Procédures modérées

6 520 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Immunodéficientes et castrées chirurgicalement, elles reçoivent la greffe d'un fragment de tumeur humaine puis jusqu'à trois administrations quotidiennes, pour tester des traitements contre des cancers hormono-résistants du sein, de l'ovaire et de la prostate. Le porteur présente ces xénogreffes issues de patients comme "les seuls" modèles reconstituant la complexité des tumeurs humaines et affirme que ce travail sur animal "ne peut être remplacé". L'efficacité clinique des molécules testées reste hypothétique, l'objectif immédiat étant de les sélectionner avant un éventuel passage chez l'humain.

Objectifs

Le cancer représente la deuxième cause de mortalité dans les pays développés et de nombreux cancers sont connues pour être favorisé par certaines hormones, il s’agit principalement des cancers du sein et des ovaires chez la femme et de la prostate chez l’homme. Ces tumeurs hormonodépendantes, qui présentent des récepteurs hormonaux peuvent être traitées par hormonothérapie, cependant, ce traitement hormonal n'a qu'un effet transitoire, d'une durée variable, et bloque la prolifération du cancer sans le guérir. En dépit de l’amélioration constante de la prise en charge de ces patients, de nombreux progrès restent à faire et de nombreux travaux sont actuellement menés afin de mettre sur le marché de nouveaux traitements thérapeutiques anti-tumoraux visant ces tumeurs hormono-résistantes.

Bénéfices attendus

L’objectif de ce projet est de déterminer in vivo sur des animaux castrés porteurs de tumeurs hormonorésistantes, les propriétés anti-tumorales de traitements innovants (petite molécule et/ou biothérapie) afin d’identifier ceux potentiellement efficaces en clinique. L’évaluation de ces traitements innovants permettra de définir leur efficacité anti-tumorale ainsi que les informations nécessaires pour choisir leur posologie en vue de leur utilisation future en clinique. Ce projet se base sur l’utilisation de modèles de tumeurs humaines greffées sur souris castrées ou PDX pour Patient Derived tumor Xenografts. Ces modèles développés au cours des dernières années sont donc des souris castrées porteuses d’une tumeur humaine. Ce sont actuellement les seuls qui permettent de reconstituer sur animal la complexité des tumeurs humaines. Les résultats obtenus sur ces modèles permettent ainsi une réelle extrapolation en médecine humaine. Nous disposons actuellement d'une collection de 24 PDX différentes représentatives des tumeurs hormono-résistantes.

Procédures

Les animaux seront soumis à 2 procédures chirurgicales distinctes d’une durée de 30 minutes maximum par souris, toutes deux réalisées sous anesthésie générale : 1/ Implantation interscapulaire d'un fragment tumoral 2/ Castration chirurgicale par incision cutanée bilatérale inférieure à 1cm au niveau de l’aine pour les mâles ou au niveau des reins pour les femelles. Les animaux seront manipulés une à trois fois par semaine si leur état général ne nécessite pas une surveillance renforcée: les souris seront pesées minimum 1 fois par semaine et les tumeurs seront mesurées jusqu'à 3 fois par semaine en fonction de la croissance tumorale. Selon les traitements, les animaux recevront au maximum 3 administrations quotidiennes. Dans le cadre d'une meilleure connaissance des modèles, des prélèvements de sangs pourront être effectués, dans le respect des directives européennes.

Impact sur les animaux

Actes chirurgicaux d’implantation tumorale et de castration. Hypothermie au moment de l’anesthésie. Stress physique au moment des prélèvements sanguin.

Devenir

L'ensemble des animaux de ce projet étant porteur d'un fragment tumoral, à l'issue de chaque procédure tous les animaux seront euthanasiés. Leur réutilisation n'est pas possible compte tenu des procédures expérimentales que ces animaux ont subies (greffe de fragment tumoral, traitement par des molécules) qui pourraient avoir un impact négatif sur les résultats d'une autre étude.

Remplacement

Il est essentiel, avant toute administration à l’Homme, de valider le potentiel thérapeutique de chaque traitement innovant dans des modèles permettant d’étudier tous les paramètres observables, depuis l’administration jusqu’à l’élimination des composés administrés tout en prenant en compte les interactions possibles avec les cellules non-tumorales de l’organisme. Ces études in vivo constituent une des nombreuses étapes du développement préclinique d’un médicament mais ce travail sur animal ne peut être remplacé.

Réduction

Les modèles de PDX utilisés sont parfaitement maitrisés et permettent de n’utiliser que le nombre strictement nécessaire d’animaux pour obtenir des résultats pertinents. Les traitements retenus pour ce projet auront été sélectionnés au préalable lors d’études in vitro permettant la réduction du nombre de groupe à tester. Il sera, de plus, possible d’évaluer plusieurs traitements au sein d’une même étude, sur un même modèle tumoral (1 seul groupe contrôle pour plusieurs traitements différents) et ainsi réduire le nombre total d’animaux inclus dans le projet. Toujours d’après les résultats in vitro, seuls les traitements démontrant les meilleurs effets anticancéreux seront testés in vivo permettant au mieux de réduire le recours aux études in vivo aux traitements ayant le meilleur potentiel thérapeutique anticipé.

Raffinement

Nous utiliserons toutes les données compilées préalablement dans le cadre du développement préclinique du traitement à évaluer. Ceci permettra de prédéfinir les doses potentiellement efficaces et minimisant les effets secondaires. Nous pourrons ainsi raffiner l’étude en étant certain de travailler à des doses permettant d’évaluer l’efficacité des traitements et non leur toxicité, en minimisant ou supprimant tout effet secondaire indésirable pouvant masquer l’objet de l’étude. Les animaux seront acclimatés au moins 7 jours avant d’être greffés, puis seront greffés sous anesthésie avec un mélange d'anesthésique et de tranquillisant. Seuls les animaux présentant des tumeurs en croissance et inclus dans la phase de traitement seront castrés. Outre la surveillance quotidienne post-greffe et castration, les animaux seront surveillés au moins une fois par jour pendant le traitement afin de déceler et notifier rapidement tout signe de changement dans le comportement ou l’état de santé des animaux. En cas de modification du comportement normal ou de l’état de santé des animaux surveillés, des actions visant à prévenir douleur ou angoisse comme par exemple interruption du traitement seront appliquées. Le projet dont la durée sera de 5 années sera constitué de 40 études visant à évaluer différents traitements innovants sur différents modèles de PDX. Les études comprendront chacune 163 animaux au maximum, soit un total de 6520 animaux au maximum.

Choix des espèces

Différentes souches de souris toutes immunodéficientes, afin de ne pas rejeter les fragments tumoraux d’origine humaine, provenant d'éleveurs agréés, peuvent être utilisées dans le cadre du projet. Les animaux seront tous des souris adultes âgées de 5 à 13 semaines en fin de période d'acclimatation, afin d’optimiser la prise de greffe car le système immunitaire résiduel qui se développe avec l’âge peut empêcher les tumeurs de pousser. La majorité des études (90%) nécessitant une castration sera réalisée sur des souris mâles (modèles prostates).

480 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées pour altérer une voie de signalisation lipidique, elles alternent des régimes pauvres puis riches en sel, passent jusqu'à quatorze heures par semaine en cage métabolique et subissent des prélèvements de sang et d'urine ainsi que des mesures de pression, avant d'être mises à mort pour analyse des tissus. Le porteur indique qu'une perte de poids supérieure à 20 % déclenche la mise à mort anticipée par dislocation cervicale. Il affirme que l'étude d'une voie de signalisation dans un contexte d'"échanges cellulaires complexes" ne peut être menée in vitro et renvoie les retombées contre l'hypertension au long terme.

Objectifs

L'hypertension artérielle représente une des causes majeures de mortalité et de morbidité dans le monde ainsi qu’un problème majeur de santé publique. L'identification et la caractérisation physiopathologique qui l’entoure est donc importante afin de développer de nouvelles thérapies contre ces maladies. Des études génétiques et physiologiques effectuées chez l'homme ou le primate, ont démontré qu'une alimentation riche en sel représente le facteur de risque le plus répandu d'hypertension. Les mécanismes responsables de cette sensibilité au sel ne sont cependant toujours pas clairement identifiés. Des études récentes ont montré que la signalisation lipidique contribue à la régulation de la pression artérielle chez les souris nourries avec un régime alimentaire normal. Ce projet vise à déterminer si la signalisation lipidique est également impliquée dans la modulation de la pression artérielle en réponse aux modifications de l'apport alimentaire en sel. Le choix de l'espèce murine nous permet d’avoir conjointement accès à des animaux génétiquement modifiés tout en permettant de moduler les apports en sodium et étudier l'impact sur la pression artérielle. Nous allons générer des souris chez lesquelles la signalisation lipidique a été génétiquement altérée dans différents types de cellules et les nourrir avec des régimes riches ou faibles en sel. Cela nous permettra d'évaluer l’implication de la signalisation lipidique dans la modulation de la pression artérielle par le sel alimentaire. Ce projet nous permettra de faire varier les régimes sodés chez les souris mutantes et leurs témoins respectifs afin d’effectuer des analyses de la tension artérielle, des protéines et des électrolytes sanguins. Il nécessite 480 souris sur 5 ans et a été élaboré afin de respecter les règles éthiques des 3R : Les méthodes alternatives in vitro ne nous permettent pas de tester nos hypothèses et nécessitent l’utilisation d’un modèle animal. Nous utiliserons le nombre minimum d’animaux requis pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et atteindre l’objectif scientifique du projet. Afin de prévenir au maximum la souffrance et l’angoisse infligées aux animaux, les procédures se dérouleront avec une surveillance régulière. Enfin, des points limites ont été établis, entraînant la mise à mort anticipée de l’animal si nécessaire. A terme, les résultats de ce projet seront utiles pour le développement de nouvelles stratégies pour le traitement de l'hypertension.

