Procédures modérées

3 204 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Souris transgéniques reproduisant une cécité héréditaire, elles reçoivent une injection sous-rétinienne d'une thérapie génique par CRISPR/Cas9, suivie de prélèvements de larmes et de sang, de fonds d'œil, de tomographies et d'électrorétinogrammes répétés jusqu'à neuf ou dix fois. Le porteur indique que les injections peuvent provoquer des décollements de rétine et des hémorragies oculaires. Il annonce viser une preuve de concept avant un éventuel passage en clinique.

Objectifs

L’objectif de ce projet de recherche est de mettre au point une thérapie génique permettant de limiter la progression de la rétinite pigmentaire autosomique dominante, une maladie génétique responsable d’une dégénérescence des photorécepteurs, cellules permettant la vision, et aboutissant à une cécité, dans deux modèles de souris atteintes de rétinite pigmentaire autosomale dominante. Cette thérapie génique reposera sur une stratégie de « Suppression », éliminer le gène responsable de maladie chez le patient en utilisant les ciseaux génétiques CRISPR/Cas9, associée à une stratégie de « Remplacement » qui consistera à apporter au patient une version saine du gène précédemment supprimé (gène médicament). La finalité étant le développement d’une thérapie curative accessible au plus grand nombre de patients atteints par cette cécité héréditaire.

Bénéfices attendus

Le projet a pour but de mettre en avant la preuve de concept d’efficacité d’une thérapie génique indépendante des mutations et utilisant l’outil d’édition du génome CRISPR/Cas9 sur nos modèles murins de rétinite pigmentaire autosomale dominante. Le bénéfice attendu est à terme d’amener en clinique cette thérapie génique mutation indépendante pour la rétinite pigmentaire autosomique dominante, pour lesquelles le développement de traitement spécifique à chaque mutation identifiée n’est aujourd’hui pas possible.

Procédures

- Injection sous-rétinienne : les animaux recevront une injection intraoculaire (une seule par œil) de la thérapeutique à évaluer. L’injection est rapide (5 à 10 minutes) et sera réalisée sous analgésie et anesthésie générale. Les souris ne passeront qu’une seule fois par cette étape expérimentale. - Prélèvement de larmes : le prélèvement est effectué sur souris vigiles (non anesthésiées). Le prélèvement de larmes est rapide (30 secondes) et considéré non douloureux chez l’animal. Les larmes des souris seront prélevées avant l’injection intraoculaire de l’élément thérapeutique testé (si l’âge des souris à l’injection le permet) puis une fois par semaine pendant 4 semaines, soit au maximum 5 fois. - Prélèvement de sang : le prélèvement est effectué sur souris anesthésiées. Le prélèvement de larmes est rapide (30 secondes) et considéré non douloureux chez l’animal. Le sang sera prélevé avant l’injection intraoculaire de l’élément thérapeutique testé (si l’âge des souris à l’injection le permet) puis une fois par semaine pendant 4 semaines, soit au maximum 5 fois. - Fond d’œil : suite à l’injection de la thérapeutique, le fond d’œil des animaux sera visualisé pour contrôler la qualité de l’injection réalisée. La procédure est rapide (5 minutes) et sera réalisée sous anesthésie gazeuse. Tous les animaux de l’étude seront soumis à cet examen qui sera réalisé 1 à 3 fois selon les conditions expérimentales. - Tomographie à cohérence optique : ce test permet de visualiser la structure anatomique de la rétine (différentes couches de cellules). L’acquisition d’images dure environ 5-10 minutes par animal et sera réalisée sous anesthésie gazeuse Tous les animaux de l’étude seront soumis à cet examen qui sera réalisé au maximum 10 fois par animal. - Electrorétinogramme : ce test permet d’évaluer la fonction de la rétine (capacité des cellules de la rétine à répondre à un stimulus lumineux). L’analyse dure environ 30 minutes par animal et sera réalisée sous anesthésie générale. Pour les animaux soumis à cet examen, il sera réalisé au maximum 9 fois par animal. - Euthanasie par des méthodes réglementaires en vue de prélèvements : en fin de procédure expérimentale, toutes les souris seront euthanasiées pour collecter des échantillons pour des analyses microscopiques des tissus et des analyses biochimiques ultérieures.

Impact sur les animaux

Les injections sous-rétiniennes peuvent provoquer des lésions temporaires comme des décollements localisés de la rétine et de petites hémorragies oculaires. Les injections intrapéritonéales et sous-cutanées peuvent induire une douleur ponctuelle réversible. La majorité des gestes expérimentaux auxquels seront soumises les souris seront réalisés sous anesthésie (injection intraoculaire, prélèvement de sang, fond d’œil, tomographie à cohérence optique, électrorétinogramme) induisant une répétition des anesthésies. Un léger stress peut être engendré lors du changement d’environnement des animaux (mise en chambre noire la veille de l’électrorétinogramme). A l’issue de la procédure, les animaux seront euthanasiés afin de prélever les yeux pour des analyses histologiques post-mortem.

Devenir

Tous les animaux de l’étude seront euthanasiés à la fin de la procédure afin de collecter des échantillons pour des analyses histologiques et biochimiques post-mortem.

Remplacement

Ce projet ne peut être réalisé que dans un modèle in vivo car les propriétés pharmacologiques du traitement ne peuvent être évaluées que dans des conditions physiologiques, pour notamment étudier l’interaction entre les vecteurs d’injection de la thérapie génique et le système immunitaire de l’hôte. De même que le fonctionnement de la rétine et la vision ne peuvent être évalués qu'in vivo.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés (3204 souris) sera toujours limité au minimum nécessaire pour fournir des données biologiquement et statistiquement significatives. Les tests statistiques réalisés seront adaptés aux échantillons de petite taille afin de limiter le nombre d’animaux par groupe (12 souris/groupe). Ce nombre de 12 souris par groupe (17 pour J2-3) est basé sur des études antérieures du laboratoire utilisant des techniques similaires. Plusieurs tissus seront prélevés sur toutes les souris utilisées dans ce projet afin de collecter un maximum d’échantillons et d’éviter de relancer des expérimentations additionnelles.

Raffinement

- Les animaux seront examinés quotidiennement par les expérimentateurs et ou le personnel qualifié de l’animalerie et seront hébergés dans les conditions conformes à la réglementation (cages de stabulation avec enrichissement, nourriture et boisson à volonté). - Une anesthésie courte gazeuse, permettant un réveil rapide de l’animal, sera privilégiée quand les procédures le permettent. - Une nouvelle aiguille sera utilisée pour chaque animal pour limiter la douleur induite lors d’injections sous-rétiniennes, intrapéritonéales et sous-cutanées. - Pour limiter le stress des animaux lors du changement d’environnement (mise en chambre noire la veille de l’électrorétinogramme), les souris resteront dans leur cage habituelle d’hébergement, avec leurs congénères et l’enrichissement habituel (tunnel en carton et coton), ainsi que nourriture et eau à volonté. - Une signalétique particulière des animaux en expérimentation est utilisée. Elle permettra une surveillance adaptée des animaux en fonction des points limites définis à chaque procédure afin de s’assurer de leur bien-être. - Des critères d’arrêt ou points limites ont été déterminés pour chaque étape de la procédure expérimentale. - Les animaux provenant de l’extérieur observeront une période d’acclimatation de 5 jours minimum.

