Procédures modérées
Etude de l’évolution de la pathologie cardiaque chez des chiennes porteuses de myopathie de Duchenne
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
20 chiennes porteuses de la myopathie de Duchenne vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, quinze tuées pour prélever leurs tissus dont le cœur et cinq adoptées. Chaque animal subit des prélèvements de sang et d'urine, des biopsies musculaires sous anesthésie et des IRM de deux heures trente sous anesthésie, sur six mois de suivi. Le porteur souligne que ces chiennes ne présentent pas d'atteinte clinique évidente et que le principal risque est une mort subite par trouble du rythme cardiaque. Il décrit le chien GRMD comme un "modèle unique" reproduisant fidèlement la maladie humaine.
Objectifs
La myopathie de Duchenne (DMD) est une maladie génétique liée au chromosome X, qui touche le muscle chez les jeunes garçons, les contraignant à l'usage du fauteuil roulant vers l'âge de 10 ans, et entraînant un décès précoce d'insuffisance respiratoire ou cardiaque vers l'âge de 30 ans. Les mères et sœurs de ces garçons, porteuses de l'anomalie génétique, ont longtemps été considérées comme "porteuses saines" de la maladie. Cependant, de plus en plus d'études montrent que ces femmes peuvent présenter des atteintes musculaires squelettiques et cardiaques, à des degrés variables. Un suivi cardiologique leur est désormais proposé. La question se pose chez certaines de ces patientes de l’intérêt de mettre en place un traitement médicamenteux tel que des stéroïdes. Il n’est pas clairement établi si les anomalies cliniques de ces femmes sont évolutives ou non. Parmi les modèles animaux de DMD, le chien GRMD (golden retriever muscular dystrophy) occupe une place pré-clinique immédiate dans le développement de thérapies car il reproduit de manière fidèle la maladie humaine, dans un organisme de grande taille, pouvant être suivi sur le long terme. Une étude récente sur des chiennes porteuses de l’anomalie génétique à l’origine de la GRMD, adultes, ne présentant pas de signe clinique évident, a permis d’identifier une fibrose myocardique et des arythmies ventriculaires chez tous les animaux. Ces anomalies suggèrent que ces animaux montrent, comme les femmes porteuses de DMD, une symptomatologie cardiaque et pourraient être inclus dans des études pré-cliniques permettant de répondre aux nombreuses questions posées pour ces patientes. Ce projet a le double objectif de caractériser plus avant le phénotype à la fois musculaire strié squelettique et cardiaque de ces chiennes porteuses de GRMD, à un stade de fibrose myocardique déjà installée (chiennes adultes) et de déterminer si ce phénotype est évolutif et si oui dans quelle mesure. Dans ce but, des chiennes porteuses et non porteuses (témoins) seront suivies durant six mois à l’aide de différentes méthodes d’évaluation non-invasives. Des biopsies musculaires seront également prélevées. Cette étude permettra, par le biais d’une caractérisation approfondie, d’apporter une réponse à la question de l’évolutivité du phénotype chez les porteuses, et de poser les jalons de possibles études thérapeutiques pré-cliniques.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra une connaissance plus approfondie de ce modèle unique pour les femmes porteuses de myopathie de Duchenne, pré-requis à l'inclusion de ces animaux dans des études thérapeutiques. Les données obtenues au cours de ce projet pourront être utilisées comme données de référence pour comparer les données obtenues chez des chiennes après un traitement.
Procédures
Les animaux seront soumis à différents tests d'évaluation fontionnelle non invasifs. Ces tests seront soit réalisés vigiles, après une période d'habituation s'ils nécessitent la coopération du chien, soit sous anesthésie générale s'ils nécessitent une parfaite immobilité du chien ou s'ils peuvent engendrer un stress. Sept prélèvements sanguins (durée=moins de 5 minutes) seront réalisés au cours des six mois de suivi (un prélèvement par mois), et deux prélèvements d'urine (durée = 1 minute, au début et à la fin du suivi). Des biopsies musculaires de deux muscles de la cuisse seront prélevées au début du projet, par voie chirurgicale, sous anesthésie générale et analgésie (durée = 30 minutes). Les examens IRM seront réalisés sous anesthésie générale et dureront 2h30 environ. D'autres examens non invasifs ne requérant pas d'anesthésie générale (non stressants et non invasifs) seront mis en oeuvre pour explorer les fonctions motrice (durée 10 minutes), respiratoire (durée 10 minutes) et cardiaque (électrocardiogramme enregistré sur une nuit).
Impact sur les animaux
Les chiennes porteuses de myopathie de Duchenne ne présentent pas d'atteinte clinique évidente de prime abord, ni d'altération de leur qualité de vie (pas de "handicap" visible). Les anomalies identifiées au cours d'une précédente étude, certes importantes et généralisées à l'ensemble des individus évalués, l'ont été par le biais de méthodes d'investigation plus poussées qu'un examen clinique vétérinaire standard. Le principal risque identifié pour ces animaux suite à cette première caractérisation est celui d'une mort subite en raison de leurs troubles du rythme cardiaque. Néanmoins ces événements ne sont pas classiquement rapportés chez ce type d'animaux jusque là considérés comme porteurs sains. Il n'est a priori pas attendu de nuisances majeures liées au projet sur les animaux, hormis celles liées au stress généré par les procédures mises en oeuvre (anesthésies générales, enregistrements et prélèvements sur animaux vigiles). Nous veillerons particulièrement à établir des conditions permettant de minimiser ce stress. Pour les tests le nécessitant, une habituation préalable et progressive sera prévue. Les animaux seront manipulés avec douceur par des personnes de leur entourage quotidien, et seront récompensés par la voix, des caresses et une friandise lorsque ce sera possible. Des complications post-opératoires des biopsies musculaires effectuées par voie chirurgicale ne peuvent être totalement écartées. Cependant cela est très improbable, et prévenu par le fait que les muscles prélevés sont des muscles superficiels qui ne nécessitent qu'une voie d'abord peu invasive, et que les prélèvements sont effectués dans des conditions d'asepsie conformes aux bonnes pratiques chirugicales. Si malgré les mesures de raffinement mises en oeuvre une complication post-opératoire se présentait (infection, déhiscence des sutures, hématome), les soins vétérinaires appropriés, incluant une gestion de la douleur, seraient mis en place.
Devenir
Les animaux seront mis à mort par nécessité de prélever des tissus, notamment le coeur.
Remplacement
Les questions posées dans le cadre de ce projet (caractérisation et évolutivité avec l'âge d'un phénotype impliquant les fonctions locomotrice, respiratoire, cardiaque et leurs intéractions) ne peuvent être élucidées qu'in vivo. Par ailleurs, une pathologie cardiaque liée au statut de porteuse de dystrophinopathie n'a à ce jour été identifiée que dans l'espèce canine.
Réduction
Le nombre d'animaux inclus dans ce projet a été déterminé afin de pouvoir objectiver, si elle existe, une augmentation de 35 % (équivalente à celle d'un chien atteint par la myopathie de Duchenne) d'un marqueur sanguin de stress cardiaque sur les 6 mois de suivi. Les données recueillies au cours de ce projet permettront une évaluation précise du nombre d'animaux à inclure dans de futures études thérapeutiques sur ce modèle, et elles pourront également servir de données de référence pour comparer des données acquises sur des chiens en essai thérapeutique.
Raffinement
Dans le cadre de ce projet, nous aurons recours essentiellement à des méthodes d'évaluation non invasives. Néanmoins, il sera nécessaire de prélever des biopsies musculaires, cela sera réalisé sous anesthésie générale avec une analgésie adaptée. Dès qu'un examen, même non invasif, sera susceptible d'entraîner un stress, ou de requérir une immobilité prolongée, il sera pratiqué sous anesthésie générale. Les examens ou prélèvements réalisés sur chiens vigiles le seront avec douceur, en prévoyant des phases d'habituation si nécessaire et un renforcement positif systématique (voix, caresse, friandises). Des points limites adaptés ont été définis, portant principalement sur les risques liés à l'atteinte cardiaque de ces animaux, mais également sur de possibles, bien que peu probables, complications post-opératoires liées au prélèvement de biopsies musculaires. Sur le plan de l'hébergement, les chiens sont hébergés en petits groupes sociaux compatibles, sur litière, et ont à leur disposition des plateformes, lieux de couchage et jouets. Ils bénéficient de sorties quotidiennes 7j/7 en groupes plus larges et d'interactions quotidiennes avec l'Homme.