Bénéfices attendus

A cour terme les resultats de cette étude permetrons d’évaluer le rôle de la signalisation lipidique dans la régulation de la pression artérielle chez la souris. A long terme, le nouvel aperçu physiopathologique fourni par les résultats de ce projet sera utile pour le développement de nouvelles stratégies pour le traitement de l'hypertension.

Procédures

Les souris seront soumises à différentes procédures tout au long de ce projet : Tous les animaux seront soumis à des changements de régimes alimentaires (pauvre en sodium pendant 3 semaines puis riche en sodium ou en potassium pendant 3 semaines). Des prélèvements d’urine de manière hebdomadaire sur 7 semaines (recueil en continu en cage métabolique, 14h par semaine). Des prélèvements de sang sous anesthésie gazeuse (3 fois sur 7 semaines, environ 5 minutes par souris). Tous les animaux subiront également des mesures de pression sanguine (3 séries sur 7 semaines, environ 10 minutes par souris).

Impact sur les animaux

Les animaux pourront subir un stress supplémentaire attenant au changement de régime alimentaire (3 semaines par régime), à la mesure de pression sanguine ainsi qu’à la mise en cage métabolique 14 heures par semaine durant les phases de régime pauvre ou riche en sel.

Devenir

Les animaux, après avoir subi le régime riche en sel seront mis à mort afin de permettre l’analyse de tissus prédéterminés pour analyses immuno histo chimiques.

Remplacement

L’utilisation d’animaux est nécessaire pour ce projet car nous évaluons l'impact de la perturbation des voies de signalisation dans des types cellulaires distincts dans un contexte où les autres types cellulaires de l'organisme restent inchangés. Dans ce contexte d’echanges cellulaires complexes, ces études ne peuvent donc pas être réalisées in vitro (mesure de la pression sanguine, modification de régime alimentaires, analyse de sang et d’urine).

Réduction

De nombreux paramètres de natures variées sont à prendre en compte dans cette étude (Pressions sanguines, taux de calcium et de potassium, numération sanguine, dosage de S1P sur plasma, immuno-histochimie) ce qui rend difficiles tout calculs statistiques concernant le nombre minimum d’animaux requis. Pour cela nous nous sommes basés sur les études reportées dans la littérature utilisant les mêmes approches expérimentales afin d’utiliser la même approche statistique. Afin de réduire le nombre total de souris nous soumettrons les groupes à 2 régimes différents avec une phase de récupération d’une semaine entre les 2 plutôt que d’utiliser un groupe pour chaque régime alimentaire.

Raffinement

Afin de prévenir au maximum la souffrance et l’angoisse infligée aux animaux, toutes les étapes de la procédure se dérouleront avec une surveillance quotidienne par le personnel de l’animalerie et tout comportement anormal sera renseigné à la personne en charge du protocole. Deux fois par semaine (avant et après la mise en cage métabolique), l’un des responsables ira observer et peser tous les animaux entrés dans la procédure et remplira la grille de score établie durant toute la durée de l’expérience : Le poid de référence sera celui relevé une semaine avant le passage en régime pauvre en sodium. - Variation du poid corporel : 0= Normal 1= Perte de poid inferieur à 10% 2= Perte de poid entre 10% et 20% 3= Perte de poid supérieur à 20% - Variation de l’aspect général : 0= Normal 1= Mauvais état du pelage 2= Position anormale (dos voûté, couché sur le côté) 3= difficultés respiratoires (sifflements, râle) - Blessures éventuelles : 0= Pas de blessure 1= Réduction de la mobilité, atrophie musculaire 2= Hémorragie, automutilation Tout animal ayant un score égal à 2 subira des soins adaptés (gelée nutritive, surveillance accrue, traitement des plaies). Tout score supérieur ou égal à 3 atteint pour l’un ou l’ensemble des critères ci-dessus par un animal entrainera la mise à mort de manière anticipée par dislocation cervicale par le personnel compétent. Pendant les phases de régimes salés (HSD) les souris seront dans des cages à double litière et double coton afin d’améliorer leur confort. Lors de la perfusion intra cardiaque les animaux seront mis sous anesthésie profonde par injection IP d’un mélange de 180 mg/kg Kétamine et 10 mg/kg Xylasine. Afin de prévenir une douleur éventuelle, ils seront également sous traitement d’analgésique lors de cette procédure (Buprénorphine, injection IP de 0,05 à 0,1 mg/kg).

Choix des espèces

Nous étudions les souris car elles se prêtent particulièrement à des manipulations génétiques. Par exemple : Les souris chimériques que nous avons créées, nous permettent d'aborder spécifiquement le rôle de S1P circulant dans le sang plutôt que S1P dans les tissus rénaux, chez la souris adulte. Par ailleurs, la physiologie de la souris est maintenant bien caractérisée et de nombreux tests ont été développés pour mesurer les paramètres cardio vasculaires, dans les meilleures conditions possibles et en réponse aux exigences de l'expérimentation animale. Nos études portent sur la régulation de la pression artérielle. Elles sont donc menées sur des animaux adultes (souris agées au minimum de 8 semaines).

40 truites arc-en-ciel vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Pendant vingt-huit jours, elles reçoivent une alimentation dosée à dix fois la limite réglementaire européenne en déoxynivalénol, une mycotoxine, pour dégrader leur paroi intestinale, avec marquage par transpondeur et prélèvements sanguins, avant d'être tuées pour prélever l'intestin. Le porteur décrit une perte de poids, un refus de s'alimenter et une inflammation de l'anus. Il indique que les tests in vitro sur cellules humaines ne suffisent pas et qu'il faut connaître le mode d'action de la toxine chez le poisson visé, en vue d'un additif alimentaire.

Objectifs

Le projet présenté ici a pour objectif de développer un modèle de dégradation de la paroi intestinale chez la truite arc-en-ciel en vue du développement d’un additif alimentaire comme stratégie de prévention aux mycotoxines retrouvées dans les régimes alimentaires de poissons. Les mycotoxines sont des métabolites secrétés par des moisissures.Elles sont produites par une large variété de denrées alimentaires avant, pendant et après la récolte. Lorsqu’elles sont présentes en trop grande quantité dans l'alimentation des animaux, une fois ingérées par l’animal, elles peuvent s'avérer toxiques, notamment chez les poissons d’élevage et peuvent entraîner des conséquences sur leur santé et leurs performances. Les effets des mycotoxines varient en fonction de leur nature, de leur concentration et des espèces contaminées. Leur particularité et leur danger tiennent aussi à une forte résistance à la chaleur, même après l'extrusion de l'aliment. Parmi toutes les mycotoxines, la déoxynivanélol, est celle la plus couramment trouvé représentant un facteur de stress « naturel » avec comme voie d’entrée le tractus digestif, son effet est difficilement décelable sans recours à des analyses spécifiques. Contrairement aux possibles utilisations de produits chimiques ou autres toxines pour induire le délabrement intestinal, la déoxynivalénol est une toxine qui est présente naturellement dans l’alimentation des poissons. Elle constitue donc un moyen pour développer le modèle de délabrement intestinal, tout en permettant de mieux appréhender son mode d’action qui sera utile et applicable aux actuels problèmes de l’industrie aquacole. Cependant, selon le groupe CONTAM de l’EFSA (Autorité Européenne de Sécurité des Aliments), les données disponibles sur la toxicité de la déoxynivalenol sont limitées pour les poissons d’élevage et aucun critère d'effet spécifique pour les effets aigus n'a été identifié. De plus, les données disponibles sont relatives aux effets sur les paramètres immunitaires, hépatiques ou neuroendocriniens mais pas sur les paramètres intestinaux. À la vue du peu de données disponibles, il a été choisi de doser la toxine dans des conditions permettant d’induire un plausible délabrement de la paroi intestinale soit à un niveau d’inclusion de 50 mg/kg d’aliment correspondant à 10 fois la dose règlementaire européenne mais aussi à une dose suffisante pour bien comprendre le mode d’action et détecter les effets au moyen des méthodes d'analyses sélectionnées.

Bénéfices attendus

Les résultats de ce projet à court terme permettront de comprendre le mode d’action de cette mycotoxine au niveau intestinal et contribueront ainsi à répondre aux problèmes actuels de l’industrie aquacole et aussi à développer un additif alimentaire correcteur chez la truite arc en ciel. Les résultats de ce projet aideront à revoir à la baisse le nombre d’animaux utilisés par traitement. En effet, à ce jour, aucune donnée n’est disponible sur l’effet de cette mycotoxine sur les paramètres étudiés chez la truite arc en ciel. Le fait de mieux connaitre les écarts types de nos paramètres d’intérêt permettra de raffiner les tests statistiques utilisés pour définir le nombre d’animaux nécessaires et suffisant pour répondre à l’hypothèse de l’étude. De plus, si une corrélation est faite entre les effets au niveau de l’intestin et le niveau de biomarqueurs ciblant la santé intestinale au niveau sanguin, un seul et même animal pourrait être utilisé pour évaluer l’effet aigu et chronique de la mycotoxine (cinétique sanguine) dans une prochaine étude pilote d’évaluation de l’effet d’un additif correcteur, diminuant au moins de moitié le nombre d’animaux utilisés.

Procédures

Les animaux seront soumis à la procédure pour une durée de 28 jours. Chaque poisson anesthésié sera identifié une fois au début de la procédure par un transpondeur placé dans le muscle du dos. La moitié des animaux (soit 20 poissons) seront soumis à un prélèvement sanguin à jour 7 et l’autre moitié à la fin de l’étude (J28). A chaque temps (J7 et J28), un volume sanguin de 4 ml nécessaire et suffisant, pour analyser la concentration plasmatique des mycotoxines et des biomarqueurs, est prélevé en une seule fois sur chaque poisson anesthésié. Pour chaque prise de sang, le temps ne dépassera pas 1 minute. A la fin de la prise de sang, les poissons sont euthanasiés (procédure sans réveil) pour le prélèvement des contenus et des tissus intestinaux.

Impact sur les animaux

Perte de poids, diminution du facteur K (coefficient révélant l'état physiologique des poissons en terme de poids, de longueur, relation taille-poids), refus de s’alimenter, inflammation de l’anus.