Choix des espèces

Les deux modèles de souris transgéniques utilisés dans ce projet reproduisent la pathologie étudiée : la rétinite pigmentaire autosomale dominante. Comme chez l’Homme, une mutation présente dans le gène codant pour la rhodopsine, induit une dégénérescence progressive des photorécepteurs. De plus, chez ces deux modèles de souris la vitesse de dégénérescence des photorécepteurs diffère, notamment due aux différentes mutations, ce qui est également observé chez les patients. Le but de cette étude étant de tester l’effet de nouveaux composés thérapeutiques pour ralentir la dégénérescence rétinienne, l’intervention interviendra avant que la dégénérescence des photorécepteurs n’atteigne un stade avancé, soit chez des souris âgées de 2-3 jours, 7 jours, 14 jours afin de déterminer le temps d’injection ayant le meilleur avantage thérapeutique. Les souris âgées de 42 à 49 jours seront utilisées car celles-ci possèdent un système immunitaire pleinement mature, nécessaire à la comparaison avec les stades antérieurs.

2 160 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Cette prestation menée pour des laboratoires partenaires utilise des souris porteuses d'une mutation reproduisant une maladie liée aux immunoglobulines G4, avec injections de composés et prélèvements de sang et d'urine sur des animaux dès l'âge de deux semaines maintenus avec leur mère. Le porteur indique n'administrer aucun analgésique, au motif qu'il fausserait la réponse immunitaire observée. Il affirme que le modèle doit être évalué à l'échelle de l'"organisme entier" et qu'aucune méthode alternative ne le permet.

Objectifs

Les différents laboratoires privés et publics pour lesquels nous réalisons des prestations cherchent à connaître l’impact de leurs composés thérapeutiques sur les maladies associées aux immunoglobulines G4 (IgG4-RD). Ces maladies sont des troubles fibro-inflammatoires chroniques graves à médiation immune qui se traduisent souvent par des niveaux élevés de protéines dans le sang (IgG4), dans les urines et par le développement de masses semblables à des tumeurs touchant plusieurs organes chez l’homme. Ses différentes manifestations cliniques rendent son diagnostic difficile. Les traitements conventionnels visent à atténuer l'inflammation par l'utilisation anti-inflammatoires mais le taux de rechute (40%) et les conséquences de leur prise sur le long terme sont importants. Le présent projet propose d’évaluer l’efficacité de nouveaux composés thérapeutiques ciblant les IgG4-RD afin d’augmenter les chances de rémission. Pour cela, nous disposons d’un modèle murin très bien caractérisé nommé LATY136F qui développe spontanément un syndrome lymphoprolifératif ayant des caractéristiques immunopathologiques semblables aux IgG4-RD chez l’homme. Ce modèle nous permet d’envisager l’étude de composés à visée thérapeutique afin d’évaluer leur efficacité sur la mise en place et l’évolution des IgG4-RD. Pour cela, nous évaluerons les différentes populations cellulaires du système immunitaire de ces souris après injection de composés thérapeutiques.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’évaluer en phase pré-clinique l’efficacité des composés thérapeutiques ciblant les maladies chroniques graves associées aux IgG4. La prévalence exacte de ces maladies n’est pas connue en partie à cause de son diagnostic difficile à établir et à les dissocier des maladies chroniques connues. Actuellement, les traitements reposent sur l’utilisation d’agents anti-inflammatoires et 40% des patients sont en rechutes. Ainsi, la découverte de nouveaux agents thérapeutiques est nécessaire afin d’augmenter les chances de rémission des patients. Ce projet permettra d’évaluer à la fois l’effet des composés thérapeutiques sur l’initiation et le développement des IgG4-RD.

Procédures

La procédure expérimentale consiste en l’injection intra-péritonéale (i.p) ou sous-cutanée (s.c) de composés thérapeutiques visant à diminuer ou empêcher le développement spontané du syndrome lymphoprolifératif chez les souris LatY136F, modèle qui reflète les maladies associées aux IgG4 chez l’homme. Chaque individu sera manipulé pour : - les collectes de sang et d’urine à J0 et en fin d'expérimentation (=10 semaines) pour déterminer l'évolution des protéines dans le sang et les urines et d'en conclure sur l’efficacité du traitement. Cette intervention est rapide et dure environ 2 minutes par souris pour la récolte du sang et de l'urine. - les pesées hebdomadaire (30 secondes par souris) - les injections des composés thérapeutiques par voie i.p ou s.c en fonction du type de molécule et de la demande des partenaires. La durée d’injection par voie i.p est de 30 secondes par souris. La durée d’injection par voie s.c est de 3 min et 30 secondes temps comprenant la phase d’endormissement de 3 min à l’isoflurane et 30 secondes pour l’injection. -les anesthésies générales gazeuses à l’isoflurane dans le cas d’injection des composés thérapeutiques en s.c d'une durée de 3 minutes. L’expérimentation se terminera lorsque les souris auront 12 semaines. Le jour de l’arrêt expérimental, les souris seront mises à mort pour le prélèvement des organes lymphoïdes et non lymphoïdes en vue de l’immunophénotypage et des études histologiques.

Impact sur les animaux

Les tests d’efficacité de composés thérapeutiques sur les maladies liées aux-IgG4 n’entraineront pas d’effet indésirable chez les animaux dans la mesure où les doses injectées sont préalablement testées pour leur toxicité chez nos laboratoires partenaires. Toutefois, lors de l’expérimentation les animaux seront soumis à plusieurs actes techniques pouvant engendrer du stress notamment lors des contentions, des collectes de sang et d’urine, des pesées hebdomadaires et des injections de composés thérapeutiques pendant 10 semaines. Les injections n’entraineront pas de douleur. Tous les actes techniques seront réalisés par du personnel expérimenté et expert afin de limiter les contraintes subies par l’animal. Toutes les souris seront mises à mort à la fin de l’expérimentation pour la collecte des organes dans le but d’analyser la réponse immunitaire suite aux traitements

Devenir

Tous les animaux de l’étude seront mis à mort le jour de l’experience pour le prélèvement d’organes qui seront analysés pour la caractérisation du système immunitaire ou pour l’histologie.

Remplacement

Dans ce type de projet, aucune méthode substitutive ou alternative ne nous permettrait de nous placer dans des conditions physiologiques similaires. En effet, le modèle testé dans le cadre de cette demande doit être évalué à l’échelle de l’organisme entier, permettant ainsi la mise en place de toutes les boucles de régulation impliquées dans ce type de réponse. Le modèle murin est donc un modèle de choix pour l'étude du système immunitaire grâce aux connaissances acquises et au nombre d'outils disponibles.

Réduction

Des expériences antérieures ont permis de déterminer la « variabilité de la mesure » afin de pouvoir calculer par un test de puissance le nombre d’animaux nécessaires pour atteindre la significativité statistique selon la nature continue ou discontinue de la variable concernée. Ainsi, le nombre utilisé pour ces expériences est de 6 animaux par groupe expérimental, les deux sexes confondus, afin d’avoir des données statistiques robustes et de limiter le nombre d’expérience. Le nombre de groupe sera amené à varier selon les besoins du partenaire, notamment si plusieurs molécules, doses ou durées de traitement sont à tester. Dans la mesure du possible, les expériences sont multiplexées afin d’utiliser un seul groupe contrôle pour plusieurs groupes tests.

