation par exemple). De même la performance peut, elle aussi, être évaluée par des tests spécifiques sur les organes et le dispositif prélevé (exemple : tests mécaniques sur des prothèses abdominales pour évaluer la résistance du dispositif). En raison des objectifs des procédures de ce projet, il n'est pas possible de maintenir en vie les animaux utilisés.
Remplacement
A ce jour, il n'existe pas de méthode alternative permettant d’évaluer la performance et la tolérance locale des produits de chirurgie des tissus mous en raison des interactions complexes s'établissant entre le tissus ciblé et le dispositif lui-même. De plus, l’utilisation d’animaux est requise dans la réglementation que doivent suivre les tests précliniques sur les dispositifs médicaux, avant de pouvoir lancer les tests cliniques.
Réduction
Le donneur d'ordre demandant la réalisation de ces tests s'engage à ne pas faire renouveler à l'identique un essai déjà mené précédemment. Par ailleurs pour réduire le nombre d'animaux inclus en étude, il est possible d'utiliser un même groupe "contrôle" (produit dont l'effet est déjà connu), pour plusieurs groupes "test" recevant des produits à tester différents. Les études de screening permettent également de sélectionner un produit test qui présente le plus d'intérêt à être développé, réduisant de ce fait le nombre de tests sur des produits ayant un intérêt moindre. Les études dites "pilotes" sur quelques animaux seulement, peuvent aussi servir à orienter les choix de poursuite de développement d'un produit ou le choix du modèle expérimental le plus approprié (matériel ou abord chirurgical le plus adéquat…), avant d'entamer les études réglementaires à plus grande échelle et devant répondre aux normes en vigueur pour l'élaboration du dossier pour la mise sur le marché (nombre d'animaux minimum, durée de mise en contact minimum, etc).
Raffinement
Pour limiter le stress des animaux, une période d’acclimatation pendant laquelle ils ne subissent aucune manipulation non indispensable est réalisée à leur arrivée dans l’EU. Ensuite, et avant la chirurgie, une période d’habituation aux actes spécifiques est réalisée si nécessaire pour réduire l’aspect anxiogène de ces manipulations (exemples : habituation aux pesées, habituation alimentaire). Des enrichissements sont présents dans l’environnement des animaux (exemple : jouets), et ces mesures sont renforcées en phase post-opératoire (ajout d’enrichissements : pommes dans la litière des porcs, ou friandises dans les jouets, et augmentation de la litière des ovins). Les transports des animaux vers les EU partenaires seront organisés dans le respect du bien-être animal et de la réglementation en vigueur (durée du transport jusqu'à 1h30 en fonction des EU avec ajout de litière et transport en groupe). Un contrôle clinique de chaque animal est réalisé par du personnel qualifié (vétérinaire, technicien ou zootechnicien) au départ et à l'arrivée. Lors des séances d'imagerie externalisées, afin de limiter le stress des animaux, une période de repos adéquate sera instaurée entre la réception des animaux et l'anesthésie et entre le réveil des animaux et le transport retour vers notre EU. La douleur des animaux : la chirurgie est réalisée sous anesthésie et analgésie (à base de morphiniques). En phase post-opératoire, les suivis quotidiens sont renforcés et des soins post-opératoires spécifiques peuvent être mis en place (désinfection des sites chirurgicaux à une fréquence adaptée). Les signes cliniques servant de points limites ont été définis, pour la prise de décision des mesures à mettre en place pour limiter les souffrances. Selon l'espèce, les prises de sang peuvent être réalisées sous anesthésie générale (injectable et/ou volatile, lors d'une phase de chirurgie par exemple), ou sous sédation légère (voir paragraphe sur la liste des médications) avec au besoin une analgésie, afin de maitriser le stress et la douleur potentielle. Les conséquences de l’anesthésie/chirurgie : du gel oculaire est appliqué au niveau de la cornée lors des anesthésies des animaux pour prévenir l'assèchement oculaire. Une attention particulière est portée à la lutte contre l'hypothermie : température de la salle, isolation du sol, couvertures, lampes chauffantes si besoin. En cas de doute, une mesure de la température rectale est réalisée.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie est définie dans les textes de référence. MODIFICATION V13: l’espèce est également choisie en fonction de sa similarité avec l’humain (exemple pour la prostate du chien qui est plus proche de l’humain que celle des autres espèces. Les produits de petite taille/miniaturisés seront testés préférentiellement chez les rongeurs ou le lapin (norme ISO10993 Partie 6). Les produits de taille importante seront préférentiellement testés chez le porc ou les ovins/caprins. Lorsque plusieurs espèces répondent aux critères, le choix est arbitré par la durée de l’essai (le long terme: espèces à longue durée de vie). Le stade de développement est exprimé en âge ou en poids. Dans la plupart des cas, l’utilisation d’animaux adultes est recommandée. Le stade de développement est pertinemment sélectionné en fonction de l'utilisation clinique du produit ou de sa taille par exemple. En l’absence d’exigence particulière, l’utilisation d’animaux au stade adulte est privilégiée. Cas particulier des porcs domestiques : étant donné les conditions d’hébergement, le comportement social et la manipulation des animaux, l’utilisation de porcs domestiques en croissance (âgés d’au moins 8 semaines) est la plus appropriée dans ce projet.