Devenir

Tous les animaux entrant dans la procédure expérimentale seront mis à mort à la fin de la procédure afin de réaliser des prélèvements biologiques tels que les intestins et les contenus intestinaux.

Remplacement

Des alternatives non animales, réalisées in vitro ont démontré l’effet néfaste et cytotoxique de la déoxynivalenol sur des lignées cellulaires intestinales humaines. Ces méthodes confirment l’effet délétère de la mycotoxine, la déoxynivalenol. Cependant, le développement d’un additif alimentaire correcteur implique de connaitre le mode d’action de la mycotoxine chez l’animal auquel il est destiné. La procédure expérimentale utilisant des animaux vivants, est, sur la base des connaissances acquise in vitro, nécessaire pour comprendre et évaluer l’effet de la mycotoxine au niveau de l’intestin de la truite arc en ciel spécifiquement.

Réduction

Les alternatives non animales décrites dans la littérature sur l’effet de la déoxynivalenol chez la truite arc en ciel ont ciblés des paramètres immunitaires, hépatiques ou neuroendocriniens mais pas intestinaux. Une seule étude a montré l’impact de la déoxynivalénol ajoutée à 5.5 mg/kg sur l’intégrité intestinale chez le saumon. Sur la base des résultats rapportés dans cette étude, un test statistique de référence a permis de réduire le nombre d'animaux par groupe à 10 sans affecter l'effet attendu. Ainsi, 2 groupes d’animaux seront considérés avec 2 temps de prélèvements (7 j post traitement avec la mycotoxine et 28 jours post traitement). Pour chaque temps de prélèvement, 10 animaux par groupe seront utilisés et prélevés afin de pouvoir bien évaluer les paramètres d’intérêt de ce projet.

Raffinement

Avant toute manipulation (pesée ou prélèvement) au cours d’une étude, les truites arc en ciel sont sédatées puis anesthésiées à. Utilisation d'un anesthésique local par voie intramusculaire une fois l'animal marqué afin de réduire la douleur après le marquage. La capture et le stress dus à la sortie des bassins pour la pesée individuelle des animaux et pour le marquage au-dessus de la ligne media et les prises de sang (approche ventrale) sont réduits par une manipulation délicate des animaux par les applicateurs, un séchage modéré des poissons, le port de gants, l’utilisation d’un mousse humide pour poser l’animal sur le support de contention et d’un point de pression sur le site de prélèvement comme décrit dans le procédure interne « Geste technique sur animaux vivants : prises de sang » qui définit le volume limite de prélèvement sanguin et les périodes de récupération nécessaires. Les conditions d’hébergement des animaux sont définies de telle sorte que la densité des animaux par bassin (

Choix des espèces

Les additifs alimentaires susceptibles d’être développés afin d’atténuer les effets des toxines, sont destinés à être incorporés dans les aliments destinés aux poissons d’eau froide. Il peut s’agir de la truite qui fait partie de la famille des salmonidés, utilisée comme modèle pour les poissons d’eau froide car il est taxonomiquement proche du saumon, et également un animal plus résistant aux conditions d'élevage, avec un taux de croissance plus élevé. Truites jeunes/adultes pesant entre 550 et 650 grammes. Cette taille de poisson est nécessaire pour pouvoir effectuer les échantillonnages de tissus et les prélèvements de sang demandés par l’étude

2 800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection sous-cutanée de cellules cancéreuses puis des chimiothérapies et immunothérapies répétées, la tumeur pouvant gêner leurs déplacements, avant d'être tuées quand elle dépasse un seuil ou pour prélèvement. Le porteur fixe des points limites, perte de poids supérieure à 20 %, léthargie ou ulcération de la tumeur, déclenchant la mise à mort. Il présente l'organisme vivant comme le seul cadre "prédictif" pour évaluer des combinaisons thérapeutiques en oncologie.

Objectifs

Le but du projet est d’évaluer le rôle de CXCL10 (une chimiokine permettant le recrutement des lymphocytes T CD8) sur l’efficacité antitumorale d’une immunothérapie (anti-PD-1), des chimiothérapies ou d’une association des deux thérapies utilisées en clinique, dans différents modèles de cancers chez la souris. Nous étudierons également les infiltrats immunitaires dans les tumeurs. Ainsi nous pourrons 1) évaluer l’efficacité des traitements en présence ou non de CXCL10 et 2) déterminer si certaines cellules immunitaires voient leur nombre et leur activité modifiée en fonction du traitement. Cette étude nous permettra également de comprendre les mécanismes de résistance aux traitements actuellement utilisés en clinique.

Bénéfices attendus

En 2018, les cancers du côlon du pancréas et du poumon font partie des cancers les plus fréquents avec le cancer de la prostate et du sein. Ces 3 types de cancers représentent les cancers causant le plus de décès. Actuellement, le traitement des cancers colorectaux, du pancréas et du poumon repose sur l’utilisation de chimiothérapies. Bien que ces chimiothérapies aient un effet antitumoral avéré, elles ne conduisent pas systématiquement à une rémission totale du patient, en particulier dans les cas de cancers avancés. Il a été montré que le système immunitaire jouait un rôle important dans la réponse aux traitements par chimiothérapie. En effet, l’activation de certaines cellules immunitaires pourra favoriser la réponse des patients au traitement, alors que leur blocage conduira à son inefficacité. Ainsi, l’immunothérapie a été associée à la chimiothérapie afin d’augmenter son efficacité dans de nombreux cancers. Cependant, cette association n’est pas efficace pour le cancer du pancréas et pour certains cancers colorectaux. Il apparait donc important d’étudier les mécanismes responsables de cette résistance. Le but de ce projet est d’évaluer le rôle de CXCL10, une chimiokine impliquée dans le recrutement des lymphocytes T CD8 cytotoxiques, sur l’efficacité anti-tumorale de l’immunothérapie ou de la chimiothérapie ou d’une association des deux thérapies, utilisées en clinique dans différents modèles de cancers murins. Dans ce projet, nous évaluerons l’efficacité des traitements sur la croissance tumorale. Etant donné que certaines cellules du système immunitaire peuvent contribuer à l’élimination des cancers, nous étudierons leur présence et leur état d’activation au niveau des tumeurs, chez les souris traitées ou non par l’immunothérapie et/ou la chimio-immunothérapie (immunomonitoring, Nanostring). L’intérêt de ce travail est donc de mieux comprendre les mécanismes immunologiques associés aux tumeurs et de rechercher des moyens de potentialiser l’immunothérapie, la chimiothérapie et/ou la chimio-immunothérapie, jusqu’alors peu efficaces dans le traitement du cancer.

Procédures

- Injection par voie sous-cutanée de cellules cancéreuses murines : - Geste réalisé sous anesthésie générale gazeuse - Une seule injection par animal - Durée 5 minutes - Nombre de souris : 2800 - Traitements par chimiothérapie par voie intrapéritonéale : - Geste réalisé sur animal vigil - Une seule injection par animal - Durée 1 minute - Nombre de souris : 2400 - Traitements par immunothérapie par voie intrapéritonéale : - Geste réalisé sur animal vigil - Une injection trois fois par semaine pendant 3 semaines par animal - Durée 1 minute - Nombre de souris : 2400

Impact sur les animaux

L’injection de cellules tumorales en sous-cutané génère une masse tumorale au niveau du flanc droit pouvant gêner la liberté de mouvement de l’animal. On note que lorsque le volume tumoral est supérieur à 2000 mm3 (~300mm2), ou que la tumeur parait gêner le déplacement de la souris celle-ci sera sacrifiée. Une altération de l’état général est possible, du fait de la pathologie cancéreuse induite. Donc surveillance régulière du poids, posture douloureuse, léthargie, absence de toilettage… Si un point limite est atteint, la souris sera sacrifiée. D’éventuels effets secondaires des traitements anti-cancéreux sont possibles : les chimiothérapies et immunothérapies utilisées ont déjà fait l’objet de recherches sur l’animal, il n’est pas attendu d’effet secondaire important. Surveillance régulière de l’état général et des points limites.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure, soit parce que la taille de la tumeur dépassera 2000mm3, soit parce que les tumeurs seront prélevées pour les tests biologiques.

Remplacement

Le cancer est une maladie complexe impliquant des mécanismes de contrôle et des interactions possibles seulement dans un organisme vivant. En effet, la recherche a permis de comprendre l’importance de l’environnement dans lequel le cancer se développe et les multiples interactions avec le système immunitaire, le stroma tumoral, le système vasculaire et le métabolisme. En conséquence, pour être prédictifs, l’évaluation de l’efficacité ou de l’échec de nouvelles combinaisons thérapeutiques en oncologie doit être réalisée sur les organismes vivants. Nous réalisons à ces fins des études translationnelles sur des modèles d‘animaux greffés avec des cellules tumorales.

Réduction

Les expériences ne seront réalisées que deux fois ce qui permet donc de réduire le nombre d’animaux de l’étude. Le nombre de souris par groupe a été estimé en utilisant un test bilatéral et en considérant qu’un traitement sera efficace s’il modifie la moyenne des valeurs de 20% avec une différence significative (test de Student). Si l’un des modèles ne donne pas les résultats escomptés (absence de recrutement de lymphocytes CD8 dans les tumeurs surexprimant CXCL10 visualisé par immunomonitoring dans la partie I) ou s’il s’avère que les points limites sont atteints prématurément, celui-ci sera abandonné dès la partie I.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans des conditions qui répondent à leurs besoins (groupes, environnement enrichi) et seront habitués aux techniques de préhension. Les animaux sont suivis au minimum 3 fois par semaine par des techniciens responsables d’études. Une anesthésie générale gazeuse sera réalisée avant chaque greffe. Points limites : - perte de poids dépassant 20% par rapport au poids maximum enregistré : arrêt des traitements ; si persistance au-delà de 24h, mise à mort de l’animal ; - posture ou autre expression de la douleur : arrêt des traitements ; si persistance au-delà de 24h, mise à mort de l’animal ; - absence de toilettage : arrêt des traitements et surveillance de l’apparition d’autres points limites ; - léthargie, immobilité : si persistance au-delà de 24h, mise à mort de l’animal ; - une mauvaise cicatrisation ou une ouverture des sutures : mise à mort de l’animal. - Points limites spécifiques à la présence de tumeurs et dont l’atteinte entrainera l’euthanasie des animaux : - volume tumoral supérieur à 2000 mm3 (300mm2) ; - tumeurs gênant les fonctions vitales et motrices ; - ulcération ou nécroses de la tumeur sous-cutanée supérieure à 20% de la surface totale de la tumeur ; - difficultés respiratoires. Le projet se déroule en 3 parties. L’absence de faisabilité (points limites atteints) ou de résultats (absence de recrutement de CD8 dans les tumeurs surexprimant CXCL10) conduira à l’arrêt de certains modèles.