Raffinement

Les animaux en expérimentation sont hébergés en zone d’expérimentation en groupe de 5 individus maximum par cage et de même sexe. L’accès à l’eau et à la nourriture sera ad libitum. Dans chaque cage, le milieu est enrichi par l’ajout de deux éléments : - une maison en carton pour leur procurer un abri, - un bâtonnet de papier, que les souris pourront grignoter afin de se confectionner un nid. Ce protocole demande également l’utilisation d’animaux jeunes de 2 semaines nés au sein de notre animalerie. Les animaux seront maintenus avec leur mère pour la première injection et sevrés ensuite vers 21 jours. Les lots expérimentaux seront établis avant le début de l’expérimentation et une période d’acclimatation d’une semaine sera respectée avant le début des injections. Dans ce projet nous étudions le système immunitaire, toute administration d’analgésique entrainerait un biais de la réponse cellulaire observée. Ainsi, nous ne pouvons pas utiliser d’analgésique. Toutefois, nous veillerons au bien être animal par une surveillance quotidienne des animaux par du personnel qualifié. Tout fait notable sera consigné sur une grille de score évaluant la souffrance et le stress des animaux. Les points limites sont clairement déterminés et les animaux identifiés par une alerte feront l’objet d’une surveillance accrue et des actions seront mises en place pour palier à divers problèmes tels qu’une observation bijournalière par le personnel expérimentateur ; l’ajout de gel Diet / pâtée SAFE Energy, l’ajout de coton…

Choix des espèces

Mammifères dont 99% des gènes sont orthologues à l’homme, animal de petite taille et à reproduction rapide et bonne connaissance anatomique, physiologique et biologique de ce modèle. La physiopathologie de la souris est suffisamment proche de celle de l’homme pour que son étude soit riche d’enseignements permettant d’accroître nos connaissances sur le fonctionnement du système immunitaire des 2 espèces, avec des applications cliniques potentielles pour l’homme. Nous utiliserons des animaux à des âges différents dans la mesure où le développement de la pathologie observé est progressif. Afin de vérifier l’effet des composés thérapeutiques, nous traiterons des souris âgées de 2 semaines avant l’apparition des premiers symptômes pour vérifier si le traitement empêche ou retarde la maladie ; puis sur des souris âgées de plus de 3 semaines lorsque la pathologie est mise en place pour vérifier l’effet du traitement sur les symptômes.

1 000 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Porteuses d'une mutation reproduisant une maladie inflammatoire humaine, elles reçoivent des composés jusqu'à deux fois par jour pendant douze semaines, avec cinq à neuf prélèvements sanguins au sinus rétro-orbital et des prélèvements urinaires. Le porteur indique que le phénotype dommageable, avec gonflement des ganglions et lésions tissulaires, s'installe vers vingt semaines, et que les composés testés peuvent induire un inconfort. Il affirme que le recours à un modèle animal est "indispensable" pour juger de l'efficacité d'un composé après une phase in vitro.

Objectifs

Chez l’homme, la maladie à IgG4 est une maladie fibro-inflammatoire systémique à médiation immunitaire. Elle se présente sous forme de dysfonctionnement d’organe ou de lésions avec infiltration lympho-plasmacytique dans un ou plusieurs organes (principalement entre autres dans les reins et les poumons) avec des symptômes relatifs à l’organe atteint. Elle peut entraîner une défaillance d’un ou plusieurs organes voire la mort si elle n’est pas traitée. Un taux élévé d’immunoglobulines caractérise également cette pathologie. L’objectif du projet est la découverte de médicament présentant des avantages thérapeutiques par rapport à l’offre médicamenteuse actuelle, capables de contrer l’augmentation des immunoglobulines permettant ainsi de diminuer la gravité des signes cliniques. Par extension, certaines maladies auto-immunes (i.e. Lupus érythémateux disséminé) pourraient également bénéficier de ces thérapies. Pour ce faire, le projet utilisera des souris homozygotes pour la mutation LATY136Fqui récapitule bon nombre des caractéristiques de la pathologie humaine.

Bénéfices attendus

Il n’y a actuellement pas de traitement spécifique de la maladie associée aux IgG4 mais les corticoïdes voire des immunosuppresseurs, permettent la régression des infiltrats inflammatoires et donc des symptômes de la maladie. L’objectif du projet est la découverte d’autres options thérapeutiques capables de contrer l’augmentation des immunoglobulines permettant ainsi de diminuer la gravité des signes cliniques. Par extension certaines maladies auto-immunes (i.e. SLE) pourraient également bénéficier de ces thérapies.

Procédures

1/ Administration des composés à tester ou de leur solvant, par voie orale ou sous-cutanée ou intra-veineuse ou intra-péritonéale, une à deux fois par jour pendant un maximum de 12 semaines sous un volume de 5 à 10mL/kg en fonction de la voie d’administration 2/ en fonction de la durée de l’étude, 5 à 9 prélèvements sanguins à la veine sub-mandibulaire ou au sinus rétro-orbital (sous anesthésie à l’isoflurane et après application locale d’analgésique) 3/ lors des études longues, au maximum 9 prélèvements urinaires (dont un au moment du sacrifice) seront obtenus par mixtion spontanée (espacés d’une semaine) 3/ Au maximum 8 prélèvements urinaires pour les études longues

Impact sur les animaux

Les signes physiologiques des homozygotes apparaissent à partir de 4 semaines d’âge (adénomégalie, lésions tissulaires) et s’amplifient au cours du temps jusqu'à atteindre un phenotype dommageable aux alentour de 20 semaines. Les composés administrés peuvent induire un inconfort. La dose pourra alors être diminuée pour l'ensemble du groupe traité. L'arrêt temporaire ou définitif du traitement pour ce groupe peut être envisagé tout en continuant l'étude pour les autres groupes. Si ces mesures ne fonctionnent pas, une mise à mort anticipée sera envisagée (avis vétérinaire). Des prélèvements sanguins seront effectués : 5 à 9 en fonction de la durée de l’étude. Au maximum, 8 prélèvements urinaires par mixion spontanée seront effectués lors des études longues (espacés d’une semaine).

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure expérimentale, des analyses sur les organes étant nécessaires pour mesurer l’efficacité des molécules testées.

Remplacement

Après une phase de test d’évaluation d’efficacité in vitro permettant la sélection des meilleurs candidats, l’utilisation de modèles animaux mimant les pathologies humaines est indispensable pour juger de l’efficacité d’un nouveau composé

Réduction

Le modèle utilisé étant bien décrit dans la littérature, la mise au point sera ainsi limitée. Nous travaillerons sur des groupes homogènes au moment de leur inclusion dans l’étude, afin de limiter la variabilité intergroupe au seul effet du paramètre testé et générer des résultats reproductibles. Le nombre de souris utilisées par groupe sera réduit au minimum tout en permettant une analyse statistique. Une analyse statistique rétrospective permettra de calculer le nombre nécessaire et suffisant d'animaux par groupe afin d’obtenir pour chaque paramètre étudié une puissance de 80% et alpha=0.05.