Étude de l’effet de l’insufflation intra-abdominale de dioxyde de carbone (CO₂) sur l’inflammation générale et cérébrale dans un modèle d’entérocolite (inflammation sévère de l’intestin) chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Multisystémique
- Oncologie
- Système gastrointestinal
- Système nerveux
Nourris par une sonde introduite par la bouche jusqu'à l'estomac, matin et soir du 3e au 7e jour de vie, avec un lait contenant une substance qui provoque une inflammation intestinale, 432 souriceaux subissent aussi trois passages quotidiens de dix minutes dans une chambre où l'oxygène est abaissé de 21 à 5 %. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré à sévère, avec douleur abdominale, diarrhée, sang dans les selles, altération de l'état général et décès parmi les effets attendus. Certains reçoivent au 6e jour une insufflation de dioxyde de carbone dans l'abdomen, que le porteur décrit comme réalisée sous anesthésie générale afin qu'ils ne ressentent aucune douleur, tout en signalant une perforation d'organe suivie du décès et une perforation possible de l'œsophage lors du passage de la sonde. Des tests comportementaux sont annoncés au 30e et au 45e jour de vie, sans que le document précise lesquels. Tous sont tués, à 8 jours pour prélever intestins, cerveaux, sang, foie et rate, à 50 jours pour prélever les cerveaux.
Objectifs
L’entérocolite ulcéro-nécrosante (ECUN) est une maladie grave de l’intestin du nouveau-né prématuré, correspondant à une inflammation sévère pouvant abîmer voire détruire une partie de l’intestin. Elle est responsable d’un état inflammatoire général prolongé avec un risque élevé de complications et de décès (15–30 %). Elle peut également avoir des effets sur le développement cérébral. En effet, elle est associée à une augmentation de la survenue de troubles du neurodéveloppement (TND) sans que l’on ne comprenne encore pourquoi. Les troubles du neurodéveloppement regroupent plusieurs difficultés liées au développement du cerveau pendant l’enfance et peuvent inclure par exemple des difficultés pour apprendre, se concentrer, communiquer ou interagir avec les autres. L’hypothèse principale pour expliquer ces séquelles neurologiques est que l’inflammation due à l’entérocolite perturberait le développement du cerveau chez ces nouveau-nés très fragiles. Le traitement de l’ECUN repose initialement sur les antibiotiques et la mise au repos de l’intestin (mise à jeûn). Si l’intestin se perfore ou si l’état du nouveau-né s’aggrave malgré ce traitement, une opération devient nécessaire. La chirurgie se fait classiquement par laparotomie, c’est-à-dire par une large ouverture abdominale. Une technique plus récente et moins invasive peut être utilisée. Il s’agit de la coelioscopie néonatale. Il s’agit d’une technique chirurgicale peu invasive. Elle consiste à faire de petites incisions dans le ventre pour introduire une caméra et des instruments. Le ventre est légèrement gonflé avec un gaz (le dioxyde de carbone) afin de créer de l’espace et permettre de voir et d’explorer les organes. Seulement 8 % des chirurgiens pédiatres dans le monde utilisent la coelioscopie dans la prise en charge des ECUN. Les études ont montré une diminution significative de l’inflammation chez les nouveau-nés ayant bénéficié d’une coelioscopie. L’hypothèse est l’effet anti-inflammatoire du CO2 insufflé lors de la cœlioscopie et son interaction directe avec l'intestin. Notre projet de recherche a pour objectif d’étudier l’effet anti inflammatoire et notamment neuroprotecteur de l’insufflation intra-abdominale de CO2 sur un modèle d’entérocolite chez la souris. L’intégralité de ce travail aura une application directe sur le protocole de prise en charge chirurgicale des entérocolites des nouveau-nés prématurés, et sur leur pronostic.