Choix des espèces

Les souris présentent des caractéristiques physiologiques qui permettent une variété de techniques d’administration et de prélèvement présentant des analogies avec ce qui est réalisé en recherche clinique sur l’homme. Diverses souches de souris immunocompétentes sont disponibles pour l’établissement de modèles tumoraux syngéniques, indispensables à la recherche préclinique en immuno-oncologie. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (entre 8 et 12 semaines d’âge) pour la mise en œuvre de modèles expérimentaux stables et reproductibles avec des animaux possédant un système immunitaire mature et un poids corporel > 20g.

3 000 souris, rats et lapins vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une sécheresse oculaire est provoquée par un dysfonctionnement des glandes de Meibomius, avec administrations souvent quotidiennes de produits par gouttes, injections ou voie intraconjonctivale, entraînant picotements, brûlures, rougeurs et gonflements des paupières, avant mise à mort pour des analyses ex vivo. Le porteur présente les examens comme non invasifs et proches de ceux pratiqués en cabinet. Il affirme qu'aucune méthode alternative ne mime l'œil "dans sa globalité" et retient trois espèces pour couvrir leurs particularités anatomiques.

Objectifs

L'objectif de ce projet est de proposer des modèles expérimentaux de sécheresse oculaire chez le rat, la souris et le lapin afin de tester l'efficacité de nouveaux traitements. L’œil sec est une maladie multifactorielle des larmes et de la surface oculaire, plus fréquente chez les femmes et les personnes âgées. Elle concerne 5 à 35% de la population. Les manifestations cliniques sont variées et impactent considérablement la qualité de vie des patients. Les modèles de sécheresse oculaire chez les rongeurs et le lapin sont relativement bien décrits dans la littérature. Les dysfonctionnements des glandes de Meibomius (DGM ou MGD) sont des troubles chroniques répandus affectant la santé et le bien-être de millions de personnes dans le monde. Ces dysfonctionnements constituent une anomalie chronique et diffuse des glandes de Meibomius, caractérisée, en principe, par une obstruction des canaux excréteurs et/ou des modifications qualitatives/ quantitatives des secrétions glandulaires, dont les conséquences potentielles sont : Altérations du film lacrymal, symptômes d’irritation oculaire, inflammation clinique, maladie de la surface oculaire. Les DGM sont classifiés selon deux grandes catégories, en fonction des sécrétions meibomiennes : hypoexcrétion (la cause la plus fréquente du DGM) et hyperexcrétion. En conclusion, les DGM peuvent provoquer des altérations du film lacrymal, des symptômes d’irritation, d’inflammation et de sécheresse oculaires. C’est de loin la première cause de sécheresse dite « évaporative ».

Bénéfices attendus

Le bénéfice attendu du projet est de proposer des modèles expérimentaux qui permettront d'évaluer l'efficacité de nouveaux traitements. La recherche de traitements est en constante évolution et nécessite de pouvoir les tester dans les meilleures conditions possibles et dans le plus grand respect du bien-être animal.

Procédures

Les procédures expérimentales nécessitent l'administration, le plus souvent quotidienne, de différents produits par instillations (gouttes oculaires), par voie intramusculaire, intrapéritonéale, intraconjonctivale. Ces procédures ne durent que quelques secondes. Les examens ophtalmologiques se feront à l'aide de techniques non invasives (imagerie, observations au biomicroscope). Ces examens sont réalisés chez l’homme en cabinet médical par un ophtalmologiste sans anesthésie et sans hospitalisation. Ils le sont également chez l’animal en clinique vétérinaire. Ces examens pourront se faire pour une partie sur animaux vigiles, sous anesthésie locale ou sous anesthésie légère. Leurs durées sont réduites au maximum pour le bien-être de l'animal. Ces examens ne durent que quelques secondes pour la plupart, 5 minutes environ pour le plus long.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sur les animaux sont essentiellement celles observées dans la maladie à savoir des picotements, des démangeaisons, des sensations de brûlure, des rougeurs palpébrales, des gonflements des paupières. Toutes ces manifestations sont imputables à la composante inflammatoire de la maladie. L'administration des produits devrait engendrer tout au plus une gêne transitoire de courte durée et éventuellement une hyperémie des conjonctives comme on peut le constater chez l’homme.

Devenir

A l'issue de chaque procédure, tous les animaux seront mis à mort pour permettre des réalisés les évaluations ex vivo (évaluations histologiques sur tissus, dosages de produits...).

Remplacement

L’œil est un organe complexe. Il est composé de plusieurs tissus anatomiquement et physiologiquement très différents. Il est de plus soumis à d'importantes variations environnementales mécaniques et physicochimiques, ainsi qu'à d’importantes interactions biologiques avec les tissus et organes voisins. A ce jour, aucune méthode alternative ne permet de mimer l’œil dans sa globalité fonctionnelle et environnementale. C'est pour cela que l’utilisation d’animaux vivants dans ces procédures expérimentales sont nécessaires pour atteindre les objectifs de ce projet.

Réduction

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

Raffinement

Un suivi quotidien des animaux sera effectué afin de minimiser au maximum l’impact des procédures sur leur bien-être. Les rongeurs seront placés en groupe dans des cages d’hébergement contenant nourriture et boisson ad libitum et enrichissement à ronger et un abri. Les lapins seront placés individuellement ou par deux dans des cages avec boisson ad libitum, nourriture et enrichissement à ronger. Les examens non invasifs choisis pour évaluer les signes cliniques de la maladie sont semblables à ceux pratiqués chez l'homme en cabinet ophtalmologique ou chez l’animal en cabinet vétérinaire. Les examens de l'œil qui requièrent l’immobilité de l'animal pourront être réalisés pour son confort sous anesthésie. Des points limites adaptés, suffisamment prédictifs et précoces permettent de limiter une éventuelle douleur à son minimum. Ce projet a été soumis pour évaluation à un comité d’éthique et sera suivi par la structure en charge du bien-être animal de l'établissement.

Choix des espèces

Les espèces animales choisies ont une physiologie, une anatomie et un métabolisme largement décrits dans la bibliographie scientifique. L’extrapolation à l’homme des effets sur l’œil en est d’autant plus facilitée. De plus, les modèles expérimentaux concernant cette pathologie sont largement utilisés et décrits sur ces espèces dont les publications de référence sur laquelle le projet est basé. Pour ce projet, des souris, des rats et des lapins ont été retenus pour tenir compte des particularités anatomiques et physiologiques de chaque espèce afin d’augmenter les chances de mener ce projet à terme. Les animaux utilisés seront de jeunes adultes à leur arrivée dans notre animalerie. Les lapins inclus dans ce projet auront 8 à 12 semaines et les rongeurs 6 à 12 semaines conformément aux publications de référence qui servent de base aux modèles et qui correspond à la maturité visuelle chez ces animaux. Ils observeront ensuite une période d’acclimatation de 3 jours minimum avant leur entrée dans les procédures expérimentales.

48 porcs vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacun subissant deux interventions chirurgicales sous anesthésie et un prélèvement de 30 ml de sang. Une matrice trachéale décellularisée est implantée dans un muscle pour tester sa vascularisation, avec ou sans immunosuppresseur, en vue d'un futur remplacement de trachée chez l'enfant. Le porteur indique que tous seront tués à l'issue de la seconde intervention pour prélever la matrice, tout en évoquant par ailleurs un possible retour à la ferme pour une partie des animaux. Il présente le recours à l'animal comme "indispensable" avant des essais cliniques, le porc ayant une trachée proche de celle de l'homme.

Objectifs

Chez l’enfant, plusieurs pathologies trachéales congénitales en échec de traitement pourraient bénéficier d’un remplacement trachéal. A ce jour, il n’existe pas de stratégie consensuelle. La technique de décellularisation par ingénierie tissulaire est une stratégie prometteuse : l’élimination des cellules, de leur matériel génétique et de leurs antigènes permet d’obtenir une biocompatibilité accrue avec un risque de rejet faible ; d’autre part, le respect des propriétés biochimiques et biomécaniques de la matrice extracellulaire garantit les capacités de biointégration, limite les risques de malacie cartilagineuse et évite la pose d’un stent prolongé. Nous avons fait le choix de la décellularisation et avons développé une technique fiable et reproductible d’obtention d’une matrice trachéale décellularisée. La première phase du remplacement trachéal est une étape préliminaire de maturation. Elle consiste à implanter la matrice dans un muscle afin d’obtenir une vascularisation adéquate pour assurer la survie du greffon. La néovascularisation induite permet la biointégration et la colonisation cellulaire ; en contrepartie, elle expose également la matrice extra-cellulaire a des phénomènes immunitaires de réaction à corps étranger. Cette réponse non spécifique peut induire une biodégradation rapide et/ou fibrose et sténose. Pour cette raison, l’utilisation d’un traitement immunosuppresseur provisoire durant la phase de maturation pourrait être bénéfique, a fortiori chez l’enfant, chez qui les indications de remplacement sont exceptionnellement tumorales. Ce projet a pour objectif principal de comparer, avec et sans traitement immunosuppresseur, la biointégration d’un substitut trachéal lors de la phase de maturation de la matrice. L’objectif secondaire de ce projet est d’évaluer la durée minimale de maturation pour obtenir une néovascularisation efficace.