Choix des espèces
Actuellement, hormis chez le chien, il n'existe pas de modèle animal pertinent, décrit et utilisable pour les femmes porteuses de myopathie de Duchenne. Ce projet fait suite à une étude précédente menée chez les chiennes porteuses de GRMD, montrant qu'une atteinte cardiaque est présente chez des animaux adultes, et a pour objectif de déterminer si cette atteinte évolue au cours du temps une fois installée. Le chien est le modèle animal qui reproduit le mieux les caractéristiques cliniques et histologiques de la myopathie de Duchenne. Il peut donc être projeté que répondre à la question de l'évolutivité du phénotype chez ces chiennes porteuses permettra une transposition assez robuste des résultats obtenus aux patientes. Pour toutes ces raisons, cette étude sera menée dans l'espèce canine. Les chiennes seront des adultes de plus de 5 ans, afin de disposer d'animaux ayant déjà une atteinte cardiaque installée, et de pouvoir en déterminer la progressivité.
Rôle de l’activation de cellules immunitaires dans l’immunité anti-tumorale chez la souris
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
180 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal, immunodéficient, reçoit une greffe de cellules tumorales dans la glande mammaire puis des injections péritumorales et péritonéales répétées et des prélèvements de sang au sinus rétro-orbitaire, avant d'être tué pour prélever tumeur et rate. Le porteur indique que la pousse tumorale et les injections répétées peuvent provoquer nécrose, œdème et douleurs. Il présente l'activation des cellules NK comme une "piste thérapeutique intéressante" contre le cancer, les retombées restant conditionnelles.
Objectifs
Le cancer est un problème majeur de santé publique etant la première cause de décès en france. Il est maintenant avéré que le système immunitaire est capable de reconnaitre et d’éliminer les cellules tumorales. Cependant, certaines tumeurs mettent en place des mecanismes de resistance afin d'échapper à cette surveillance du système immunitaire. L'avancée de ces connaissances ont permis le développement de nouvelles thérapies très efficaces pouvant réactiver le système immunitaire et ainsi éliminer les cellules tumorales. Toutefois,ce type de thérapie ne fonctionne pas chez de nombreux patients, c'est pour cela qu'il est necessaire d'identifier de nouvelles voies thérapeutiques activant d'une autre manière le système immunitaire. Parmis les cellules immunitaires, les cellules naturelles tueuses (cellules NK) jouent un rôle majeur dans la réponse anti-tumorale. mais leur activité est souvent altérée. Ainsi, l’identification de molécules capables d’activer les fonctions anti-tumorales des cellules NK représentent une piste thérapeutique intéressante.
Bénéfices attendus
Les cellules NK font partie de la première ligne de défense contre le développement de tumeurs. Ainsi, l’identification de molécules capables d’activer leurs fonctions anti-tumorales représente une piste thérapeutique intéressante. Nous pensons que cette étude devrait déboucher sur l’identification d’un nouveau mécanisme de surveillance immunitaire et potentiellement d’une nouvelle cible thérapeutique permettant de moduler positivement l’immunité dans les cancers.
Procédures
Rasage des souris sur le flanc sous anesthésie gazeuse à l'isoflurane (1x5min/souris) - Injection de cellules tumorales en position intra mammaire sur le flanc des souris sous anesthésie gazeuse (1x4min/souris) - Injection péri-tumorale de molécules (14x30sec/souris) - Injection intrapéritonéale (4x20sec souris) - Prélèvement de 100µl de sang au niveau du sinus retro-orbitaire sous anesthésie locale et gazeuse (3x5min /souris)
Impact sur les animaux
Souris Immunodeficiente = Possible infections pouvant entrainer l'apparition de maladie Injection de cellules tumorales et pousse tumorale = piqure/necrose de la tumeur pouvant entrainer des douleurs chez l'animal Injections répétées = piqure/oedeme/infection pouvant entrainer des douleurs chez l'animal Multliple contentions et anesthésie gazeuse pouvent engendrer un stress répété chez l'animal. Prélèvement de sang au niveau du sinus retro-orbitaire peuvent entrainer des douleur chez l'animal.
Devenir
A l'issu de chaque procédure, tous les animaux seront mis à mort et des organes (tumeur, rate) seront prélevès pour des analyses en laboratoire
Remplacement
Nous avons tout d’abord effectué un certain nombre d'expériences in vitro. Cependant, la validation de nos résultats nécessitera une série d'expériences in vivo afin de determiner un nouvel axe thérapeutique impliquant des cellules du système immunitaire dans le traitement du cancer du sein. À notre connaissance, et malgré les progrès récents dans les domaines de la culture cellulaire et de la biologie computationnelle, l'étude de la pathologie, en particulier les interactions entre les cellules tumorales et leur microenvironnement immunitaire, ne peut actuellement pas être remplacée par des systèmes in vitro fiables.
Réduction
Le nombre de souris par groupe a été défini à minima afin de permettre une analyse statistique des résultats. Notre analyse statistique se base sur des données bien établies de la littérature. Nous avons ainsi calculé une taille d'échantillon de 10 souris par groupe. Chaque procédure expérimentale sera réalisée en 2 expériences indépendantes, avec dans un premier temps 5 souris par groupe. Ainsi, la deuxième expérience ne sera réalisée uniquement si la première montre des résultats encourageants. De plus chaque procédure sera réalisée uniquement si la procédure précédente à montré les résultats attendus validant notre hypothèse. Il n’y a pas de double emploi des souris.
Raffinement
Les protocoles que nous suivrons sont bien établis pour réduire au maximum la douleur et l’angoisse. De plus, un suivi adapté des points limites précoces et prédictifs (2 fois par semaine), et la manipulation des animaux par des personnes compétentes, permettent de limiter la douleur ou souffrance des souris. Pour garantir le bien-être animal, un enrichissement (morceaux de coton, tunnel en carton, morceaux de bois) est ajouté à chaque cage et le cas échéant du DietGel et/ou de l’HydroGel sera utilisé en cas de douleur et angoisse de l'animal. Par ailleurs, de la litière en cellulose sera également utilisée pour les souris porteuses de tumeur afin de diminuer l'inconfort lié au frottement.
Choix des espèces
Le choix de l’expérimentation in vivo chez la souris est justifié par l’existence de la ligné tumorale et des réactifs qui à notre connaissance n’ont pas été développés dans d’autres modèles pré-cliniques. De plus, notre laboratoire a développé une expertise unique dans l'analyse du système immunitaire et du cancer chez la souris, et a tous les réactifs nécessaires à disposition. Pour atteindre la maturité du système immunitaire, les souris seront âgées de 7 semaines.
Effet d’un traitement à la kisspeptine sur la reproduction d’un modèle de souris d’hyperprolactinémie
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
168 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections biquotidiennes puis, au vingtième jour, seize prélèvements sanguins sériés en une journée pour doser une hormone, avant d'être tuées le lendemain par perfusion intracardiaque de paraformaldéhyde. Le porteur indique que ces manipulations peuvent provoquer douleur, perte de poids et perte de mobilité, atténuées par des analgésiques. Il affirme qu'il est "impossible" d'utiliser un modèle in vitro et que l'étude de la kisspeptine sur la reproduction "nécessite un système complexe et vivant".
Objectifs
Dans certains contextes physiologiques, les taux de prolactine (une hormone produite par les cellules lactotropes situées dans l’hypophyse) augmentent induisant ainsi une infertilité permettant le bon déroulement des processus physiologiques associés (notamment lors de la grossesse ou des périodes d’allaitement). Cependant, des phénomènes pathologiques peuvent également induire une augmentation importante des taux de prolactine sanguine, avec des valeurs supérieures à 25ng/ml (contre 5 à 10 ng/ml en situation non pathologique) et induisant alors une hyperprolactinémie. Parmi les symptômes associés, la fonction de reproduction se retrouve être le principal processus physiologique impacté. A ce jour, l’hyperprolactinémie est principalement traitée par des agonistes dopaminergiques La reproduction est principalement contrôlée au niveau du système nerveux central, notamment grâce à la kisspeptine, un neuropeptide produit et sécrété par des neurones spécifiques de l’hypothalamus. De nombreuses études rapportent un lien fonctionnel entre la prolactine et la kisspeptine dans le cerveau. L’une d’entre elle a d’ailleurs mis en évidence l’inhibition drastique de l’expression de kisspeptine en cas d’hyperproduction de prolactine, ce qui réduit la sécrétion de l'hormone gonadotrophique (GnRH) et, ainsi, un hypogonadisme hypogonadotrophique et l’infertilité. Dans notre laboratoire, nous avons produit un analogue de la kisspeptine (ayant une demi vie plus importante que la kisspeptine endogène) et qui a déjà démontré des effets positifs sur la reproduction des animaux d’élevages et les rongeurs. Nous suggérons alors d’utiliser cet analogue de la kisspeptine dans le traitement de l’hyperprolactinémie en utilisant un modèle de souris dans laquelle les taux de prolactine seront très nettement supérieurs à la normale (à l’aide de mini pompes osmotiques délivrant de la prolactine à haute dose de façon continue, pour mimer la pathologie). Dans ce modèle, déjà utilisé dans d’autres études, l’augmentation de la production de prolactine mime ce qui est observé en cas d’hyperprolactinémie hypophysaires avec notamment l’absence de fertilité, l’inhibition de l’expression de la kisspeptine et la baisse importante de la sécrétion des hormones liées à la reproduction.