Raffinement

Afin de réduire le stress, une acclimatation d’au moins 4 jours sera réalisée avant l'entrée en étude. Les animaux seront hébergés dans un environnement contrôlé en continu (température, pression, hygrométrie, renouvellement d’air, alternance jour/nuit) relié à un système d’alarme. La densité dans les cages sera en conformité avec les recommandations et autant que possible, les groupes d’animaux dans les études resteront ceux formés pendant l’acclimatation. Les animaux et leurs conditions d’hébergement (environnement, nourriture, eau de boisson) seront sous surveillance quotidienne. L’environnement des animaux sera enrichi à leur arrivée et pendant toute la période d’acclimatation (par exemple, maisons en carton, carrés de coton et feuilles de cellulose). Il sera toutefois adapté en cas de signes d’atteintes pulmonaires (élimination des sources de poussières), ou rénale (avec une litiére absorbante). La bonne connaissance de ce modèle décrit dans la littérature permettra de raffiner et d’anticiper le développement de la maladie chez l’animal et donc d’anticiper la mise à mort éthique selon des critères d’interruption prédéfinis. Afin de limiter au maximum la souffrance et l’angoisse pouvant être infligées aux animaux, une surveillance journalière ainsi que des points limites précoces et spécifiques à ce modèle ont été établis conduisant à l’arrêt temporaire des traitements ou au sacrifice anticipé de l’animal. Lors de la mise à mort les animaux seront placés sous anesthésie profonde à l’isoflurane.

Choix des espèces

L’espèce animale utilisée est la souris, notamment une souche portant la mutation LATY136F, caractérisée et décrite dans la littérature par plusieurs équipes. Nous nous appuierons sur de la bibliographie solide et sur un modèle déjà bien documenté afin d’éviter l’utilisation d’un nombre excessif d'animaux pour la mise au point. Nous utiliserons des animaux entre 4 et 16 semaines d’âge suivant l’objectif de l’étude : effet des molécules sur les taux d’IgG1 et IgE ou caractérisation de l’impact de la diminution du taux d’immunoglobulines sur les atteintes tissulaires et fonctionnelles à long terme.

Une injection d'analgésique, une anesthésie gazeuse, une incision, puis une aiguille qui dépose dans l'oreille moyenne une solution chimique détruisant les récepteurs de l'équilibre de l'oreille interne, ou une solution saline pour les témoins : la séquence dure 72 minutes pour chacun des 252 rats femelles. Ces procédures impliquent un niveau de souffrance modéré, avec perte d'équilibre, troubles de la posture, déshydratation et perte de poids attendues chez les rats lésés. Selon les groupes, ils reçoivent ensuite chaque jour, pendant 3 à 10 jours, de la bétahistine, un médicament contre le vertige, un placebo ou des antagonistes de l'histamine, ainsi qu'un marqueur de prolifération cellulaire, et une partie passe des tests comportementaux à six reprises jusqu'à J30, sans que le porteur les nomme. Tous sont mis à mort à J3, J7 ou J30, pour le prélèvement du sang et du cerveau.

Objectifs

Ce projet porte sur le système vestibulaire, responsable de l’équilibre postural et locomoteur, ainsi que de la stabilisation du regard lors de mouvements de la tête. L’information perçue par les récepteurs vestibulaires localisés dans l’oreille interne est transmise via le nerf vestibulaire aux noyaux vestibulaires (situés dans le tronc cérébral). Un dysfonctionnement de ce système peut causer des symptômes tels que des vertiges, des déséquilibres, des chutes ou encore de l’anxiété, qui affectent la vie quotidienne des patients. La thérapie vestibulaire implique une rééducation vestibulaire et un traitement médicamenteux. Toutefois, le manque d’efficacité des médicaments utilisés ou encore la méconnaissance de leurs sites et mécanismes d’action représentent un obstacle de taille. Un médicament couramment utilisé en France dans la pathologie du vertige est la bétahistine. Certains de ses mécanismes d’action sont connus dans le modèle animal de lésion chirurgicale du nerf vestibulaire. Toutefois, ce modèle est comparable, en clinique, à une ablation curative du nerf vestibulaire, pratiquée uniquement dans le cas de schwannomes (tumeurs bénignes du nerf vestibulaire). Les effets et mécanismes d’action de ce médicament ne sont pas connus dans un modèle animal de lésion vestibulaire mimant des pathologies telles que la névrite ou la maladie de Ménière, qui sont plus couramment observées en clinique. L’objectif de ce projet est d’étudier les effets de la bétahistine sur un modèle de lésion vestibulaire induisant une inflammation telle qu’observée dans la névrite en clinique. Nous savons que la bétahistine augmente la concentration d’histamine, un neurotransmetteur qui module l’inflammation, dans le cerveau. De plus, des cellules intervenant dans l’inflammation sont importantes pour la récupération des fonctions vestibulaires. Ainsi, nous supposons que ce traitement va favoriser des mécanismes essentiels à la compensation vestibulaire via des récepteurs à l’histamine dans ce modèle. Enfin, nous supposons que la bétahistine aura un effet anxiolytique dans notre modèle car elle module un neurotransmetteur intervenant dans l’anxiété (sérotonine). Des tests comportementaux, l’utilisation de molécules chimiques bloquants des récepteurs à l’histamine (antagonistes), ainsi que des analyses sur les tissus des animaux nous permettront de réaliser ce projet.

Bénéfices attendus

Les désordres vestibulaires touchent un tiers des adultes de plus de quarante ans aux Etats-Unis. En France, les vertiges constituent un des motifs prépondérants de consultation chez le généraliste, avec plus de 15 millions par an. En Allemagne, la prévalence des troubles vestibulaires est de 6,5% selon une étude épidémiologique. Ainsi, les désordres vestibulaires représentent un enjeu de santé publique majeur et l’étude des désordres vestibulaires ainsi que des traitements pharmacologiques utilisés restent primordiaux. Les tests comportementaux utilisés dans ce projet sont nécessaires afin d’étudier les déficits vestibulaires et leur compensation. Le modèle de lésion utilisé dans ce projet est un modèle se rapprochant de pathologies humaines telles que la vestibulopathie périphérique aiguë (névrite) ou la maladie de Ménière. Il mime des symptômes vestibulaires retrouvés chez l’humain. A court terme, ce modèle animal et ces tests comportementaux vont permettre d’observer l’efficacité de la bétahistine (traitement étudié prescrit en clinique humaine) sur les symptômes posturo-locomoteurs induits par la pathologie et également sur l’anxiété des animaux. D’un point de vue fondamental, nous mettrons en évidence l’impact de ce traitement sur l’inflammation et sur l’anxiété des animaux dans un contexte de pathologie vestibulaire. Nous préciserons également le rôle de l’histamine dans la pathologie vestibulaire. Enfin, ce projet permettra d’élucider la compensation vestibulaire à un niveau plus global que seulement au sein des noyaux vestibulaires. Plus globalement, d’un point de vue clinique, ce projet pourrait amener à des nouveaux mécanismes quant aux fonctionnements d’un composé pharmacologique de référence prescrit en clinique. A plus long terme, les résultats obtenus permettront d’adapter la prise en charge médicamenteuse des patients afin de mieux traiter les pathologies vestibulaires.