Bénéfices attendus

En plus des résultats cliniques, mitigés, déjà publiés, l’une des raisons empêchant un passage en clinique des biomatériaux pour un remplacement trachéal est l’absence d’étude rigoureuse préclinique, dans un modèle animal représentatif de l’anatomie humaine. Ce projet est la première étude systématique de biointégration de MTD dans un modèle porcin. Les bénéfices à court terme seront (1) la connaissance des mécanismes immunologiques en jeu dans la biointégration d’un tissu décellularisé, (2) la détermination de la durée adéqutae de préparation de la matrice à l’implantation afin d’obtenir une vascularisation efficace, (3) l’étude de l’efficacité et la pertinence d’un traitement immunosuppresseur dans un modèle porcin. Les bénéfices à long terme de cette étude seront la preuve de concept de la bio-intégration d’une matrice décellularisée et le passage en clinique pour des remplacements trachéaux. De plus, des résultats positifs permettront d’élargir les indications aux sténoses trachéales courtes. L’interposition d’un tissu biocompatible pourrait être une aide chirurgicale pour limiter les tensions des sutures et les sténoses secondaires. Enfin, le recours à un tissu biocompatible pour d’autres indications de chirurgie des voies aériennes pourrait être possible, notamment pour les chirurgies de sténose du larynx.

Procédures

24 porcs auront deux interventions chirurgicales sous anesthésie générale. La première intervention dure 60 minutes. La deuxième dure 45 minutes. Un prélèvement sanguin de 30 mL sera réalisé lors de chaque anesthésie générale. Les interventions auront lieu sur une période de 15 jours à 60 jours, en fonction des sous-groupes.

Impact sur les animaux

La première intervention peut être génératrice de stress et de douleur modérée dont la durée prévisible est de 3 à 4 jours. L’infection du site opératoire est une complication potentielle. Le prélèvement du muscle sterno-céphalique peut entrainer des douleurs modérées à la mobilisation de la tête. Il n’y pas de trouble de déglutition attendu. La perte de poids, sauf cause infectieuse, n’est pas attendue. Pour les animaux qui auront un traitement par immunosuppresseurs, la susceptibilité aux infections est augmentée durant toute la durée du traitement.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de la deuxième intervention pour prélèvement de la matrice trachéale implantée, et pour le prélèvement de la trachée native.

Remplacement

Le remplacement n’est pas possible car l’étude porte sur la bio-intégration d’un substitut au sein d’un organisme vivant complexe (avec une anatomie proche de celle de l’homme). Il n’y a ni modèle in vitro ni modèle in silico. Par ailleurs, cette étude n’a pas été rapportée par une autre équipe à ce jour. Le recours à l'expérimentation animale est indispensable pour ce projet avant la réalisation d’essais cliniques chez l’homme.

Réduction

Nous avons déjà débuté les procédures chirurgicales d’implantation sterno-céphalique (Procédure 1) sur des porcs mis à mort dans d’autres expérimentations animales. Ces chirurgies préliminaires nous permettent d’affiner et de perfectionner les techniques chirurgicales au prélable. Cette stratégie nous permet de ne pas créer de sous-groupe d’étude préliminaire. Le nombre total d’animaux a été calculé en respectant les critères pour une analyse statistique non paramétrique par échantillons appariés. Pour des analyses significatives comparatives, le nombre de 4 animaux dans chaque bras (avec ou sans traitement) pour chaque durée de maturation (J15, J30 ou J60) a été défini a priori, soit 24 animaux au total. Le critère d'évaluation principal est l’activité inflammatoire au sein de la MTD. Les paramètres étudiés seront : la nécrose du muscle sterno-céphalique, la dégradation de la MTD, la présence de trous au sein de la MTD, la réduction de calibre, la quantité d’anticorps antiHLA, la quantité d’ADN circulant, l’infilitration cellulaire et sa caractérisation, les taux plasmatiques de cellules inflammatoires et le taux de cytokines. Lors de l’explantation de la MTD maturée, la trachée native réséquée est prélevée pour des études histologiques, immunologiques et biomécaniques. Les prélèvements non utilisés seront cryopréservés ou fixés pour une possibilité d’étude rétrospective sans recourir à de nouvelles expérimentations animales. Enfin lors de la mise à mort, sur le principe de la mutualisation des prélèvements, d’autres tissus du porc pourront également être mis à disposition de nos collaborateurs dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés, de manière globale, en expérimentation animale.

Raffinement

La méthodologie utilisée nous permettra d’assurer l’absence de souffrance inutile et le bien-être des animaux. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum; le milieu est enrichi). Le vétérinaire référent du Laboratoire passera une fois par semaine voir les animaux ainsi qu’à la demande des zootechniciens si besoin. Durant les périodes post-opératoires immédiates, le suivi des animaux est quotidien à l’aide d’une grille de suivi des points limites définis a priori (alimentation, perte de poids, dyspnée, douleur). Les animaux auront un traitement antalgique adapté. Afin d’éviter une surinfection de la zone de greffe, une antibioprophylaxie systématique sera administrée. En cas de signes externes de souffrance (perte de poids, cachexie, prostration, fièvre) ou de dyspnée persistante pendant plus de 24h, les animaux seront mis à mort pour raisons humanitaires. Pour les porcs qui seront mis à mort à 60 jours, un retour à la ferme sera envisagé.

Choix des espèces

Parmi les différents modèles animaux envisageables (rongeurs, lapins, chèvre, mouton, porc), le porc a une trachée dont les caractéristiques anatomiques et biomécaniques se rapprochent le plus de celle de l’homme. De plus, des modèles de porcs bénéficiant de remplacement trachéal par aorte cryopréservée ou par substitut trachéal ont déjà été étudiés et publiés. Enfin, les mécanismes immunologiques porcins ont été bien décrits. Cette connaissance établie facilitera notre analyse de la réaction inflammatoire potentielle sur le site de greffe, avec ou sans traitement immunosuppresseur. Animaux mâtures sexuellement pour limiter la croissance des tissus, plus intense chez chez les animaux en croissance (juvéniles). L'âge est relativement secondaire en revanche nous visons des animaux dont le poids est stabilisé entre 45 et 60 kg. Cette stabilité (relative) du poids est habituellement atteinte entre 12 et 18 mois.

48 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent pendant quatre semaines des instillations intra-trachéales d'un agent pro-inflammatoire sous anesthésie et, pour certains, une exposition continue à un air appauvri en oxygène simulant 4 300 à 5 000 mètres d'altitude, avant d'être tués par exsanguination pour prélever cœur et muscles. Le porteur décrit une baisse transitoire de prise alimentaire et d'activité, sans douleur attendue selon lui. Il affirme que ce dialogue entre organes ne peut s'étudier que sur "l'organisme entier" et retient le rat pour la quantité de muscle qu'il fournit.

Objectifs

Le tissu musculaire squelettique est doté d'une plasticité particulièrement sollicitée en réponse à des contraintes comme l'entraînement, la réhabilitation, la nutrition ou l'environnement permettant une amélioration de la performance sportive mais aussi de la santé au sens large. De nombreux travaux montrent une corrélation entre la masse musculaire et la survie des individus âgés, qu'ils soient en bonne santé ou porteurs de pathologies chroniques. Ainsi, dans les pathologies chroniques, le maintien voire l'amélioration de la masse et de la fonction musculaires sont considérés comme des outils de santé, justifiant le recours à la réhabilitation par l'activité physique. Cependant, que ce soit dans le cadre de l'optimisation de la performance ou dans la prise en charge des patients, on note une fraction non négligeable de personnes ne répondant pas ou pas bien à de tels programmes qui peut aller jusqu'à 30% dans le cas de la maladie respiratoire chronique. Cette non-réponse est encore mal expliquée. A côté des mécanismes classiques de régulation de gènes d'intérêt dont l'expression peut varier fortement avec l'exercice, l'hypothèse d'un rôle significatif du micro-environnement musculaire sur le contrôle de ces adaptations, s'appuyant sur l'existence de régulations d'ordre épigénétique, semble privilégiée, que ce soit chez le sportif de haut niveau ou chez le patient. Ces modifications pourraient conduire à des difficultés à activer les voies de signalisation classiques contrôlant la masse musculaire (protéosynthèse, protéolyse) selon des critères qui restent à préciser (prédisposition, mode de vie, environnement, niveau d'activité physique). Ces critères agiraient via des modifications épigénétiques sur le développement musculaire et en particulier sur les limitations des capacités hypertrophiques du muscle en présence d'hypoxie et d'inflammation. Il convient maintenant de disséquer les mécanismes qui pourraient être à l'origine de ces réponses différentielles. Dans le cadre de la maladie respiratoire, ces échecs pourraient être liés à des modifications de la chromatine (ADN+histones) qui contrôleraient négativement la régulation de la masse musculaire mais dont on ne sait pas comment elle obéit au stress hypoxique et/ou inflammatoire associé. Notre objectif est de déterminer ces modifications pour ensuite proposer des solutions de contournement pour rendre plus efficace la réponse du tissu musculaire des patients au réentrainement à l'effort.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à déterminer la signature épigénétique du tissu musculaire ainsi que ses signaux de réponse à l'exposition à l'hypoxie et/ou à l'inflammation d'origine pulmonaire, pouvant expliquer les niveaux de réponse variables du muscle à un stimulus hypertrophique observée dans des travaux précédents. Nos résultats permettront de relier les caractéristiques de l'épigénome associé à une contrainte environnementale (hypoxie et/ou inflammation) en fonction du type de muscle (oxydatif ou glycolytique) à des indicateurs métaboliques déterminés sur fibres isolées ou mitochondries isolées. L'objectif est ensuite d'utiliser des perturbations du métabolisme énergétique afin de modifier cet épigénome pour le rendre plus favorable, constituant ainsi un outil de personnalisation de la prise en charge de la fonction musculaire dans un contexte similaire d'hypoxie et d'inflammation comme chez le malade respiratoire.