Bénéfices attendus
Un enfant né prématuré sur trois aura des TND. La survenue de ces troubles est plus fréquente en cas d’ECUN associée. En effet, plus de 50% des nouveau-nés prématurés avec ECUN auront un trouble du neurodéveloppement. Les effets de l’entérocolite sur le cerveau des nouveau-nés n’ont pas encore été élucidés. Avec ce projet, nous cherchons à comprendre d’une part l’association entre TND et entérocolite en étudiant l’impact de l’inflammation sur le développement du cerveau des nouveau-nés. Nous cherchons à comprendre d’autre part la baisse de l’inflammation et la meilleure évolution des nouveau-nés ayant bénéficié d’une coelioscopie, qui ont été constaté chez les patients. Seulement 8 % des chirurgiens pédiatres dans le monde utilisent la coelioscopie dans la prise en charge des ECUN. Les résultats de nos expériences précliniques, s’ils s’avèrent positifs, constitueraient un pré requis indispensable à la généralisation de l’exploration coelioscopique chez les nouveau-nés atteints d’ECUN. L’intégralité de ce travail aura une application directe sur le protocole de prise en charge chirurgicale des ECUN, et sur leur pronostic à court et long terme.
Procédures
Les animaux seront soumis à quatre types d’intervention : - Une alimentation par une fine sonde orogastrique (fin tube introduit par la bouche, jusqu'à l'estomac) avec une solution lactée matin et soir du 3ème au 7ème jour de vie. La composition de la solution lactée diffère entre les groupes. Certains souriceaux recevront du lait à usage vétérinaire. D’autres souriceaux recevront du lait à usage vétérinaire contenant une substance qui provoque de l’inflammation intestinale (Dextran Sodium Sulfate). Cela permet de reproduire, chez la souris, une entérocolite similaire à celle observée chez les nouveau-nés prématurés. - Un maintien pendant 10 minutes trois fois par jour du 3ème au 7ème jour de vie dans une chambre avec une concentration en oxygène abaissée de 21 à 5%. - Au 6ème jour de vie, certains souriceaux auront une insufflation de CO2 dans l’abdomen, c’est à dire qu’ils recevront une faible quantité de gaz dans la cavité abdominale à l’aide d’un très fin tube. Cette procédure sera réalisée sous anesthésie générale afin que les animaux ne ressentent aucune douleur. Le gaz sera administré pendant 10 minutes avec une pression très faible et contrôlée. Chaque souris concernée recevra cette intervention une seule fois. - Une IRM cérébrale sera réalisée sur chaque souris autour du 40ème jour de vie. Celle-ci sera réalisée sous anesthésie générale pour obtenir une immobilité parfaite.