Bénéfices attendus
Le présent projet vise à utiliser notre analogue de la kisspeptine, comme traitement d’une pathologie affectant la reproduction, l’hyperprolactinémie. En termes de bénéfices, le présent projet permettrait ainsi d’apporter une preuve de concept de l’efficacité de notre molécule dans le traitement d’une pathologie humaine (mimé par un modèle murin), qui pourrait, in fine, être appliqué à d’autres pathologies associées à un dysfonctionnement de la reproduction chez l’Homme.
Procédures
Les 168 animaux inclus dans cette procédure seront soumis à des injections répétées, de façon biquotidienne tous les jours ou tous les 2 jours. Au 20ème jour après le début du protocole, des prélèvements de sang sériés seront réalisés 40 et 20 minutes avant l'injection du traitement puis 20, 40, 60, 80, 100, 120, 180, 240, 300, 360, 420, 480, 540 et 600 minutes après l'injection pour un total de 16 prélèvements afin de doser la concentration plasmatique d'une hormone cible. Au 21ème jour les animaux seront mis à mort par perfusion intracardiaque de paraformaldéhyde.
Impact sur les animaux
En termes de manipulation des animaux, les injections et prises de sang sont des manipulations maitrisées par le laboratoire et réalisées par du personnel expérimenté. Cependant, des effets tels que des douleurs, perte de poids et perte de mobilité peuvent être observés mais sont anticipées par l'injection d'analgésiques au moment des procédures. De plus un suivi journalier sera mis en place pour prévenir ce genre d'effets et pouvoir traiter les animaux en conséquence.
Devenir
Afin de pouvoir réaliser des études immunohistochimiques sur tissus fixés, tout les animaux seront perfusés par la voie intracardiaque.
Remplacement
Il nous est impossible d'utiliser des modèles in vitro pour des études mécanistiques de ce type. L'étude de l'effet de l'analogue de la kisspeptine sur la fonction de reproduction en cas d’hyperprolactinémie nécessite un système complexe et vivant tel que le modèle murin afin d'avoir une compréhension complète des mécanismes mis en jeu (effet de la molécule sur la sécrétion des hormones liées à la reproduction, effet sur l’expression de gènes cibles dans des tissus périphériques, …). Aussi, ce genre d’étude n’à, à ce jour, aucun équivalent qui n’emploi pas de modèle animal.
Réduction
Notre protocole expérimental a été mis en place de sorte à réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés. Ainsi, nous aurons besoin de 7 animaux par groupes afin d'obtenir une puissance statistique suffisante. Avec la formation de 24 groupes nous aurons donc besoin de 168 animaux au total.
Raffinement
Les animaux impliqués dans cette étude sont élevés dans les conditions d'élevage classique dans des cages en présence d'enrichissement (de type carton pour la mise en place d'un nid, petite cabane en carton...). De plus, les animaux seront visités au moins une fois par jour avec contact direct ou non (sans réalisation de procédure), permettant l'habituation de l'animal à l’expérimentateur et un suivi du bien-être des animaux. Aussi, une attention toute particulière sera portée aux points limites. Un suivi journalier sera mis en place tout au long de la période d'expérimentation pour évaluer l'état de bien-être des animaux en s'assurant que les points limites ne soient pas atteints. Le comportement et l'apparence des souris sera suivi avec attention et les animaux seront pesés tous les jours pendant 3 jours après les chirurgies, injections ou prises de sangs puis tous les 2 jours jusqu'aux prochains prélèvements sanguins. Ce suivi permettra d'évaluer le bien-être des animaux et de décider de l'euthanasie ou le soulagement de la douleur des animaux suivant le stade d'atteinte des points limites. Afin de de réduire le stress lié aux prélèvements de sang et permettre l'habituation des animaux à cette procédure, un morceau de nourriture appétente sera apporté aux animaux après chaque prélèvement sanguin.
Choix des espèces
La souris est un très bon modèle pour analyser les effets de composés sur la physiologie et le comportement tout en offrant la possibilité de réaliser des parallèles avec d’autres espèces qui permettront d’avoir un bon aperçu de l’effet de la kisspeptine sur le long terme. Les mécanismes d’action de la kisspeptine, de façon aigüe chez la souris sont très bien documentés au niveau de la physiologie de la reproduction et les mécanismes sous-jacents sont bien décrits et conservés chez les mammifères. Ces études font suite à des manipulations in vitro et permettront, in fine, de poursuivre avec des expérimentations sur l'espèce humaine et constituent alors un chainon essentiel au développement de notre approche de façon optimale et rigoureuse L'approche expérimentale nécessite un système reproducteur complètement développé et mature, les animaux employés devront donc avoir atteint la maturité sexuelle, avec un âge minimal de 9 semaines
Impact de la dioxine sur des modèles de souris souffrant d’obésité, d’insuffisance cardiaque ou rénale
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système cardiaque
- Système endocrinien
1120 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour 700 d'entre elles et sévère pour 420. Elles subissent un infarctus par ligature coronaire ou une néphrectomie quasi complète, deux chirurgies de trois heures, complétées par un cathétérisme cardiaque et un gavage de dioxine, pour étudier la toxicité de ce polluant sur des souris obèses ou insuffisantes cardiaques et rénales. Le porteur indique que les opérations peuvent entraîner une perte de poids de 10 à 20 % et une mortalité accrue dans les trois jours suivants. Il décrit la souris comme un "modèle de choix" et juge l'usage de l'animal "essentiel", en s'appuyant sur des lignées transgéniques.
Objectifs
Les dioxines sont des molécules chimiques appartenant à la famille des polluant organiques persistants dans l’environnement. Les dioxines sont majoritairement produites de manière involontaire lors de la combustion industrielle. L’exposition des Hommes aux dioxines résulte de l’ingestion d’aliments contaminés. En effet, une fois émises dans l’environnement, les dioxines polluent les sols et l’eau, se retrouvent ensuite dans les végétaux, les poissons et d’autres animaux où elles s’accumulent, contaminant ainsi toute la chaine alimentaire. Les dioxines sont des contaminants stables qui peuvent persister longtemps dans le corps humain et endommager le bon fonctionnement de l’organisme. Elles exercent leurs effets toxiques en se fixant sur un récepteur aux hydrocarbures aromatiques nommé AHR (Aryl Hydrocarbon Receptor), un facteur régulant l’expression de certains gènes. Des études récentes démontrent que AHR joue un rôle important dans les atteintes cardiaque et rénale liées à l’exposition aux polluants. En particulier chez l’homme, l’activation de AHR est associée à un risque accru de développer une hypertension artérielle et une atteinte rénale et ainsi de surmortalité cardiovasculaire. Il a également été montré chez les rongeurs que l’activation de AHR par les polluants favorise le développement d’une hypertrophie cardiaque et induit une toxicité rénale. Le cœur et les reins sont deux organes fortement interconnectés et la dysfonction de l’un peut affecter la fonction de l’autre conduisant ainsi à une maladie appelée syndrome cardio-rénal. Nous avons montré que AHR est exprimé dans ces deux organes et qu’ils répondent à l’exposition aux dioxines en activant les gènes cibles de la voie AHR. Le rôle des polluants environnementaux et de l’activation de la voie AHR dans le développement du syndrome cardio-rénal n’est pas connu. Les objectifs de notre travail sont : - D’étudier l’effet d’une exposition chronique à de faible dose de dioxine sur le développement du syndrome cardio-rénal dans différents modèles de souris présentant 1/ une atteinte cardiaque primaire ou 2/ une atteinte rénale primaire ou 3/ dans des modèles d’obésité d’origines alimentaire ou génétique. - De déterminer si le potentiel effet de dioxine sur le syndrome cardio-rénal est médié par l’activation de la voie AHR.