Procédures

Les animaux utilisés pour ce projet subiront soit des instillations intra-trachéales bi-hebdomadaires d'un agent pro-inflammatoire, sous anesthésie gazeuse de courte durée (inférieure à 2 min/session), pendant 4 semaines (groupes Inflammation seule et Hypoxie+Inflamation) représentant un total de 8 instillations. De plus, le groupe Hypoxie+Inflamation sera exposé en continu durant les 2 dernières semaines à un environnement appauvri en oxygène (similaire à une altitude de 4300m à 5000m) ainsi que le groupe Hypoxie seule. Après cette période de conditionnement, les animaux seront endormis (anesthésie gazeuse) et mis à mort immédiatement par exsanguination et prélèvement du coeur, suivis de prélèvements de divers organes ou tissus d'intérêt pour analyses ultérieures in vitro.

Impact sur les animaux

Le statut nutritionnel des animaux exposés à l'hypoxie continue peut être légèrement impacté avec une prise alimentaire diminuée dans les premiers jours en dépit d'un accès à l'eau de boisson et à la nourriture ad libitum mais qui revient ensuite à une quantité de nourriture consommée normale. L'activité locomotrice spontanée peut également être légèrement diminuée les premiers jours d'hypoxie pour revenir à la normale, facilitée en cela par l'hébergement qui se fait dans les mêmes cages que la stabulation normale, en groupe, avec enrichissement du milieu. L'instillation pulmonaire de LPS, génératrice d'une inflammation pulmonaire (avec présence de signes d'atteinte de l'épithélium pulmonaire) n'engendre pas de douleurs ou limitation physiologique chez l'animal au repos sur une période aussi courte (4 semaines). Le laryngoscope utilisé pour insérer la canule pour l'instillation de LPS est adapté à l'anatomie des animaux (diamètre, longueur) et n'est pas susceptible d'induire de gêne ou souffrance. L'exposition à l'hypoxie se faisant dans une enceinte accueillant les cages d'hébergement qui est installée dans une pièce d'hébergement où les paramètres environnementaux sont régulés, aucune nuisance relative à l'environnement thermique ou lumineux n'est attendu.

Devenir

Les animaux seront mis à mort afin de prélever divers tissus et organes d'intérêt étudiés in vitro ensuite.

Remplacement

Nous voulons explorer les conséquences d'une perturbation de la disponibilité en oxygène associées à une inflammation pulmonaire similaires à celles engendrées par la maladie respiratoire, sur des tissus périphériques comme les muscles squelettiques en utilisant un modèle combinant une hypoxie et une inflammation environnementale reproduisant les principales conséquences de la maladie respiratoire chronique. Cette relation inter-organes n'est pas possible sur un modèle autre que l'organisme entier. En raison de la quantité de tissus nécessaire pour un rendement d'isolement de mitochondries musculaires ou de fibres perméabilisées suffisant, nous avons choisi le rat qui propose une taille adaptée, par rapport à la souris.

Réduction

Nous utiliserons le nombre minimum d'animaux pour atteindre le seuil de significativité lors de l'analyse statistique des résultats avec une puissance de test cible de 0.8. Les méthodes d'exploration utilisées introduisent une variabilité qui reste limitée à 5%. Les changements attendus sur les paramètres mesurés sont de l'ordre de + ou - 15% par rapport à la valeur moyenne contrôle. Avec ces différents critères pris en compte, notre approche statistique donne un calcul d'effectif de 10 animaux par groupe. Par mesure de précaution, afin de tenir compte des aléas expérimentaux, nous incluerons 12 animaux par groupe soit un total de 48. Nous profiterons de ce protocole pour prélever et stocker des tissus qui ne seront pas directement utilisés dans ce projet. Cependant, ils seront stockés pour éventuellement être analysés dans le cadre d'un projet portant sur le foie, évitant de reconditonner de nouveaux lots d'animaux.

Raffinement

Les animaux seront hébergés en groupe, en cages ouvertes, avec un enrichissement du milieu (cachettes, litière) dans des locaux où les paramètres d'ambiance (température, hygrométrie, lumière, cascades de pression) sont suivis et enregistrés en continu, avec remontée d'alarme en cas d'écart avec les valeurs de consigne. L'exposition à l'hypoxie sera réalisée dans le même matériel d'hébergement, dans une enceinte pouvant accueillir plusieurs cages de plusieurs animaux. L'instillation intra-trachéale se fera après une légère anesthésie gazeuse d'une durée maximale de 2 min/session et l'animal sera observé jusqu'à son réveil complet avec de retrouver ses congénères. L’état de santé des animaux sera surveillé tout au long du projet et évalué grâce à une grille codifiant les symptômes observés 2 fois par jour après chaque procédure ou 3 fois par jour en cas de symptômes cliniques jusqu'à leur disparition ou la mise à mort de l'animal. Les gestes techniques seront réalisés par des personnes compétentes et formées pour leur exécution. Ceux-ci comprennent l'observation de l'apparition éventuelle de signes cliniques (troubles du comportement, prostration, manque de toilettage) ou une perte de poids supérieure ou égale à 20% de leur poids de départ. Ils seront alors mis à mort et exclus de l'étude. Un examen post-mortem sera pratiqué pour identifier d'éventuelles lésions pouvant expliquer cet état afin de trouver des mesures de correction pour de futurs projets. Le volume à instiller sera limité à 1 µL/g de poids corporel.

Choix des espèces

Ce projet porte sur les conséquences d'une exposition environnementale à l'hypoxie et/ou à une inflammation pulmonaire sur le tissu musculaire squelettique. Le seul moyen d'étudier ce dialogue interorganes et l'influence d'un tissu ou d'un organe sur le fonctionnement d'un autre est d'utiliser l'organisme entier. Il n'existe actuellement aucune alternative scientifiquement validée. Le rat de laboratoire est l'espèce la plus adaptée car sa taille adulte permet d'obtenir des quantités de muscle adaptées aux mesures à réaliser, limitant le nombre d'animaux à utiliser par rapport au recours à d'autres espèces plus petites (souris..). De plus, la littérature scientifique montre que cette espèce présente des signes d'adaptation musculaire et cardiaque à ces facteurs environnementaux semblables à ce que l'on peut observer chez l'être humain dans un contexte de maladie respiratoire chronique, en faisant ainsi un modèle d'étude pertinent. Les animaux seront utilisés à l'âge adulte moyen (âge en début de projet : 6 à 8 mois), de façon à se rapprocher de l'âge moyen d'apparition de la maladie respiratoire chez l'homme (âge adulte moyen) correspondant à l'entrée dans la 2ème partie de la vie.

1 020 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules tumorales sous la peau puis subissent injections, gavages, huit prélèvements sanguins, neuf séances d'imagerie et des mesures de tumeur, avant d'être tuées pour les analyses. Le porteur reconnaît une douleur liée à la croissance tumorale, souvent associée à une perte de poids. Il présente la souris comme "le modèle de choix et de référence" pour valider in vivo un agent censé renforcer les lymphocytes T contre le cancer.

Objectifs

Ces dix dernières annéees, les immunothérapies ont révolutionné la prise en charge des patients atteints de cancer. En éduquant nos défenses immunitaires à reconnaitre spécifiquement les cellules tumorales, ces traitements permettent en effet de guérir du cancer avec peu de toxicité et de façon durable, à la différence des traitements standards de chimiothérapie et radiothérapie. Malgré ces avancées majeures, les immunothérapies sont efficaces chez une minorité (

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de valider à terme l’intérêt clinique d'un agent pharmacologique récemment identifié, pour lequel des résultats obtenus in vitro montrent une potentialisation des outils cellulaires à la base des immunothérapies dans le contexte du cancer.

Procédures

Au cours des différentes expériences, les animaux seront soumis à : - 8 prélévements sanguins (1 goutte), la durée de ce geste est évaluée à moins d'une minute - 9 séances d'imagerie, la durée de ce geste est évaluée à 3 minutes - 6 mesures de la tumeur à l'aide d'un pied à coulisse, la durée de ce geste est évaluée à 2 minutes - 4 administrations par gavage, la durée de ce geste est évaluée à moins de 2 minutes - 9 injections intrapéritonéales, la durée de ce geste est évaluée à moins d'une minute - 1 injection sous-cutanée, la durée de ce geste est évaluée à moins d'une minute - 1 séance de rasage du flanc droit à l'aide d'un rasoir électrique, la durée de ce geste est évaluée à moins de 2 minutes - 1 injection intraveineuse, la durée de ce geste est évaluée à moins d'une minute

Impact sur les animaux

Des nuisances potentielles pourraient résulter du stress généré lors des injections et plus globalement par la manipulation hebdomadaire des animaux, mais également de la douleur résultant de la croissance tumorale qui est souvent associée à une perte de poids

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort, afin de réaliser les prélévements nécessaires à l'étude.

Remplacement

Les expériences exposées dans ce projet reposent sur un grand nombre d’expériences ex vivo montrant une potentialisation des fonctions antitumorales après traitement par un inhibiteur pharmacologique nouvellement identifié. Le recours aux modèles animaux permettra de valider in vivo, dans des modèles précliniques, le gain résultant de l'utilisation de cet inhibiteur sur des approches d'immunothérapies au sein d’un organisme vivant.

Réduction

Un suivi longitudinal de la croissance des tumeurs sera réalisé par palpation des tumeurs et par imagerie afin de réduire le nombre d'animaux utilisés. Les groupes d'étude sont faits le plus souvent en même temps afin de réduire le nombre de groupes contrôles. Le nombre de souris utilisées a été estimé sur la base de nos travaux antérieurs et de la littérature montrant que 18 à 24 souris par groupe permettent de mettre en évidence des différences significatives, en termes de réduction de la croissance des tumeurs. Les variations seront comparées par des tests statistiques adaptés.