Procédures

Ce projet est composé de trois procédures et chaque rat femelle sera utilisé dans une seule procédure. L’administration transtympanique a lieu une fois, chez l’ensemble des animaux de l’étude. Avant administration, les animaux sont soumis à une injection d’analgésique 30 minutes avant d’être placés sous anesthésie gazeuse et un anesthésique local est appliqué 5 minutes avant incision. Dans chaque procédure, un groupe d’animaux est soumis à une injection transtympanique d’une solution chimique détruisant les récepteurs vestibulaires de l’oreille interne et un autre groupe d’animaux est soumis à une injection transtympanique d’une solution saline. Cette administration se fait dans l’oreille moyenne des animaux en utilisant une aiguille. Les gestes décrits ci-dessus durent 72 minutes pour un animal. Dans chaque procédure, l’administration d’un marqueur de la prolifération cellulaire a lieu une seule fois, chez les animaux, au 3ème ou au 7ème jour post-lésionnel. Dans deux procédures, l’administration de la bétahistine ou du placebo a lieu une fois par jour chez de nombreux animaux. Cette procédure s’effectuera pendant les 10 jours qui suivent la lésion pour les animaux soumis aux tests comportementaux ou pendant les 3 ou 7 jours après la lésion pour les animaux non soumis aux tests comportementaux qui sont utilisés afin d’étudier les effets à court terme du traitement. Dans une seule procédure, l’administration des antagonistes aux 2 types de récepteurs à l’histamine a lieu une fois par jour chez tous les animaux. Cette procédure s’effectuera pendant les 10 jours qui suivent la lésion pour les animaux soumis aux tests comportementaux ou pendant les 3 ou 7 jours après la lésion pour les animaux non soumis aux tests comportementaux qui sont utilisés afin d’étudier les effets à court terme du traitement. Dans chaque procédure, les animaux sont soumis à des tests comportementaux. Ils ont une durée de 25 min10 secondes par animal. Ils ont lieu aux délais pré-administration, J2, J3, J7, J15 et J30. Les tests effectués pour un groupe ont une durée correspondant à une matinée.

Impact sur les animaux

Pour tous les animaux de ce projet, l’introduction d’un liquide dans l’oreille moyenne et l’incision cutanée (qui ont lieu lors de l’administration transtympanique) peuvent être source de douleur et d’inconfort. Dans les 3 procédures de ce projet, les mêmes effets indésirables sont prévus sur les animaux lésés. Les animaux soumis à une lésion transtympanique peuvent avoir un déficit d’hydratation dans les 24-48 heures après l’atteinte vestibulaire et une perte de poids est attendue chez ces animaux lésés. Le syndrome vestibulaire conduit à d’autres effets indésirables tels que des problèmes de maintien de posture et de perte d’équilibre. Également, l’anxiété est connue pour être une des composantes du syndrome vestibulaire. L’injection des antagonistes (quotidiennement durant 10 jours), l’injection d’un marqueur de la prolifération cellulaire (une fois, J3 ou J7 post-lésionnel) ainsi que l’injection d’un analgésique (une fois avant l’administration transtympanique et une fois avant la mise à mort de l’animal) peuvent être perçues comme une nuisance par l’animal. L’ensemble du groupe d’animaux testé est délocalisé hors de son environnement (correspondant à la salle d’hébergement de l’animalerie) pendant une matinée aux différents délais des tests comportementaux (délais pré-administration, J2, J3, J7, J15 et J30 post-lésionnels). Cela pourrait être perçu comme une nuisance par l’animal.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures et le sang et les tissus seront récupérés pour procéder à des analyses. Il est nécessaire de procéder à des dosages et marquages histologiques spécifiques dans le cerveau des animaux utilisés dans ce projet afin d’élucider les effets de notre médicament dans notre modèle animal. Le sang récupéré permettra de procéder à des dosages de marqueurs spécifiques du stress et de l’anxiété. Ces mises à mort sont nécessaires pour la mise en évidence des effets à court et à long terme du traitement.

Remplacement

Il existe des alternatives n’utilisant pas de modèles animaux telles que la méthode in silico ou encore in vitro. La méthode in silico utilise des modèles informatiques dans le but de prédire ce qui se passerait dans la réalité. Il n’existe pas à l’heure actuelle de modèle informatique mimant de manière aussi complexe la physiologie et la physiopathologie du syndrome vestibulaire. Un autre modèle serait le modèle in vitro qui consiste en l’étude d’éléments hors de leur environnement en conditions définies et contrôlées. Puisque nous avons besoin de l’individu dans son ensemble, autant au niveau cérébral qu’au niveau périphérique (informations quant à la posture et concernant l’état d’anxiété des animaux), nous ne pouvons pas substituer le modèle animal par ces modèles.

Réduction

Afin de respecter le principe de réduction, les rats correctement lésés lors de l’apprentissage de la lésion par l’expérimentateur seront inclus dans l’étude pilote. De plus, cette étude sera effectuée dans le but de permettre une mise à mort des animaux à deux délais au lieu de trois délais différents (J3 ou J7 post-lésionnel et J30 post-lésionnel). L’étude de ces deux délais est nécessaire afin d’élucider les effets à court terme du traitement et la prolifération cellulaire (J3 ou J7 post-lésionnel) mais aussi afin de comprendre les effets à long terme du traitement et la survie et différenciation cellulaire (J30 post-lésionnel). De plus, les animaux mis à mort au 30ème jour après la lésion pour les investigations cellulaires sont les animaux soumis aux tests comportementaux. Également, il a été choisi de faire un test qualitatif permettant d’observer l’expression de plusieurs protéines pro- et anti-inflammatoires, pouvant être modulées dans le syndrome vertigineux. Ce test permettra de cibler les protéines à étudier en profondeur en utilisant des tests semi-quantitatifs et ainsi de ne pas multiplier le nombre d’essai et d’animaux. Enfin, les mêmes animaux seront utilisés afin de réaliser l’ensemble des études biochimiques (correspondant aux dosages des protéines et des marqueurs du stress et de l’anxiété). Le nombre d’animaux a été réduit au maximum pour chaque groupe en fonction de l’expérience précédente de l’équipe et avec l’aide d’un statisticien. Enfin, la répartition des animaux dans les groupes sera randomisée et l’expérimentateur travaillera en aveugle. Dans la dernière procédure de ce projet, les groupes qui auront préalablement été faits lors de la procédure précédente ne seront pas répétés afin de limiter le nombre d’animaux.

Raffinement

Notre modèle d’étude est un modèle de lésion vestibulaire, obtenu par une administration transtympanique d’un produit chimique détruisant les récepteurs vestibulaires de l’oreille interne. Avant cette administration transtympanique, les animaux sont mis sous analgésie et anesthésie gazeuse pour éviter tout inconfort ou angoisse. Leur température est maintenue avec une couverture chauffante thermorégulée et une solution est appliquée sur leurs yeux pour assurer une hydratation oculaire. Après l’administration transtympanique, l’animal est observé jusqu'à récupération de l’anesthésie. Avant le réveil, l’animal est hydraté (injection d’un liquide) afin de compenser les pertes liquidiennes associées à la lésion vestibulaire. Les biberons sont équipés d'une pipette allongée pour faciliter l’hydratation et une solution nutritionnelle complète est déposée dans la cage pour assurer une bonne alimentation durant 1 semaine après la lésion. Puisqu’une perte de poids est un effet indésirable connu à la suite d’une lésion vestibulaire, un suivi de poids sera également effectué (1/jour pendant la première semaine après la lésion puis 1/semaine). L’apparence et le comportement des animaux sont évalués 2x/jour durant la première semaine après la lésion, puis 2x/semaine jusqu’aux derniers tests comportementaux. Cette évaluation se fait en utilisant une grille de score du bien-être animal adaptée au modèle utilisé. Tous les animaux sont soumis à une phase d’habituation à l’expérimentateur ainsi qu’à la salle d’expérimentation pendant une voire deux semaines limitant ainsi tout stress ou angoisse potentielle. Une récompense sera attribuée aux animaux à la fin des tests comportementaux (riz soufflé chocolaté) avant de les ramener dans leur salle d’hébergement au sein de l’animalerie. Les co-porteurs du projet sont formés en expérimentation animale (niveau concepteur de projet) et sensibilisés au bien-être animal.