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent tout d’abord subir un stress temporaire lors : des manipulations, de la séparation ponctuelle avec la mère chez les souriceaux, des tests comportementaux, et du transport des animaux vers les salles d’expérimentation. Ils peuvent ensuite être sujets aux symptômes d’entérocolite : douleur abdominale, diarrhée, sang dans les selles, altération de l’état général, décès. L’administration du lait par voie orogastrique (sonde introduite par la bouche jusqu’à l’estomac) présente également des risques : l’introduction de cette sonde peut entrainer un stress et un inconfort liés au passage de la sonde et à la contention. Dans de rares cas des complications peuvent survenir, comme une fausse route ou une perforation de l’œsophage. De plus, bien que cela reste exceptionnel, une perforation d’organe suivi du décès peut survenir lors de l’introduction du petit tube d’insufflation de CO2. Pour finir, ils présentent un risque de décès provoqué par les produits anesthésiants lors des procédures réalisées sous anesthésie générale.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à l’issue de la procédure afin de réaliser les prélèvements tissulaires post-mortem : - A l’âge de 8 jours : prélèvement des intestins pour caractériser l’entérocolite, des cerveaux pour analyse de l’architecture cérébrale et des conséquences cérébrales de l’inflammation, du sang, du foie et de la rate pour caractériser l’inflammation. - A l'âge de 50 jours : prélèvement des cerveaux pour caractériser l’architecture cérébrale.
Remplacement
Les effets de cette maladie sur le cerveau et sur le système de défense du corps ne peuvent pas être étudiés correctement sans utiliser un animal entier. Il n’est pas possible de tester cette approche uniquement sur des cellules en laboratoire ou à l’aide d’un logiciel, car ces méthodes ne permettent pas de reproduire toute la complexité de la maladie. La souris est un animal souvent utilisé en recherche médicale pour les modèles d'entérocolite. Elle permet d’étudier cette maladie de manière fiable, car son organisme réagit d’une façon comparable et adaptée à ce type d’étude.
Réduction
Le modèle de maladie utilisé a été mis au point pour provoquer des lésions de l’intestin tout en limitant la gravité de l’état des jeunes souris, permettant de limiter la souffrance et de réduire le nombre d’animaux nécessaires à l’étude. Une surveillance au minimum quotidienne est mise en place afin d’apprécier l’état des souriceaux. Plusieurs examens sont réalisés sur les mêmes animaux au cours de l’étude, ce qui permet de recueillir un maximum d’informations tout en limitant le nombre total de souris nécessaires. Le nombre de souris est réduit au strict nécessaire à l’obtention de résultats fiables.
Raffinement
Toutes les interventions sont réalisées par du personnel formé et autorisé. Cela concerne notamment l’alimentation des jeunes souris à l’aide de la sonde, l’anesthésie, les insufflations dans l’abdomen. Les animaux sont hébergées dans des conditions adaptées à leur bien-être : alternance jour/nuit régulière, température stable, eau et nourriture à volonté. Les cages contiennent du papier doux pour leur permettre de construire un nid. Les mères et leurs petits ne sont pas dérangés avant le troisième jour de vie. Lors des manipulations, la séparation est la plus courte possible et les petits sont maintenus au chaud avant d’être replacés auprès de leur mère. Pendant la période où la maladie est provoquée, les animaux sont observés deux fois par jour (poids, comportement, état général). Des règles précises sont suivies pour décider si un animal doit être euthanasié plus tôt afin d’éviter toute souffrance inutile. L’administration du gaz dans l'abdomen est réalisée sous anesthésie générale afin que les animaux ne ressentent pas de douleur. Le matériel utilisé permet de délivrer une pression très faible, adaptée à la taille des jeunes souris. Les animaux sont surveillés en permanence pendant et après l’anesthésie. Les tests de comportement sont réalisés dans une salle calme. Les animaux sont d’abord habitués à l’environnement et sont manipulés avec douceur.
Choix des espèces
Parmi les modèles animaux d’ECUN, le rongeur est largement utilisé dans la littérature. Plusieurs études sur les conséquences de l’insufflation du CO2 chez la souris ont été publiées précédemment. L’insufflation de CO2 intra-abdominale chez la souris est facilement réalisable, reproductible et ne nécessite qu’un seul point de ponction. Notre modèle d’entérocolite est induit chez des souriceaux du 3ème au 7ème jour de vie car ils ont à cet âge, un développement cérébral comparable à celui d’un nouveau-né prématuré. Les tests comportementaux sont réalisés pendant la période de l’acquisition motrice puis plus tard au 30ème et 45ème jours de vie correspondant aux périodes d’adolescence et de jeune adulte, à la recherche de troubles du neurodéveloppement.