Bénéfices attendus
Ce travail offrira une meilleure compréhension des mécanismes par lesquels les polluants environnementaux accélèrent l'apparition du syndrome cardio-rénal et la progression de l'insuffisance cardiaque et rénale dans les populations vulnérables et notamment chez les individus obèses.
Procédures
Les procédures chirurgicales sur animal anesthésié sont au nombre de trois : 1. Modèle d'insuffisance cardiaque post-ischémique (durée : 3 heures) 2. Modèle d'insuffisance rénale par néphrectomie quasi complète (durée : 3 heures) 3. Analyse de l'hémodynamique cardiaque par cathétérisme consistant à introduire une sonde (cathéter) dans le ventricule gauche afin de mesurer les pressions et les volumes cardiaques (durée : 30 min). Les procédures non ou peu invasives sur animal anesthésié ou vigile sont au nombre de six : 1. Échocardiographie sur animal anesthésié (durée : 20 minutes) 2. Gavage au polluant ou au solvant sur animal vigile (durée : 20 secondes) 3. Récolte des urines sur la nuit (durée : 12h) 4. Mesure de la pression à la queue sur animal vigile (durée : 10 min) 5. Test de résistance à l’insuline (durée : 1h30) 6. Test de résistance au glucose (durée : 1h30 de test).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables sont principalement ceux liés à la chirurgie (modèle d’insuffisance cardiaque post-ischémique ou néphrectomie) ; pouvant dans les trois premiers jours suivant l’opération conduire à une atteinte aigue cardiaque ou rénale et une mortalité accrue des animaux les plus atteints. Les effets indésirables seront la perte de poids (de 10 à 20%), une altération de leur apparence physique (manque de toilettage, poil ébouriffé, paupière fermée, posture anormale) ou un comportement anormal (mobilité réduite, agressivité). Dans notre expérience, passées les premières 72h, il est rare d’observer des signes de souffrance chez l’animal ayant subi une thoracotomie ou une ablation partielle ou complète du rein, suggérant que la période critique douloureuse est limitée à ce temps court après la chirurgie.
Devenir
A la fin de chaque procédure, tous les animaux (1120 souris) seront mis à mort. Leurs organes seront prélevés afin de réaliser des analyses histologiques et moléculaires nécessaires pour atteindre les objectifs de notre étude.
Remplacement
L'utilisation de modèles animaux pour étudier la toxicité cardiaque et rénale par les polluants est essentielle pour atteindre les objectifs de notre projet de recherche et notamment l’évaluation de l'apparition de l'insuffisance cardiaque et/ou rénale chez la souris adulte. La souris est le modèle de choix en raison des similitudes physiopathologiques avec les maladies cardio-rénales humaines. Par ailleurs, les souris génétiquement modifiées peuvent fournir des notions importantes sur le rôle de la voie de signalisation du récepteur aux hydrocarbures aromatiques appelé AHR (Aryl Hydrocarbon Receptor) dans la toxicité des polluants, avec une grande pertinence pour la santé humaine.
Réduction
Nous allons réduire le nombre d'animaux par l'utilisation des méthodes non invasives (échocardiographie, cage métabolique, pression artérielle à la queue) permettant de répéter les analyses sur le même animal au cours de la maladie, mais aussi grâce à l'utilisation de tests statistiques appropriés. Nos expériences dans le laboratoire ont démontré que : - des groupes de n=10 animaux par groupe expérimental sont nécessaires pour les analyses histologiques et moléculaires compte tenu de la variabilité biologique de la réponse aux polluants. - des groupes de n=15 animaux par groupe expérimental sont nécessaires pour les évaluations fonctionnelles compte tenu de la variabilité interindividuelle et de la mortalité accrue post-opératoire dans nos deux modèles chirurgicaux (infarctus du myocarde et néphrectomie).
Raffinement
Pour raffiner, la souffrance des souris sera réduite en utilisant des sédatifs et analgésiques. Pour l’échocardiographie et les modèles chirurgicaux, les souris seront anesthésiées et des injections d’antidouleurs seront faites en pré- et post-opératoire afin de limiter la douleur. Les animaux seront examinés de façon quotidienne en post-opératoire et durant toute la durée du protocole avec une attention particulière durant les trois premiers jours suivant la chirurgie afin de vérifier leur état général de santé. Pour cela, nous suivrons la grille d’évaluation proposée tenant compte des changements du poids corporel, de perturbation de l'apparence physique et du comportement. Tout animal auquel aura été attribué un score élevé à cette évaluation recevra des analgésiques. Tout animal auquel aura été attribué un score trop élevé sera immédiatement mis à mort. Nous tentons également d'améliorer la qualité de l´élevage en enrichissant les cages expérimentales.
Choix des espèces
La souris a l’avantage indéniable de permettre l’utilisation des souris trangéniques et notamment de souris où AHR est spécifiquement invalidé dans les cellules endothéliales vasculaires. De plus, la souris a le fort avantage du fait de sa petite taille de limiter les quantités de polluants utilisés par l'expérimentateur et les animaliers. Nous avons depuis de nombreuses années mis en place le modèle d’infarctus du myocarde induit par ligature coronaire définitive chez la souris conduisant une insuffisance cardiaque progressive dès la première semaine après l’intervention chirurgicale. Il en est de même pour le modèle de néphrectomie conduisant à une insuffisance rénale chronique. Nous avons également une excellente expérience des évaluations fonctionnelles et structurelles cardiaques et rénales in vivo ainsi que ex vivo dans ce modèle chez la souris. Nos expériences concernent de jeunes adultes (8 semaines), âge auquel le système cardiorénal est entièrement formé.
Caractérisation de la réponse des chèvres à une épreuve alimentaire en relation avec le génotype de longévité
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
54 chèvres en lactation vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis gardées vivantes pour être réutilisées dans une épreuve inflammatoire ultérieure. Chaque animal subit une diète de 48 heures suivie de prises de sang répétées, avec dosages sanguins et laitiers, pour caractériser la réponse métabolique du ruminant laitier. Le porteur affirme que ces modifications biologiques "ne peuvent être étudiées qu'in vivo". Il précise que les chèvres sont habituées aux prélèvements, la mise à mort n'étant prévue qu'en cas de non-récupération de leur santé.
Objectifs
Les changements climatiques impactent les animaux ainsi que les fourrages (Qualité et quantité), l’établissement utilisateur possède des lignes sélectionnées pour leur longévité et résilience au niveau phénotypique. Dans cette saisine nous soumettons les animaux à une épreuve alimentaire qui consiste à substituer une ration standard (foin + concentré) par de la paille pendant 48h. Cette épreuve vise à mimer ce que des chèvres d’élevage pourraient rencontrer à l’avenir Ce changement de régime alimentaire va induire des changements métaboliques au niveau de l’animal, induire un stress transitoire. Les animaux vont mobiliser des réserves. Par cette épreuve alimentaire, nous allons réaliser des prises de sang et de lait préalable à l’épreuve, au cours de l’épreuve et suite à l’épreuve. L’objectif de ces prélèvements est d’identifier des marqueurs biologiques dont la présence serait significative pour identifier des animaux mieux adaptés et plus résilient au sein d’une population. En effet nous souhaitons identifier au sein de nos 54 chèvres qui ont un phénotype longévité plus (LGV+) ou longévité moins (LGV-) des individus ayant montré une meilleur réaction à l’épreuve (perte de poids moindre, diminution de la production laitière moindre, perte d’état corporel moindre) et qui au niveau sanguin et lait contiendrait des marqueurs biologiques d’interet par rapport aux autres. L’objectif est d’identifier ces marqueurs biologiques, de chercher ensuite au niveau génétique des différences. Pour in fine, utiliser ces différences génétiques et phénotypiques en sélection pour les agriculteurs de demain
Bénéfices attendus
A court terme, le projet doit permettre de vérifier que des dosages de certains métabolites du sang (N=7) et du lait (N=13) peuvent prédire la résilience des chèvres à un stress d’origine alimentaire. Ces dosages pourront ensuite être utilisés par les éleveurs pour piloter les pratiques d’élevage (nutrition, soins) et par les organismes de sélection pour améliorer la résilience génétique des chèvres
Procédures
Les animaux sont soumis à des prises de sang en amont de l'épreuve alimentaire (n=5) de 9ml autour de la mise bas sur l'intervalle J-27 à J+14, de prise de sang (n=13) durant l'épreuve alimentaire de J-7 à J+9 et de 3 prises de sang après épreuve alimentaire (en avril, aout et Octobre). Deux prises de sang additionnelles (10 ml) seront nécessaires pour le génotypage des animaux et le dosage de Glycoproteines associé à la reproduction (Pregnancy Associated Glycoprotein= PAG). Soit un volume de sang prélevé inférieur à 140 ml correspondant à moins de 2% du volume total de l'animal sur une période de 15 jours. La prise de sang est effectuée en moins d'une minute et le nombre de prise de sang est de 23 . Les animaux sont soumis à un changement alimentaire de 2 jours (diète à base de paille) avec un retour progressif de l'alimentation contrôle.