Choix des espèces

La compensation vestibulaire est un processus présent chez les mammifères. Précédemment, notre laboratoire étudiait le modèle félin, espèce la mieux adaptée au comportement d’équilibration. Les tests comportementaux utilisés chez le chat ont ensuite été adaptés chez le rat. Le modèle rongeur présente de nombreux avantages en termes de manipulation et il reproduit le syndrome vestibulaire rencontré chez différentes espèces, dont l’humain. De plus, la durée totale du syndrome vestibulaire est significativement réduite chez le rat (2 à 3 semaines) par rapport à l’humain (90 jours). Ce gain temporel est avantageux pour l’étude de composés anti-vertigineux et pour la compréhension des mécanismes neurobiologiques responsables du syndrome. De plus, à un niveau cellulaire, nous retrouvons les mêmes modifications post-lésionnelles que celles observées chez le chat (production de cellules, modification dans l’inflammation et dans les marqueurs de l’excitabilité neuronale). La présente étude s’intéresse aux processus de compensation post-lésionnelle adultes présents après lésion vestibulaire et à l’effet anxiolytique de la bétahistine. L’étude de ces mécanismes dans les noyaux vestibulaires sera donc réalisée sur des rats adultes (10 à 13 semaines), afin de s'assurer d’être sorti de la période développementale. Pour un rat, la maturation des neurotransmetteurs et la densité synaptique est atteinte à plus de 8 semaines. De plus, en période développementale, un marqueur de l’excitabilité neuronale (co-transporteur membranaire) est moins exprimé qu'à l'âge adulte. Puisque nous étudions cet élément comme étant une des modifications post-lésionnelles, il est nécessaire d'avoir des rats adultes d'au moins 10 semaines pour tester nos différents composés et avoir une maturation complète du système nerveux central.

Opérées sous anesthésie pour une section définitive du nerf sciatique d'une patte arrière, 54 souris jeunes adultes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis mises à mort pour le prélèvement de leurs organes. L'équipe veut savoir si le stress oxydatif qui suit la dénervation altère la capacité de régénération des cellules souches du muscle. Le porteur juge les souris "peu invalidées par cette opération pour une vie en captivité", parce qu'elles sont "quadrupèdes et vivant à ras du sol", et estime l'étude "extrêmement rentable pour la société". Il présente la dénervation comme "définitive", puis prévoit de placer la nourriture à portée en raison de l'"absence temporaire de réactivité de la patte dénervée".

Objectifs

Le système nerveux contrôle de nombreuses fonctions dans l’organisme, l’une d’entre elles est la contraction musculaire. En effet, les motoneurones (i.e. neurones qui fonctionnent spécifiquement pour le mouvement) envoient un signal électrique, via leurs axones, qui se traduit en signal chimique au niveau de la jonction neuromusculaire. Ce signal induit la contraction musculaire. Une fibre musculaire est une cellule de forme cylindrique qui résulte, à l’état embryonnaire de l’organisme, de la fusion de nombreuses cellules pré-musculaires appelées myoblastes. La fibre musculaire est alors une cellule contenant de nombreux noyaux, chaque myoblaste ayant apporté son noyau. La fibre musculaire en elle-même ne se divise pas mais comprend sur sa périphérie quelques cellules souches pré-musculaires, dites cellules satellites, qui se divisent quand les fibres musculaires ont besoin d’être réparées ou de croître pour un gain de force. Quand les cellules satellites sont appelées à se diviser elles s’agrègent avec la fibre qui les portait, on parle dans ce cas d’accrétion. La fibre gagne ainsi de nouveaux noyaux avec pour conséquence un gain en molécules contractiles qui réparent la fibre en cas de blessure ou la rendent plus fortes si c’est pour répondre à des exercices intenses. Il a été décrit dans la littérature que suite à la dénervation, qui prive les muscles des signaux du nerf, les cellules musculaires subissent un fort dommage oxydatif. Nous avons récemment montré que le dommage oxydatif peut modifier, in vitro, les capacités régénératives des myoblastes, précurseur en différenciation des fibres musculaires. Les cellules satellites peuvent être isolées du muscle adulte et mises en culture dans des boîtes. Une fois en culture, leur statut biologique change et elles se mettent à proliférer en tant que myoblastes qui selon certaines conditions de culture peuvent fusionner et s’agréger pour donner des fibres musculaires immatures appelés myotubes. Ceci permet d’étudier plus facilement, que dans l’animale, leur biologie régénérative, sachant qu’avec un animal on obtient de nombreuses cellules permettant de faire de nombreux tests. Actuellement les conséquences du stress oxydatif lié à la dénervation sur les cellules satellites sont peu connues. Nos travaux sont destinés à comprendre si et comment l’activité régénérative des cellules satellites est altérée pendant le processus de dénervation.

Bénéfices attendus

Ce projet a deux volets qui ont un intérêt scientifique général : Tout d’abord nous allons évaluer comment le dommage oxydatif, qui suit une dénervation, va affecter les fibres musculaires et les cellules satellites. Nos résultats dans les cellules en culture nous laissent présager que ce dommage va impacter la capacité régénérative des cellules satellites et contribuer au processus d’atrophie musculaire post-dénervation. Une étude aussi complète de l’effet des dommages oxydatifs dans la problématique de la dénervation n’a jamais été effectuée. Quelques études montrent que le nombre de cellules satellites musculaires ne change pas après dénervation, néanmoins il n’y a aucune étude qui montre que leur capacité à fusionner ou à accomplir l’accrétion est la même. Cette investigation est d’autant plus importante car ses conclusions pourraient être applicables aux accidents de dénervation ou pincements des nerfs qui peuvent survenir chez l’humain. Il est important de connaitre les conséquences du dommage oxydatif induit par la dénervation pour pouvoir chercher des thérapies adaptées pour soulager la conséquente atrophie musculaire (détoxification des molécules oxydantes avec des traitements anti-oxydants, préconisations nutritionnelles). De plus, il est essentiel de vérifier si l’activité de régénération des cellules satellites est conservée après dénervation et comprendre comment la préserver pour limiter l’atrophie musculaire. Au vu des bénéfices attendus en termes scientifiques et médicaux et de l’impact limité sur les souris, nous estimons que cette étude sera extrêmement rentable pour la société.

Procédures

Chirurgie sous anesthésie chimique pour section du nerf. 54 souris seront traitées. La durée d'intervention par souris est d'environ 10 min.

Impact sur les animaux

La technique de dénervation définitive, par section du nerf sciatique présente l’avantage d’être une intervention chirurgicale modérément invasive si on l'a compare par exemple à une chirurgie abdominale. Les conséquences de la dénervation permettent une vie quasi-normale en captivité des animaux traités, la cage d’élevage comprenant de la litière adaptée ainsi qu’un enrichissement sous forme de petite cabane. La technique microchirurgicale de dénervation est effectuée avec le maximum de précautions pour limiter les douleurs post-opératoires des animaux (anesthésie générale et en local du nerf et administration d’antalgique en pré-opératoire et anti-inflammatoire en post-opératoire). La dénervation est effectuée sur l’une des pattes arrière de la souris et ne concerne pas tous les muscles, d’autres afférences nerveuses permettent à la souris de se relever ainsi que ses déplacements sans difficulté sur la litière de la cage. Il est par ailleurs à considérer que les souris étant quadrupèdes et vivant à ras du sol, elles sont par conséquent peu invalidées par cette opération pour une vie en captivité.