Raffinement

Les interventions (injections intraveineuses et prélèvements sanguins) seront précédées d'une anesthésie générale, afin de prévenir la douleur. Nous utiliserons l'imagerie pour un suivi de la charge tumorale, ce qui nous permettra de définir un critère d’efficacité des immunothérapies basé sur cette approche pour les études ultérieures. Les souris seront surveillées quotidiennement afin de déceler et notifier rapidement tout signe de changement de comportement ou d'état de santé des animaux. L’atteinte des points limites définis en amont entraina une mise à mort anticipée si nécessaire.

Choix des espèces

La souris est le modèle de choix et de référence pour l'étude du développement tumoral et de la réponse immunitaire. Les modèles murins permettent en effet d'apprehender la complexité de la réponse tumorale. Ces modèles permettent notamment d'apprehender la possibilité de rencontre des cellules de l'immunité et des cellules tumorales au sein de l'organisme. Ces modèles permettent également de prendre en compte la survie des cellules immunes et le maintien de leur activité antitumoral au sein du microenvironement tumorale, qui le plus souvent met en place des mécanismes pour inhiber la réponse immune. Dans le projet proposé les souris utilisées seront des souris âgées de 8 à15 semaines (système immunitaire mature).

2 904 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent injections répétées, régimes gras, mises à jeun, tests métaboliques avec prélèvements sanguins et hébergement en cage calorimétrique, pour développer une cholangite sclérosante ou une stéatose hépatique, avant mise à mort pour prélever leurs organes. Le porteur qualifie l'induction de ces maladies de "strictement nécessaire" et présente les pathologies comme asymptomatiques. Il affirme que la complexité cellulaire du foie ne peut être répliquée in vitro et qu'il faut un "organisme entier".

Objectifs

La cholangite sclérosante primitive et la stéatose hépatique non-alcoolique sont des maladies ne disposant d’aucun traitement pharmacologique formel validé. La stéatose hépatique non-alcoolique va devenir la première cause de transplantation hépatique et la cholangite sclérosante primitive est une maladie dont les mécanismes moléculaires sont très mal caractérisés, il est dit d’elle que c’est la dernière boîte noire de la médecine qui s’intéresse à l’étude du foie. Ce projet a donc pour objectif de mieux caractériser rôle de la mort des différentes populations cellulaires dans le développement de ces maladies. Il permettra d’identifier et de cibler des populations clés dans le développement de la maladie. L’utilisation d’inhibiteurs pharmacologiques dans ces pathologies pourra constituer la base d’un dépôt de brevet.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à mieux caractériser des maladies du foie sans traitement pharmacologique disponible actuellement. D’un côté la cholangite sclérosante primitive, maladie rare mais grave exposant au risque de cirrhose et de cancer. Actuellement, le seul traitement efficace de cette maladie est la transplantation hépatique. Or ce traitement est réservé aux patients avec une maladie avancée et n’est pas toujours possible en cas de cancer. Il est donc primordial d’étudier d’autres pistes thérapeutiques. De l’autre côté, la stéatose hépatique non alcoolique est la maladie hépatique la plus commune car elle suit la courbe de progression de l’obésité. Bien que sa prévalence explose, aucun traitement n’est disponible à ce jour, et le nombre de patients au stade terminal de la maladie (c’est-à-dire cirrhose) nécessitant une transplantation hépatique est en croissance perpétuelle. Nous attendons de cette étude la preuve de concept de l’effet bénéfique de l’inhibition de la mort cellulaire sur le développement de ces maladies.

Procédures

Au cours de ce projet les animaux seront soumis à différents gestes techniques liés à la mise en place des modèles de pathologies hépatiques et à leurs traitements. Les interventions sont majoritairement peu invasives. Les différentes séries de gestes réalisés sur les souris pourront être au choix selon les questions scientifiques : 1-Injections intrapéritonéale (1x/j/pendant 5 jours/5 sec animal vigile)+Utilisation de régimes spéciaux (8 à 16 semaines de régime)+Tests dynamiques d’exploration du métabolisme glucidique (mise à jeun de 5h, 1 injection intrapéritonéale ou 1 gavage unique, 6 prélèvements sanguins de très faible quantité (une goutte) (2h pour chaque tests - 2 tests par mois espacé d’une semaine minimum - 4 fois maximum)+Mesure de la composition corporelle (5-10 minutes animal vigile ) et cages calorimétrie (maintien 5j maximum)+ Prélèvement sang sous anesthésie suivi de l’euthanasie et des prélèvements post-mortem (5 minutes). 2-Injections intrapéritonéale (1x/j/pendant 5 jours/5 sec animal vigile)+Utilisation de régimes spéciaux (1 à 8 semaines de régime)+Prélèvement sang sous anesthésie suivi de l’euthanasie et des prélèvements post-mortem (5 minutes). 3-Injections intrapéritonéale (1x/j/pendant 5 jours/5 sec animal vigile)+Utilisation de régimes spéciaux (1 à 8 semaines de régime)+Administration d’inhibiteurs via l’aliment (de 8 à 16 semaines)+ Prélèvement sang sous anesthésie suivi de l’euthanasie et des prélèvements post-mortem (5 minutes). 4-Utilisation de régimes spéciaux (8 à 16 semaines de régime) )+Tests dynamiques d’exploration du métabolisme glucidique (mise à jeun de 5h, 1 injection intrapéritonéale ou 1 gavage unique, 6 prélèvements sanguins de très faible quantité (une goutte) (2h pour chaque tests - 2 tests par mois espacé d’une semaine minimum - 4 fois maximum)+Mesure de la composition corporelle (5-10 minutes animal vigile ) et cages calorimétrie (maintien 5j maximum)+ Prélèvement sang sous anesthésie suivi de l’euthanasie et des prélèvements post-mortem (5 minutes). Chaque point représente une trajectoire de vie pour un groupe d’animaux et donc le maximum d’actes effectués sur ce même groupe.

Impact sur les animaux

La principale contrainte concerne le développement des pathologies du foie induites génétiquement ou par des régimes alimentaires qui restent néanmoins asymptomatiques d’un point de vue phénotypique. L’induction de ces pathologies est malheureusement strictement nécessaire pour mener à bien ce projet et trouver des thérapies innovantes. Les traitements devraient quant à eux réduire les effets liés au développement des pathologies du foie étudiées avec de possibles effets secondaires mais qui semblent très limités puisque les molécules sont bien tolérées par les souris. Les administrations par gavage, les injections intra-péritonéales, et les prélèvements sanguins nécessaires durant les tests métaboliques peuvent être source de stress et d’inconfort pour l’animal. De façon extrêmement rare, ils peuvent induire des microlésions ou des irritations. Les tests métaboliques effectués peuvent également induire un stress pour les animaux en raison de période courte de mise à jeun ou encore l’isolement en cas d’utilisation de cage métabolique. De même, le transport des animaux qui pourra être mis en œuvre sera également source de stress pour les animaux.

Devenir

L’ensemble des animaux impliqués dans ce projet (n=2904) 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 afin de réaliser les différents prélèvements nécessaires aux analyses ultérieures.

Remplacement

L’animal dans son intégrité est nécessaire pour étudier les acteurs mis en jeu dans le développement de la cholangite sclérosante primitive ou la stéatose hépatique non-alcoolique, la complexité cellulaire ne pouvant être répliqué in vitro. Nous avons besoin étudier spécifiquement l’influence de l’inactivation de nos gènes d’intérêts dans un type cellulaire donnée, sur les autres types cellulaires dans le développement de la maladie. Il n’est pas possible de recréer in vitro la complexité d’un organisme entier avec tous les acteurs cellulaires rentrant en jeu.

Réduction

Un total de 2904 souris sera nécessaire pour la mise en œuvre de ce projet. Nous limitons au maximum le nombre d’animaux par groupe de façon à obtenir des résultats statistiquement fiables. A cause des variabilités inter-animales et intergroupes, un nombre trop restreint d’animaux engendrerait des résultats trop variables et non valides. Compte tenu des données de la littérature (variabilité attendue) et des effets espérés, un test de puissance statistique a été utilisé pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour cette étude. Les procédures expérimentales ont été affinées pour éviter l'utilisation inutile de souris. Un nombre de 12 souris par groupe est prévu afin de pouvoir réaliser des statistiques. Nous adapterons chaque test statistique en fonction du type de résultats et d’analyse à effectuer.

Raffinement

Dans la réalisation de ce projet, l’ensemble des procédures ont été mise au point afin de permettre une interprétation fiable dans le respect du bien-être animal, en limitant la douleur et le stress (anesthésie, analgésie, etc.). Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation, les animaux disposent de nourriture et d’eau ad libitum. Le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification ou de maison de type igloo. Nous nous efforçons à chaque instant de raffiner nos procédures afin de garantir le bien-être des animaux en cours de procédure grâce à une surveillance attentive (point limite) et des soins adaptés (anesthésie, analgésie, etc.). La principale contrainte concerne le développement des pathologies du foie induites génétiquement ou par des régimes alimentaires qui sont malheureusement nécessaires pour mener à bien ce projet. Les traitements devraient quant à eux réduire les effets liés au développement des pathologies étudiées avec de possibles effets secondaires mais qui semblent très limités puisque les inhibiteurs sont bien tolérés par les souris. Toutefois, afin de limiter les effets indésirables, les animaux seront suivis quotidiennement afin de détecter toute anomalie. Des points limites ont été établis sur la base de précédentes études sur ce type de modèles expérimentaux. Les mesures appropriées seront mises en œuvre selon les observations réalisées (analgésique, soins, etc.) et le vétérinaire pourra être sollicité, le cas échéant.