Impact sur les animaux
Dans ce projet, nous réalisons des prises de sang. Les chèvres peuvent éprouver un stress léger lors des contentions nécessaires pour les prises de sang. Une nuisance éventuelle serait l'apparition d'hématome suite aux prises de sang effectuées. Par ailleurs, nous proposons dans ce projet une épreuve nutritionnelle transitoire correspondant à une diète de 48h. Les chèvres feront l’objet d’une surveillance journalière pendant toute la durée de la diète et du retour à une alimentation normale (J-7 à J9 ; 15 jours), au moins 2 fois par jour au moment de la traite, et dans leur lot d’élevage, afin de veiller au bien-être des animaux. En cas de manifestation simultanée de plusieurs signes cliniques (animal prostré, isolé, respirant vite, ayant une forte température >41.5°C pendant plus de 2 heures, anorexique) une intervention vétérinaire aura lieu et l’animal sera sorti du protocole si nécessaire. D’après la bibliographie, nous attendons des réductions de poids de 8% en moyenne pendant la période de restriction alimentaire. A ces pertes moyennes, peuvent s’additionner des variations individuelles parfois importantes (écart type = 4.3% ; variations observées entre -1% et -19% ; données personnelle) mais dans tous les cas, toutes les chèvres avaient récupéré 90% de leur poids initial dès 2 jours après la reprise alimentaire. Des pesées et l’évaluation de l’état corporel seront réalisées tous les jours sur la période d’épreuve alimentaire (J- 7 à J9 ; 15 jours). Une perte de poids >15% s’accompagnera d’un retrait immédiat de l’animal du protocole, et celui-ci intégrera l’alimentation contrôle de façon anticipée
Devenir
Tous les animaux seront gardés en vie. Aucune mise à mort n’est prévue, car les chèvres auront recouvré leur état antérieur de santé à la fin de l’essai. Dans le cas, peu probable, d’atteinte des points limites, les animaux concernés seront sorties du protocole et soignés . Dans le cas de non recouvrement de leur santé, la mise à mort sera opérée par le veterinaire sanitaire soit en urgence par un opérateur expérimentés et habilités de la structure. Les animaux sont prévus d'être réutilisés pour une épreuve inflamatoire au minimum 1 mois après l'epreuve alimentaire et selon l’avis de la vétérinaire SBEA.
Remplacement
La réponse suite à la diète nutritionnelle du ruminant laitier implique des modifications biologiques complexes, qui incluent également leur impact sur la production de lait et le métabolisme énergétique qui nous intéressent ici et qui donc ne peuvent être étudiés qu’in vivo
Réduction
Nous demandons une nouvelle saisine pour 54 chèvres. Ces 54 chèvres étaient prévues dans une precedente saisine mais du fait du covid et de changements sur l'etablissement utilisateur , cela n’a pu avoir lieu et nous n’avons pas utilisé ces 54 animaux dans la précédente saisine (autorisant 100 chèvres au total). Cet effectif de 100 se justifie comme suit. Nous voulons observer des différences entre 0.5 et 1 x l’écart type de la valeur du dosage de métabolite. Il s’agit de 7 variables pour des dosages sanguins et 13 variables pour des dosages de lait. Ceci implique que nous ayons entre16 et 63 animaux par groupe (2 lignées LGV+ et LGV-), soit un total de 32 à 126 chèvres. Au vu des possibilités expérimentales nous avons donc proposé d’évaluer 100 chèvres au total sur 2 années. Les analyses statistiques des métabolites s’appuieront sur des analyses de variance, intégrant les effets de l’année (100 chèvres sur 2 années), du jour de mesure et de la lignée. Des classifications non supervisées seront également conduites (ACP, clustering hiérarchique) pour identifier des types de réponse différents, indépendamment de l’appartenance aux lignées.
Raffinement
Les chèvres seront hébergées en groupe, sur une litière paillée. Le milieu sera enrichi avec des brosses et des plateformes en bois. Elles seront nourries à volonté (hors diète de 48h et retour progressif +24h à la ration normale). Les prises de sang réalisées ne nécessitent qu’une contention minimale, les animaux étant habitués à être manipulés. Les prélèvements seront réalisés alternativement à gauche et droite du cou pour ne pas sensibiliser la zone de ponction. Un baume décongestionnant, antiseptique et cicatrisant sera appliqué, en massage sur les veines, en cas de besoin. Un apprentissage aux prises de sang sera mis en place avant la période où la fréquence des ces prélèvements sera élevée, soit durant le mois précédent la diète. Les chèvres feront l’objet d’une surveillance journalière pendant la durée de la diète (48h) et pendant les 7 jours suivants. Des points de limites ont été mis en place -hyperthermie >41,5 °C pendant plus de 2 heures -décubitus sternal -anorexie Un animal presentant 2 des signes suivants sera traité et écarté de l’essai et placé sous surveillance jusqu’à son rétablissement complet. Par ailleurs une perte de poids >15% s’accompagnera d’un retrait immédiat de l’animal du protocole, et celui-ci intégrera l’alimentation contrôle de façon anticipée.
Choix des espèces
L’espèce caprine est l’espèce cible. La physiologie et la réponse métabolique des ruminants sont particulières à ces especes. Nous utilisons des chèvres primipares non gestantes en lactation, afin d’évaluer la réponse à une épreuve nutritionnelle (diete de 48h) mais également l’impact de l’épreuve sur la production de lait et le métabolisme énergétique en phase productive.
Amélioration du processus de cicatrisation par l’usage de miels de production régionale en application locale sur un modèle de plaies cutanées appliqué chez le rat Wistar
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
12 rats Wistar vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Quatre plaies cutanées sont créées sur chaque animal sous anesthésie, avec des changements de pansement tous les deux jours sous anesthésie et un écouvillonnage répété, avant la mise à mort pour prélever le tissu cicatriciel. Le projet compare le pouvoir cicatrisant de trois miels régionaux de La Réunion, et le porteur suit la douleur au moyen de la Rat Grimace Scale. Il indique avoir déjà mené des tests in vitro et ex vivo sur explants de peau mais affirme "avoir besoin" d'un animal vivant pour étudier la cicatrisation dans son ensemble.
Objectifs
L’objectif du projet est d’étudier l’amélioration du processus de cicatrisation par l’usage de miels de production régionale en application locale sur un modèle de plaies cutanée sur des rats Wistar. Le processus de cicatrisation comporte 4 étapes en condition physiologique : l’hémostase, l’inflammation, la prolifération et le remodelage. Ces étapes se succèdent grâce aux recrutements des cellules immunitaires et la migration de cellules résidentes qui vont sécréter des facteurs permettant d’aboutir à la complète réparation de la lésion cutanée. En situation pathologique, ce processus peut être altéré (infection, maladie métabolique, irradiation…) et entrainer un retard de la cicatrisation et/ou une cicatrisation de moins bonne qualité, avec un risque de réouverture récurrente des plaies qui deviennent alors chroniques. Il est donc important d’envisager de nouvelles stratégies thérapeutiques basées sur l’utilisation de ressources naturelles ayant des propriétés anti-inflammatoires, antioxydantes et anti-microbiennes. A ce titre les miels très utilisés en médecine traditionnelle pour leur potentiel cicatrisant présentent un intérêt croissant. Cependant il manque encore des données scientifiques pour étayer cela. Dans ce projet, les propriétés cicatrisantes de 3 miels appliqués localement ; avec une composition, des propriétés physico-chimiques et biologiques différentes en comparaison à un sucre analogue, à un miel commercial de référence et à un contrôle sans traitement (miel remplacé par de la vaseline) ; seront évaluées sur un modèle de plaies cutanées sur rat Wistar. Dans un premier temps, nous souhaitons évaluer les propriétés cicatrisantes des miels sur des plaies aigües en condition non pathologique. Nous pourrons ainsi étudier d’une part la potentielle amélioration de la qualité de la cicatrisation (composition du tissu cicatriciel, force, tension, contraction et résistance) et d’autre part la possible accélération du processus de cicatrisation.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus concernent principalement la santé humaine et vétérinaire. Les données scientifiques feront l’objet de publications dans des journaux internationaux permettant ainsi une valorisation de la biodiversité locale. De plus, cette étude participe au développement d’une nouvelle stratégie thérapeutique innovante, dans les cas de plaies chroniques retrouvées dans le cadre de complications associées à des pathologies comme l’obésité et le diabète, qui constitutent de véritables problèmes de santé publique sur le territoire réunionnais.