Devenir

Mise à mort pour prélèvements d’organes

Remplacement

Le recours à des souris est indispensable parce que la dénervation induit des modifications physiologiques sur l’ensemble du muscle qu’il est impossible de reproduire sur des cellules en culture. De plus, la mise en culture des cellules satellites modifie leur état de quiescence, ce qui peut modifier leur réponse au stress et aux dommages à l’ADN. En effet, la réparation de l’ADN n’est pas la même dans des cellules qui se divisent, des cellules qui ne se diviseront plus ou des cellules quiescentes qui ont toujours une possibilité de se diviser. Nous avons réalisé, en amont de ce projet, des tests préliminaires sur cellules en culture pour certaines mises au point de nos analyses (Immunofluorescence, colorations, traitement aux agents oxydants) permettant de ne recourir aux animaux que lorsque c’est absolument nécessaire.

Réduction

Dans la première phase du projet on prévoit un nombre minimum de 15 souris et un maximum de 18 souris : 5+1 par condition pour 3 temps post-dénervation. La robustesse de la procédure de dénervation et nos résultats préliminaires dans des myoblastes en culture nous ont amené à estimer que 5 souris par condition sera le juste nombre pour avoir des résultats statistiquement valables, une 6eme souris pourrait être utilisée si un problème de reproductibilité se présente. Dans la deuxième phase, on estime un nombre de 12 souris par temps post-dénervation les tests à réaliser demandant 6 souris pour la mesure de l’index de fusion qui correspond à la proportion de cellules comprenant deux noyaux sur l’ensemble de toutes les cellules et 6 souris pour le test d’accrétion qui mesure le nombre de cellules à plus de deux noyaux sur l’ensemble de toutes les cellules présentes. On estime que 5 souris par condition sera le juste nombre pour avoir des résultats statistiquement valables sur la base d’un test statistique dit non paramétrique de Wilcoxon, une 6eme souris pourrait être utilisée si un problème de reproductibilité se présente. Le nombre de souris utilisables dans cette phase sera donc compris entre 30 et 36. Par ailleurs des prélèvements effectués sur ces animaux (cœur, diaphragme, autres muscles, etc ...) seront également mis à profit pour des analyses nécessaires à d’autres projets au sein de notre équipe permettant de limiter le nombre d’animaux utilisés.

Raffinement

Grâce aux précautions prises pour l’anesthésie générale ainsi que les mesures médicamenteuses anti-douleur et anti-inflammatoires pratiquées en pré et post-opératoire, les souris traitées retrouvent très rapidement un comportement similaire à leurs congénères non traités. Les animaux sont ensuite surveillés quotidiennement pour détecter d’éventuels problèmes (apparence, comportement social, posture, perte de poids) et y remédier par des soins appropriés. Par ailleurs, pour faciliter l’alimentation des souris dénervées qui pourraient présenter une difficulté en raison de l’absence temporaire de réactivité de la patte dénervée, la nourriture sera placée de façon plus accessible dans la cage.

Choix des espèces

La souris est le modèle idéal pour cette analyse car les processus étudiés sont très conservés au cours de l’évolution en particulier chez les mammifères. Nous avons choisi le stade jeune adulte de 8 semaines pour notre étude car la croissance musculaire est terminée et les cellules satellites ne se divisent plus dans les conditions d’élevage pratiquées.

540 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Souris immunodéprimées, elles reçoivent une injection de cellules de mélanome dans l'oreille, un suivi par imagerie sous anesthésie une à deux fois par semaine pendant au moins six semaines, et parfois l'ablation chirurgicale de la tumeur, pour étudier la formation des métastases. Le porteur indique que la tumeur de l'oreille occasionne une gêne et que l'apparition de métastases est invalidante. Il affirme que le comportement tumoral ne peut être appréhendé que sur un animal vivant "entier" et que seule la souris immunodéprimée permet l'implantation de cellules humaines.

Objectifs

Le mélanome cutané est une tumeur maligne issue de la transformation des cellules responsables de la couleur de la peau appelées mélanocytes. Ces dix dernières années, le développement de nouvelles thérapies a permis d’augmenter la survie des patients. Cependant, ce cancer est parmi les plus agressifs du fait de sa forte capacité à produire des métastases (cellules disséminées formant des tumeurs secondaires dans d’autres organes) qui sont responsables de la majorité des échecs thérapeutiques et de la mort des patients. Nous avons pu identifier une liste de 21 gènes cibles potentiels pouvant jouer un rôle dans l’émergence des métastases. Nous avons ensuite confirmé et validé 10 cibles grâce à des expériences in vitro et des études sur des prélèvements de patients atteints de mélanomes. Nous souhaitons maintenant confirmer nos résultats en étudiant les effets des modifications d’expression de ces cibles validées sur la formation des métastases in vivo chez la souris. Nous avons choisi le modèle souris pour ce projet car seul un animal vivant, entier, peut permettre d’étudier dans leur globalité le développement des métastases du mélanome.

Bénéfices attendus

Ce projet devrait permettre de valider de nouvelle cible thérapeutique. Cela permet donc d’envisager de nouvelles perspectives thérapeutiques pour limiter la progression tumorale chez les patients ayant un mélanome avancé (stade 2 à 4) mais n’ayant pas de métastases détectables au moment de l’exérèse de la tumeur primaire. En effet, chez la plupart de ces patients, les métastases ne sont détectables que plusieurs années après la chirurgie. Outre les retombées médicales envisageables, ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu lors de la progression tumorale des mélanomes cutanés.

Procédures

Injection en sous-cutanée de cellules tumorales sous anesthésie locale, au niveau de l'oreille: une injection, durée 30 secondes. Séances d'imagerie sous anesthésie gazeuse, durée maximale 20 min, 1 à deux fois par semaine pendant au moins 6 semaines. Procédure chirurgicale d'ablation de la tumeur au niveau de l'oreille (si la tumeur atteint une taille trop importante avant l'appartion des métastases, qui sont l'objet d'étude du projet) sous anesthésie gazeuse, une seule fois, durée maximale 30 min.

Impact sur les animaux

La tumeur située dans l'oreille de la souris peut occasionner une gêne. L'apparition de métastases est invalidante et peut entrainer des contraintes

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure car ils développeront tous potentiellement des tumeurs et des métastases.

Remplacement

Les modèles cellulaires alternatifs in vitro, in silico ou ex vivo ne permettent pas d’appréhender le comportement tumoral dans toute sa complexité, en particulier les interactions avec le microenvironnement ou encore la réponse aux traitements impliquant souvent différents systèmes au sein de l’organisme (système vasculaire, endocrine…), l’utilisation des modèles appliqués in vivo reste indispensable. Seul un animal vivant, entier, peut permettre d’étudier dans leur globalité le développement des métastases du mélanome dans les organes distants. Nous avons cependant valider nos résultats par différentes techniques in vitro avant de passer à l'in vivo. Nous utiliserons des souris immunodéficientes qui permettent l'implantation de cellules humaines.