Choix des espèces

JJustification de l’espèce/modèle : Le projet a pour objectif d’étudier le rôle de la nécroptose dans les processus physiopathologiques aboutissant à la cholangite sclérosante primitive et la stéatose hépatique non-alcoolique. Afin de répondre à cet objectif, l’expression de certains gènes d’intérêts dans les modèles animaux utilisés doit être altérée génétiquement dans des types cellulaires choisis, ce qui justifie le choix de cette espèce (souris). Justification des stades : Les animaux seront utilisés à l’âge de 6 et 8 semaines pour chaque procédure. Cela correspond à l’âge adulte, deux semaines après le temps du sevrage. De plus, les variations entre les souris sont minimales ce qui permet de diminuer la variabilité (aspects métaboliques) entre animaux avant le début des traitements. Cet âge de départ permettra de réduire le nombre d’animaux à utiliser. Justification du sexe : Nous favoriserons l’utilisation des deux sexes (idéalement 50/50) afin de ne pas introduire un biais dans nos études notamment lors des tests d’inhibiteurs pharmacologiques dans le développement des maladies étudiées. En effet, il est maintenant établi que lors des expérimentations et autres tests médicamenteux, les souris mâles sont plus exploitées que les souris femelles. Cela introduit donc un énorme gap puisque les femelles peuvent réagir différemment sur le plan de toxicité, du métabolisme ou encore de la biodisponibilité. Étant donné que notre but est de proposer de nouveaux traitements, il nous apparait essentiel d’analyser les deux sexes afin que les résultats puissent être transposés à l’homme.

100 cailles japonaises, 40 adultes et 60 jeunes, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis gardées pour d'autres projets ou confiées à une association. Elles sont exposées à de la musique et observées lors de tests comportementaux quotidiens, les adultes subissant en plus deux prélèvements sanguins. Le porteur cherche à savoir si la musique favorise les comportements sociaux et si cet effet dépend des capacités d'apprentissage vocal, en comparant plusieurs espèces d'oiseaux et de primates. Il affirme que l'observation d'animaux libres de leurs mouvements "exclut tout remplacement" par un autre modèle.

Objectifs

Le projet s’inscrit dans une étude visant à explorer les origines et fonctions évolutives de la musicalité (c’est-à-dire les capacités liées à la perception, l'appréciation et la production de la musique) ainsi que les liens entre musique et comportements sociaux. Il existe une théorie selon laquelle la musicalité serait apparue au cours de l’évolution parce qu’elle renforcerait les liens sociaux et la cohésion du groupe. Plusieurs études ont en effet révélé que les activités musicales conjointes favorisent la prosocialité chez les enfants, c’est-à-dire les comportements de souci de l'autre, et notamment d'aide, dirigés vers des personnes inconnues ou en difficulté. De plus, écouter de la musique favorise les interactions sociales positives à la fois chez les enfants d’âge préscolaire et chez les perruches callopsittes. Ainsi, la musicalité pourrait avoir émergé au moins deux fois au cours de l’évolution, chez les humains et chez les oiseaux, avec des fonctions adaptatives similaires. Cependant, d’importantes questions demeurent concernant (i) le rôle de facilitation que les capacités d’apprentissage vocal ont pu jouer dans l’évolution de la musicalité, et (ii) les circonstances dans lesquelles la musique influence le comportement social. L’apprentissage vocal, démontré à ce jour chez trois groupes d’oiseaux (les psittacidés, les oscines et les colibris), pourrait avoir joué un rôle de pré-requis à l’évolution de la perception musicale. Cette capacité étant généralement considéré comme plus limitée chez les primates non-humains, cela pourrait expliquer leur musicalité également moins développée. Cette hypothèse sera testée en comparant l’influence de la musique sur les comportements sociaux chez différentes espèces d’oiseaux (perruches callopsittes, diamant mandarins, canaris, cailles japonaises) et de primates (humains, gibbons, ouistitis) possédant différents degrés de capacités d’apprentissage vocal. Le projet portera sur les cailles japonaises, espèce dont l’apprentissage vocal est limité et chez laquelle nous nous attendons donc à avoir des effets plus limités de la musique que chez les espèces capables d’apprentissage vocal par imitation.

Bénéfices attendus

Dans le cadre de l’étude visant à explorer les origines et fonctions évolutives de la musicalité, ainsi que les liens entre musique et comportements sociaux, le projet permettra d’évaluer le rôle de facilitation que les capacités d’apprentissage vocal ont pu jouer dans l’évolution de la musicalité. La comparaison des résultats obtenus chez la caille japonaise avec ceux obtenus chez d’autres espèces animales ayant des capacités d’apprentissage vocal plus ou moins développées permettra de déterminer si la musique a ou non des effets plus prononcés sur les interactions sociales chez les espèces ayant les capacités les plus devéloppées. La caille japonaise étant un animal domestique utilisé dans des élevages en captivité, le projet devrait aussi ouvrir des pistes pour développer l’utilisation de la musique pour favoriser le bien-être et les interactions sociales positives chez les animaux en captivité.

Procédures

Des observations et tests comportementaux seront réalisés tous les jours pendant 5 jours, pendant 5 semaines avec 40 cailles adultes et 4 semaines avec 60 cailleteaux. Des prélèvements sanguins seront effectués sur les 40 cailles adultes. Chaque caille fera l’objet de 2 prélèvements de maximum 1ml chacun, à 2 jours d’intervalle, sur 1 semaine.

Impact sur les animaux

Les éléments qui sont susceptibles de perturber les animaux et de les stresser sont le déplacement et l’éventuel isolement lors des tests, la confrontation à des environnements nouveaux (arène de test), la diffusion de stimuli musicaux, et la réalisation de prélèvements sanguins. Des séances de familiarisation progressive à la diffusion de musique seront organisées avant le début des expériences pour limiter les risques de stress. La musique sera diffusée dans l’environnement habituel des oiseaux, à un volume sonore limité et contrôlé à l’aide d’un sonomètre (maximum 60 décibels, ce qui est largement inférieur au volume sonore pouvant être atteint par les vocalisations des cailles, i.e. 100 décibels). Les tests nécessiteront de capturer les individus et de les déplacer de leur cage de vie jusqu’à une arène de test située dans une autre pièce. Les tests réalisés par groupe de 2 ou 3 individus vivant habituellement ensemble dureront 7 minutes et seront réalisés une fois par jour pendant 5 jours. Les tests nécessitant un isolement ne seront réalisés qu’une fois et ne dureront pas plus de 10 minutes. Les animaux seront tous habitués à être manipulés par la personne qui réalisera les expériences.

Devenir

Le projet n’implique aucune atteinte à l’intégrité physique et comportementale des animaux. Ceux-ci pourront donc être, soit gardés au laboratoire pour de futurs projets, soit confiés à une association de réhabilitation des animaux de laboratoire pour placement en refuge ou en famille d’accueil.

Remplacement

Le projet consiste à observer le comportement d’animaux vivants libres de leurs mouvements et de leurs réactions, ce qui, par essence, exclut tout remplacement par des modèles autres que ces animaux.

Réduction

Nous avons décidé d'utiliser un minimum de 8 individus par condition, ce qui fait un total de 40 cailles adultes et 60 cailleteaux. Ce nombre devrait nous permettre de réaliser des tests statistiques fiables. Chaque individu étant observé dans chaque condition à des moments différents, nous obtiendrons ainsi des mesures répétées où chaque animal est son propre contrôle, ce qui garantit des résultats plus robustes, avec un nombre plus limité d’animaux que dans le cas de mesures non répétées.

Raffinement

Tout sera fait pour limiter les manipulations des animaux. Les tests nécessiteront néanmoins de déplacer les animaux et de les isoler de façon ponctuelle et limitée dans le temps (pas plus de 10 minutes par jour). Les animaux vivront, à 2 ou 3, dans des cages enrichies de 100x74x63 cm munies de mangeoires et d’abreuvoirs avec nourriture et eau à volonté, et d’un substrat leur permettant de faire des bains de poussière. Ils disposeront d’un abri leur permettant de se cacher. Ils seront soignés et observés tous les jours. La détection de tout changement de comportement, d'une blessure (plaie, abcès...) ou d'une perte de poids supérieure à 10% conduira à isoler l'individu (et donc à le retirer du protocole expérimental) et à le placer dans un environnement favorisant son rétablissement afin de l’observer et de le soigner si nécessaire, l’objectif étant de pouvoir le remettre dès que possible dans ses conditions de vie habituelles. Les animaux ne seront euthanasiés que s'il est impossible de les soigner et qu'aucune amélioration n'est notée, et dès que des signes comportementaux de souffrance (vocalisations, postures...) seront détectés. Nous mettrons en place des séances de familiarisation progressive pour chaque élément potentiellement source de stress (diffusion de sons, manipulation, déplacement dans les arènes de tests). Le volume des stimuli sonores diffusés sera limité à 60 db.

Choix des espèces

L’un des objectif du projet consiste à comparer l’influence de la musique sur les comportements sociaux chez différentes espèces ayant des capacités d’apprentissage vocal variables. Celles-ci sont connues pour être importantes ches les oscines (dont les canaris et les diamants mandarins) et les psittacidés (dont les perruches callopsittes). De plus, plusieurs espèces de psittacidés, dont les perruches callopsittes, sont connues pour leur sensibilité à la musique. Au contraire, les capacités musicales semblent plus limitées d’après la littérature chez les primates non humains et chez les gallinacés, qui feront l’objet des expériences menées dans le projet. Les cailles étant connues pour avoir des capacités d’apprentissage vocal limitées, nous nous attendons à observer chez elle un effet moindre de la musique que chez les espèces capables d’apprentissage vocal par imitation (comme les espèces étudiées par les partenaires du projet). Comparer ces différentes espèces permettra de tester l’hypothèse de l’apprentissage vocal comme prérequis à l’évolution de la musicalité et de mieux comprendre l’évolution de ce trait au cours de l’histoire du vivant. Nous utiliserons 40 cailles femelles adultes et 60 cailleteaux (non sexables). Ces deux stades de vie correspondent à des stades pendant lesquels les cailles sont habituellement sociales et développent des liens sociaux avec leurs congénères. Néanmoins, les liens ne sont pas les mêmes entre cailles adultes et entre cailleteaux. Nous pourrons donc tester les effets de la musique sur deux stades sociaux différents et ainsi déterminer si ces effets sont plus ou moins marqués lors d’un stade plutôt que l’autre.