Procédures
Les différentes interventions réalisées sur les 12 rats de l'étude sont les suivantes : - Procédure chirurgicale sous anesthésie générale volatile (30 min) - Changement de pansement (tous les deux jours) sous anesthésie générale volatile (15 min) avec écouvillonnage des plaies (à J0, J+10, J+20) - Mise à mort des 12 rats à la fin de l'étude sous anesthésie générale volatile
Impact sur les animaux
Les principales nuisances sont celles imputables à la chirurgie à savoir : anesthésie, injections, réalisation des plaies, stress et douleurs. Le suivi des plaies se faisant tous les deux jours sous anesthésie, peut engendrer un stress lié à l’endormissement et au réveil de l’animal. De plus, le positionnement des pansements peut constituer une gène (risque de retrait du pansement, difficultés à se mouvoir). L’isolement des rats en cas d’atteintes de points limites peut également constituer une source de stress.
Devenir
Mise à mort pour récupération du tissu cicatriciel et analyses histologiques et biochimiques.
Remplacement
Des tests préliminaires in vitro de cytotoxicité ont été réalisés préalablement sur un modèle de cellules épithéliales humaines de la peau, afin d’extrapoler la concentration de miel à utiliser sur notre modèle animal. De même, les propriétés anti-inflammatoires et l’impact des miels sur la capacité de migration des cellules ont été évaluées in vitro. Par ailleurs, le potentiel anti-microbien des miels a été démontré sur des micro-organismes fréquemment retrouvés dans les plaies. Pour compléter cela et affiner les critères de séléction des miels, une étude ex vivo a été menée sur des explants de peau de rats, permettant de discriminer trois miels au potentiel cicatrisant remarquable. Afin de répondre à notre objectif scientifique, nous avons besoin d’évaluer les propriétés des miels sur un modèle animal vivant pour étudier le processus cicatriciel dans son ensemble, notamment des phases telles que l’angiogénèse et la réinnervation, avec les contraintes que peut subir la peau au quotidien à savoir étirement, relâchement, inflammation locale.
Réduction
Nous avons pu réduire le nombre de rats grâce à une revue systématique bibliographique et à l’utilisation de l’outil statistique R. De plus, la taille des plaies induites de 6 mm, ainsi que la taille des rats, permettront de réaliser 4 plaies par animal. Enfin, les analyses biochimiques et histologiques pourront être réalisées sur les mêmes plaies permettant de réduire encore le nombre d’animaux.
Raffinement
Notre protocole a été optimisé afin de minimiser au maximum les contraintes subies par les animaux. La procédure chirurgicale sera réalisée sous anesthésie avec une couverture analgésique en respectant strictement les règles d’asepsie. Le matériel chirurgical utilisé sera rigoureusement stérilisé au préalable. Les miels utilisés sur les plaies induites auront été soumis à un contrôle microbiologique. Les animaux seront surveillés plusieurs fois par jour et seront observés tous les jours pour détecter tout inconfort lié aux procédures, avec un suivi post-opératoire renforcé dans les premières 48h ainsi que dans les phases de réveil faites en chambre de réveil thermostatée. Nous effectuerons également un scoring de la douleur via l’outil du Rat Grimace Scale.
Choix des espèces
Le modèle du rat WISTAR a été selectionné dans cette étude. Le rat est un modèle largement utilisé dans la recherche pré-clinique en chirurgie. La souche de rat choisie est reputée robuste et elle est peu couteuse. Il s’agit d’un modèle de référence dans les études sur la réparation de lésions cutanées et le modèle expérimental est donc très bien référencé. Par ailleurs, ce modèle possède une architecture de la peau proche de celle retrouvée chez l’Homme ; présence d’épiderme, lame basale, derme, hypoderme et présence de follicules pileux. La taille de l’animal nous permettra de faire plusieurs plaies par rat et donc de réduire notre nombre total d’animaux. Nous travaillerons avec des rats mâles adultes de 8 semaines (300 g en moyenne). Les jeune râts adultes ont une meilleure récupération post-chirurgicale et nous n’ajouterons pas de biais de cicatrisation lié à l’âge de l’animal qui aura une peau plus souple à 8 semaines. Cela permettra d’avoir un processus de cicatrisation optimal.
Étude in vivo de la pharmacocinétique de la dexaméthasone administrée localement par un implant d’oreille moyenne dit « Turbo Ear Cube » chez la gerbille de Mongolie.
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
60 gerbilles de Mongolie vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune est opérée des deux oreilles en une seule intervention de 45 à 60 minutes, pour recevoir un implant d'oreille moyenne chargé en dexaméthasone, et passe sous anesthésie générale, avant et après l'opération, trois ou huit enregistrements de son audition. Après un ou six mois, l'équipe prélève sous anesthésie le liquide de son oreille interne, puis la tue pour analyser ses cochlées. Le seul effet indésirable listé est une perte auditive due à l'implant, et le porteur décrit la chirurgie comme "peu invasive et peu douloureuse". Il affirme que seul un "modèle animale vivant" permet de suivre la diffusion du médicament dans l'oreille interne.
Objectifs
Selon l'OMS, 360 millions de personnes souffrent de déficience auditive handicapante (5 millions en France). Les traitements médicaux destinées a l’oreille interne par voie systémique sont limitées par l’existence de la barriere hémato-cochléaire qui empeche le principe actif d’atteindre sa cible. L’objectif de l’étude est le développement d’outils de délivrance de principes actifs via la fenêtre ronde.
Bénéfices attendus
Nous espérons que le prélèvement de liquide périlymphatique à l’apex cochléaire permettra une analyse précise et fiable de la pharmacocinétique du médicament. Nous nous attendons à mettre en évidence des concentrations plus élevées en dexaméthasone avec l’implant d’oreille moyenne, sans gradient de concentration baso apical et avec une concordance de gradient histo-biochimique. Nous espérons mettre en évidence une durée prolongée de délivrance de la dexaméthasone dans le groupe « long terme ».
Procédures
- Potentiels évoqués auditifs (PEA) réalisés sous anesthésie générale pour une durée totale de 20 à 30 minutes maximum. Toutes les gerbilles avant la chirurgie puis à 1 semaine et 1 mois post opératoire et à 2 mois, 3 mois, 4 mois, 5 mois et 6 mois pour le groupe "long terme". Cela correspond à 3 interventions dans le groupe "court terme" et 8 interventions dans le groupe "long terme". - Chirurgie d'implantation du dispositif d'oreille moyenne sous anesthésie générale pour une durée totale de 45 à 60 minutes selon la courbe d'apprentissage : toutes les gerbilles avec le dispositif chargé en dexaméthasone dans une oreille, la moitié des gerbilles bénéficiera du dispositif non chargé en dexaméthasone dans l'oreille controlatérale et l'autre moitié bénéficiera d'une injection transtympanique de dexaméthasone dans l'oreille controlatérale. Ainsi, chaque gerbille bénéficiera d'une seule intervention au cours de laquelle les 2 oreilles seront opérées. - Prélévement péri lymphatique à l'apex cochléaire sous anesthésie générale de chaque oreille soit une durée totale de 40 à 50 minutes : à 1 mois pour le groupe "court terme" et à 6 mois pour le groupe "long terme". Chaque gerbille bénéficiera d'une seule intervention au cours de laquelle le prélèvement sera réalisé sur les 2 oreilles.
Impact sur les animaux
Perte auditive lié à l'implantation du dispositif d'oreille moyenne.
Devenir
L'ensemble des 60 animaux seront mis à mort après le prélévement péri lymphatique afin de réaliser le prélèvement puis l'analyse en immunofluorescence des cochlées.
Remplacement
Il s'agit d'une étude de délivrance d'un produit au sein de l'oreille interne, il n'existe pas d'alternative non animale pour la réalisation de ce type d'étude. Seul un modèle animale vivant peut nous permettre d'étudier la pharmacocinétique du dispositif au sein de l'oreille interne.