Réduction

Nous avons pu identifier une liste de 21 cibles potentielles d'un gène pouvant jouer un rôle dans l’émergence de métastases dans le mélanome (tumeur dermatologique très agressive et très courante), grâce à des expériences in vitro et des études sur des prélèvements de patients atteints de mélanomes, nous avons reduit ce nombre à 10 . Enfin, le nombre d'animaux a été réduit au minimum et déterminé grâce à une étude statistique permettant une interprétation précise et significative des résultats obtenu ainsi qu'en regroupant les expériences: un groupe témoins pour au moins 2 groupes d'intérêt. Les techniques d'injection des cellules ont été très standardisées pour assurer la reproductivité des résultats.

Raffinement

Pour respecter les exigences de raffinement, les animaux sont observés tous les jours par les membres responsables du projet, tout comportement anormal sera évalué selon la grille de score de douleur établie et les points limites seront strictement appliqués. De plus, les animaux sont observés et pesés deux à trois fois par semaine par les expérimentateurs confirmés responsables du projet. Si une perte de poids d'environ 10% par rapport au poids initial est observé, un aliment complémentaire riche et appétent sera ajouté dans la cage. Les souris seront anesthésiées (anesthésie locale ou générale, suivant les gestes)lors des différentes procédures.. Si un signe de douleur est observé (prostration, agressivité), un analgésique sera administré et un enrichissement supplémentaire ou différent sera ajouté dans la cage.

Choix des espèces

La souris immunodéficiente sélectionnée est la seule qui permet l'implantation de tumeurs humaines de mélanome avec une efficacité de prise de 70%. Vu la population de patients, les souris seront utilisées à maturité sexuelle, adultes.

167 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont vaccinés avec une souche atténuée puis infectés par des souches virulentes de peste porcine africaine, avec de nombreux prélèvements sanguins. Le porteur indique que les animaux non vaccinés développeront une fièvre marquée et les symptômes de la maladie, et qu'ils seront mis à mort dès l'atteinte d'un point limite comme une perte de poids de 20 % ou une température trop élevée. Il affirme qu'aucune méthode in vitro n'évalue la réponse du porc à l'infection et qu'il est "indispensable" de recourir à cette espèce cible.

Objectifs

Nous travaillons sur une souche atténuée de virus de la Peste Porcine Africaine (PPA) à potentiel vaccinal. Cette souche a été produite initialement sur des cellules prélevées sur des porcs. Dans l'objectif d'un développement industriel de ce candidat vaccin, le laboratoire a adapté la souche à se multiplier sur lignée cellulaire ; et a ainsi obtenu la souche"atténuée-lignée". Au cours d’une étude sur porcs Exempts d’organisme pathogènes spécifiques (EOPS), la souche atténuée-lignée a montré une très bonne sécurité et efficacité vaccinale. Les résultats de laboratoire ont également montré que la souche atténuée-lignée contenait un mélange de 3 virus atténués légèrement différents entre-eux. L'objectif du présent projet est dans un premier temps de séparer ces 3 virus atténués (par des travaux de laboratoire) et d’évaluer leur sécurité et leur efficacité vaccinale chez nos porcs EOPS. Par la suite, une fois le meilleur virus atténué choisi et multiplié, la sécurité et l’efficacité de la souche vaccinale pure seront évaluées vis-à-vis d’une souche de terrain de virus de la PPA, ceci chez des porcs d’élevage. Il sera vérifié finalement la stabilité de cette souche atténuée-lignée au cours de passages répétés chez ces animaux.

Bénéfices attendus

La peste porcine africaine est une maladie virale qui se caractérise par des signes cliniques tels qu’une perte d’appétit rapide et un abattement des porcs en lien avec une forte fièvre, ainsi que des hémorragies cutanées, diarrhées, etc., qui vont induire une forte mortalité chez les porcs domestiques comme chez les sangliers. Pour le moment, il n’existe pas de vaccin commercialisé contre la PPA. De ce fait, la gestion des foyers de PPA repose chez les porcs domestiques sur des mesures de restriction de mouvement des animaux et des abattages massifs. Chez les sangliers sauvages, la gestion des foyers est complexe et repose sur la mise en place de clôtures et de piégeages. D’un point de vue sociétal, ces mesures de gestion sont de plus en plus critiquées et la disponibilité d’un vaccin pourrait offrir une solution plus acceptable. Si les résultats de notre projet sont conformes aux attendus en termes de sécurité et d’efficacité vaccinale, la souche atténuée-lignée pourrait être utilisée à terme comme vaccin, à la fois chez les porcs domestiques (après vaccination intramusculaire), mais aussi chez le sanglier (vaccination par des appâts comestibles).

Procédures

Selon les groupes, les animaux seront soumis à une vaccination par voie intramusculaire (IM) ou bien oronasale (ON) puis à un challenge viral par voie IM ou ON. Les vaccinations / challenges par voie IM ou ON sont des actes rapides qui prennent moins d’une minute. Les animaux seront soumis à des prélèvements sanguins (selon les groupes de 2 à 13 prises de sang d’une durée d’1 à 2 miniutes chacune) répartis tout au long du suivi des animaux.

Impact sur les animaux

Suite à l’inoculation de la souche atténuée-lignée (par voie IM ou ON), les porcs pourraient présenter un court épisode de fièvre pendant lequel leur consommation alimentaire et leur croissance pourraient être diminuées. Chez les animaux non vaccinés, le challenge avec les souches virulentes de virus de la PPA devrait conduire à une fièvre marquée et des symptômes caractéristiques de la PPA. Pour éviter que les animaux souffrent ils seront mis à mort dès l’atteinte d’un des points limite.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure. Des prélèvements de tissus (pour recherche virologique) sont prévus à la fin de chaque procédure, la mise à mort des animaux est donc indispensable.

Remplacement

Aucune méthode in vitro d’évaluation directe de la réponse du porc à l’infection ou à la vaccination par le virus de la PPA n’est disponible

Réduction

Généralement, les lots de porcs vaccinés et les lots témoins seront constitués chacun de 6 animaux et les contrôles positifs (lots non-vaccinés et challengés) de 3 porcs. Si nécessité de mettre en évidence des différences plus fines entre les conditions expérimentales, l’effectif des groupes sera alors porté à 8 animaux par groupe. Ce nombre d’animaux a été déterminé de façon à pouvoir comparer statistiquement les résultats

Raffinement

Les animaux seront élevés en groupes stables au cours de toute la durée du projet. Ils seront alimentés à volonté et auront accès à discrétion à de l’eau. Le confort thermique des animaux sera assuré par des lampes chauffantes et des plaques de couchage dans les jours qui suivent le sevrage. Ils auront accès à des jouets. Après chaque prélèvement (réalisé sans anesthésie car non douloureux), une récompense type grenadine sera distribuée aux animaux. Une attention particulière sera apportée au suivi clinique de chaque animal au quotidien pendant toute la durée de la procédure expérimentale. En cas d’atteinte d’un des points limites suivants (score clinique >15/40, non réponse à des stimuli tactiles et visuels, perte de poids ≥ 20% sur une semaine, température supérieure à 41,8°C pendant plus de 48 h ou inférieure à 36°C pendant plus de 24 h), les animaux seront mis à mort par anesthésie profonde suivie d'une saignée.

Choix des espèces

Etant donné que seuls les porcins sont sensibles à l’infection par le virus de la PPA, il est indispensable d’avoir recours aux porcs pour cette étude (=espèce cible). Sur le terrain les porcs sont généralement vaccinés au moment du sevrage. Nous nous mettrons ici dans des conditions similaires en vaccinant les animaux à 4 semaines d’âge.