Réduction
Un nombre d'animaux suffisant (30 par groupe) a été choisi pour pouvoir réaliser des tests statistiques paramétriques, qui sont plus robustes (Tests t de Student et ANOVA). Les deux oreilles de chaque animale sera utilisé : l'une bénéficiera du principe actif l'autre bénéficiera de la technique de référence ou sera utilisé comme controle négatif.
Raffinement
En cas de signe(s) de souffrance (hyperactivité ou isolement, indifférence par rapport au milieu extérieur, diminution du comportement exploratoire, fuite ou défense à la manipulation, poil hérissé par absence de toilettage, voussure dorsale, vocalises, perte de poids supérieure à 10 %) un traitement analgésique sera mise en place précocément par injection intrapéritonéale de Buprénorphine (Vétergésic® ou Buprécare®) à raison de 0,03 mg/kg toutes les 6 à 8 heures. Cette situation est peu probable car il s'agit d'une chirurgie peu invasive et peu douloureuse.
Choix des espèces
La gerbille de Mongolie est un excellent modèle animal en audiologie et otologie pour 4 raisons : - spectre auditif étendu aux basses fréquences, ce qui en fait le rongeur (avec le Chinchilla) qui présente le spectre auditif le plus proche de l'Homme, - bulle auditive (zone qui contient les oreille moyennes et internes) naturellement hypertrophiée, ce qui en fait un bon modèle chirurgical pour ces régions, - rareté des épisodes d'otites moyennes aiguës, ce qui en fait un bon modèle pour l'évaluation non infectieuse des chirurgies otologiques, - ancienneté d'utilisation du modèle depuis de nombreuses années par notre équipe nous permettant d'acquérir une certaine expertise le concernant. Les gerbilles de Mongolie auront environ 10 mois, ce qui constitue le meilleur compromis entre un âge adulte donnant des animaux de taille suffisante pour faciliter la microchirurgie et un âge suffisamment jeune permettant de s’affranchir des problèmes de presbyacousie. En effet, la gerbille de Mongolie est un excellent modèle animal de presbyacousie. Son audition est adulte à partir de 18 jours et la presbyacousie débute vers 18 mois, avec une élévation du seuil de 10 dB SPL vers 22-24 mois et une franche perte auditive (20 à 30 dB SPL) à 36 mois de vie.
Evaluation de la tolérabilité et de l’efficacité de candidats-médicament administrés par voie intrathécale chez le primate non-humain
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
116 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, chacun pouvant recevoir jusqu'à six injections intrathécales, dans le canal rachidien, sous anesthésie générale, et subir jusqu'à dix prises de sang par semaine sans anesthésie. S'y ajoutent des prélèvements de liquide céphalo-rachidien, une collecte d'urine de 24 heures en module d'hébergement, un examen des yeux de 30 à 40 minutes sous anesthésie et un gilet d'enregistrement porté 12 heures. Après chaque injection, le porteur envisage une baisse des réponses des membres inférieurs jusqu'à 48 heures, une démarche et une posture perturbées jusqu'à quatre heures après le réveil, des contractions musculaires et, plus rarement, des fuites urinaires. Tous sont tués pour l'analyse de leurs tissus, sauf 28 témoins qui pourront être réutilisés dans d'autres études. Ces travaux préliminaires servent à régler les doses des études réglementaires qui suivront, menées sur la même espèce.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer très précocement l’efficacité et la toxicité éventuelle de candidats-médicaments administrés par voie intrathécale afin de pouvoir proposer le meilleur traitement aux patients atteints de troubles neurologiques graves tels que par exemple les maladies neurodégénératives (Alzheimer, Parkinson…) ou des atteintes neuropsychiatriques (épilepsie, …). Les études dans ce projet permettront d’ajuster au mieux les doses et le schéma expérimental des études réglementaires (diminution des contraintes pour l’animal).
Bénéfices attendus
Détecter le plus précocement possible des effets potentiellement toxiques des candidats-médicaments en développement permettra en plus d’assurer la réduction du nombre d'animaux qui seront utilisés à des fins de recherche pour sécuriser in fine l’utilisation chez les patients. Ce projet nous permettra également de comprendre l’impact du geste de l’administration spinale (voie intrathécale) répétée d’un traitement et à terme d’identifier des biomarqueurs d’intérêt pour rendre plus sûre l’administration du traitement chez les patients et améliorer ainsi leur prise en charge.
Procédures
•Injections intrathécales réalisées sous anesthésie générale : jusqu’à 6 injections maximum avec un délai minimum de 7 jours entre les 2 injections (durée acte : 15min maximum) •Prélèvements de liquide céphalo-rachidien sous anesthésie générale juste avant les injections intrathécales et plus rarement entre 2 injections intrathécales. (durée : 2 à 3 min en fonction de la vitesse d’écoulement) •Prélèvements sanguins sur animaux vigiles (au maximum 10 par semaine ou dans la limite de 7,5% du volume total circulant ; quelques secondes •Prélèvements urinaires en hébergeant l’animal dans un module d’hébergement adapté pendant 24 heures maximum pour collecter les urines. •Examen des yeux sous anesthésie générale (utilisation d’une lampe à fente) : 30 à 40 min •Examen du système cardiovasculaire (port gilet pour monitoring sur 12h) par électroencéphalogramme et prise de la tension artérielle (2min max).
Impact sur les animaux
Dans ce projet, les effets indésirables anticipés concernent ceux inhérents à la voie d’administration intrathécale et pourrait inclure : une diminution transitoire (jusqu’à 24-48 heures après injection) des réponses des membres inférieurs pouvant induire ou non une perturbation de la démarche et la posture de 30 minutes à 4 heures après le réveil, contractions musculaires durant la procédure ou juste après injection, de rare troubles neurologiques tel que des fuites urinaires (jusque 4 heures après injection). Ces effets potentiels seront gérés par l’utilisation de points limites adaptés afin de limiter au maximum l’apparition et la durée des effets décrits ci-dessus. La douleur et la souffrance potentiellement présentes sont liées aux administrations et aux prélèvements de sang et de liquide cérébrospinal. Ces désagréments sont gérés sous anesthésie générale excepté dans le cas des prélèvements de sang où l’anesthésie provoquerait plus de souffrance et de stress que l’acte en lui-même pour lesquels les animaux sont habitué par renforcement positif.
Devenir
Tous les animaux dans ce projet seront euthanasiés pour procéder à l’analyse post-mortem des tissus (immunohistochimie/biochimie) à l’exception de certains animaux témoins (n=28 sur l’ensemble du projet) qui pourront être ré-utilisés dans d’autres études après accord vétérinaire.
Remplacement
Actuellement, il n’existe pas d’alternative validée scientifiquement, éthiquement et règlementairement à l’utilisation des animaux dans le cadre du développement clinique de tout nouveau médicament. Les progrès scientifiques ont permis de diminuer le nombre d’animaux utilisés en privilégiant les tests in silico et in vitro pour la sélection précoce des molécules. Cependant, les progrès réalisés n’ont pas permis la substitution complète des tests in vivo qui demeurent un requis réglementaire. Comme ces études permettent de choisir les doses des études réglementaires obligatoires et d’identifier les organes cibles potentiels pour ajuster au mieux les examens à réaliser dans les études réglementaires, elles doivent être réalisées sur le même modèle animal que celui des études réglementaires.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé est réduit à son minimum afin d’atteindre l’objectif du projet. Pour ces études, en tenant compte de la disponibilité de données historiques pour de nombreux paramètres étudiés et de leur variabilité, on utilise 1 à 3 animaux/sexe/dose. Le choix du nombre d’animaux dépend de la variabilité des paramètres étudiés. Ces études préliminaires permettront de limiter le nombre d’animaux utilisés à des fins scientifiques dans les études réglementaires.
Raffinement
Une procédure d’analgésie et d’anesthésie sera appliquée au moment des administrations intrathécales. Une observation accrue et adaptée du comportement de l’animal sera faite suite à l’administration afin de s’assurer qu’il ne présente pas de signe défavorable ou que l’apparition d’éventuels signes liés à la procédure ne soit que transitoire (ex : démarche anormale). Concernant le reste des examens pratiqués, afin de ne pas interférer sur les paramètres étudiés, les animaux ne seront pas anesthésiés mais ils seront habitués par renforcement positif. Une grille de point limite adaptée est mise en place pour prise de décision rapide (arrêt de la dose, décalage d’examen prévu, euthanasie de l’animal). En cas de nécessité, le vétérinaire pourra intervenir et décider de la mise en place de soin spécifique. Tous les animaux sont mis en groupes, sauf cas exceptionnel justifié scientifiquement (enregistrement télémétrie ou signes nécessitant l’hébergement individuel) ou éthologiquement (incompatibilités), avec de l’enrichissement adapté aux besoins des primates.
Choix des espèces
Les études de ce projet ont pour but de prédire au mieux les effets indésirables secondaires liés aux candidats médicaments chez l’Homme ainsi que son efficacité sur l’engagement de la cible associée à la distribution du médicament dans l’organisme humain. Dans ce contexte, le modèle primate non-humain peut être sélectionné à la place d’une autre espèce non-rongeur parce qu’ils sont plus proches de l’humain notamment sur la totalité des paramètres suivants : • Sur le plan pharmacologique et toxicocinétique : exposition au médicament, élimination, fraction libre du médicament… • D’un point de vue du métabolisme : type et quantité relative de métabolites produits suite à l’administration d’un médicament • D’un point de vue physiologique : réactions physiologiques similaires (engagement de la cible) et pertinentes pour évaluer la sécurité chez l’Homme • Sur le plan expérimental : évaluation des formulations et excipients tolérés, voies d’administration possibles Données historiques : expérience avec des médicaments compétiteurs de la même catégorie Ces études étant préliminaires aux études réglementaires qui utilisent principalement des adultes et de jeunes adultes, il est donc prévu d’utiliser des animaux du même stade de développement.
Caractérisation et quantification de l’action anti-fibrosante cardiaque de nouveaux composés pharmacologiques chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
1920 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit un infarctus provoqué par l'obstruction d'une artère coronaire, l'implantation sous-cutanée d'une mini-pompe et deux échocardiographies sous anesthésie, avant d'être tué par exsanguination intracardiaque ou dislocation cervicale pour prélever le cœur. Le porteur reconnaît que l'insuffisance cardiaque provoquée par l'opération peut être une source de souffrance. Il décrit la souris comme un "modèle de choix" et qualifie cette étape d'"indispensable" avant l'homme, les retombées cliniques restant formulées au conditionnel.
Objectifs
L’insuffisance cardiaque (IC) est une pathologie qui touche le muscle cardiaque et qui indique l’incapacité du cœur à assurer son rôle de pompe. L'IC touche plus de 1,2M de personnes en France et est caractérisée par une lourde mortalité. Les causes de l’insuffisance cardiaque sont nombreuses mais la cause la plus fréquente est l’infarctus de myocarde (IM). Celui ci est caractérisé par une perte de masse musculaire et qui est remplacé par un tissu fibreux qui ne peut plus se contracter. Ces modifications mèneront à l’IC avec une diminution de la capacité du coeur à pomper le sang dans la circulation. Actuellement, il n’existe aucun traitement efficace pour limiter cette fibrose cardiaque. L’objectif de ce projet est de tester de nouvelles molécules qui empéchent le développement de la fibrose et préservent le muscle cardiaque et son fonctionnement. Ces nouveaux principes thérapeutiques seront étudiés dans un modèle d’infarctus du myocarde chez la souris car il se rapproche beaucoup de ce qui est observé chez l'homme. Ces résultats seront considérés comme un programme de développement pré-clinique pouvant soutenir le passage ultérieur chez l’homme.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à évaluer le bénéfice d'une nouvelle approche thérapeutique limitant le développement de l’IC. Les résultats de ce projet pourront soutenir un futur projet chez l'homme.
Procédures
Dans le cadre de ce projet de recherche, nous allons réaliser 5 interventions : Dans un premier temps, réaliser une échocardiographie sous anesthésie générale sur tous les animaux afin de mesurer la fonction cardiaque de base (15 minutes par souris). Dans un second temps, implanter une mini-pompe osmotique en sous cutanée pour tous les animaux et sous anesthésie générale (10 minutes par souris). Deux jours après, induire une ischémique myocardique permanente par l’obstruction de l’artère coronaire sous anesthésie générale et locale. Cette intervention est unique, réalisée une seule fois sur chaque souris modèle et dure moins de 20 minutes. 7 jours ou 14 jours après la chirurgie (selon le protocole), réaliser une deuxième échocardiographie (15 minutes par souris) pour mesurer la fonction cardiaque post chirurgie et post traitement. Ce geste sera réalisé sur l’ensemble des animaux sous anesthésie générale. Un groupe d’animaux (160 souris) sera mis à mort par exsanguination intracardiaque et le cœur sera ensuite prélevé pour une étude histologique. Pour le reste des animaux (1760 souris), ils seront mis à mort par une dislocation cervicale (animal sous anesthésie générale profone à l'isoflurane 5%).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sont liés à l’expérimentation, principalement l’inconfort lié à la préhension des animaux et la douleur au point d’injection. Il y a également les effets indésirables liés à la chirurgie comme l’insuffisance cardiaque. En effet, cette chirurgie pourrait être une source de douleur pour les animaux et l’insuffisance cardiaque engendrée par l’opération peut être également une source de souffrance pour la souris. Cependant, il n’y a aucun effet indésirable lié à l’échocardiographie.
Devenir
A l’issue des différents gestes techniques réalisés sur le même animal (imagerie échocardiographie, implantation d’une mini-pompe, infarctus du myocarde, exploration de la fonction cardiaque), tous les animaux seront mis à mort dans le but de prélever le cœur. Ceci nous permettera d’étudier l’efficacité du traitement à l’aide de différentes techniques (histologie, immunohistochimie, cytométrie en flux, western blot …).
Remplacement
Les molécules à étudier ont fait l’objet de tests préliminaires in vitro qui nous ont permis d’identifier les cibles thérapeutiques impliquées dans la fibrose. Notre projet nécessite d'utiliser un modèle in vivo en raison d’une approche physiopathologique du système cardiovasculaire intégrée sur animal entier. La réalisation de ce projet constitue une des étapes précliniques indispensables avant l’application chez l’homme de ces approches thérapeutiques.
Réduction
La physiopathologie ainsi que la cinétique du modèle (infarctus du myocarde) sont bien connues et ont été bien étudiées ce qui permet de mieux définir la durée des expériences et éviter la mise à mort des animaux à différent temps après la chirurgie. Le nombre d'animaux nécessaire a été défini en fonction de type d’analyses nécessaires pour tester l’efficacité des traitements et nous avons pris en compte la mortalité des souris infarcies durant le protocole de telle sorte que les résultats obtenus soient suffisants statistiquement pour conclure sur l'efficacité de nos approches thérapeutiques. Les analyses sont généralement réalisées avec un nombre minimal de 6 animaux survivants par groupe. Les méthodes d'imagerie qui seront utilisées étant non invasives et non douloureuses, les animaux pourront être suivis au cours du temps et les paramètres étudiés seront mesurés chez le même animal. De plus les molécules seront, dans un premier temps, testées uniquement pendant 7 jours (post-op) afin de vérifier leur efficacité. Si nous remarquons que les traitements sont efficaces, nous continuerons les expériences avec une durée de traitement plus longue (14 jours post-op). Si nous ne voyons aucun effet du traitement à 7 jours, le projet s’arretera et nous n’utiliserons pas les souris dédiées pour une durée de traitement plus longue.
Raffinement
Le suivi quotidien des animaux par un personnel qualifié et la mise en place de points limites adaptés permettront d’identifier et de limiter toute souffrance et douleur, d’abord par l’injection des antalgiques dans la limite du possible pour ne pas interférer avec l’expérience en cours et par une mise à mort anticipée selon les méthodes réglementaires, si nécessaire. L'ensemble des chirurgies de ce projet sera réalisé sous anesthésie générale associée à une analgésie pré-opératoire.
Choix des espèces
La recherche clinique sur la fibrose cardiaque chez l’homme est limitée pour des raisons éthiques, c’est pourquoi le recours aux modèles animaux est indispensable pour élucider les mécanismes mis en jeu. La souris est un des modèles les plus utilisés en recherche biomédicale. Au-delà de l’aspect pratique (reproduction rapide, connaissance du modèle, coût modéré), la proximité de son génome avec le génome humain (80% d’homologie) en fait un modèle de choix : par exemple la structure des tissus musculaires et cardiaques murins est très proche de celle de l’homme. Nous pouvons donc utiliser la souris comme modèle expérimental et les résultats observés permettront de mieux comprendre la fibrose et prédire l’efficacité du traitement chez l’Homme. Des souris jeunes adultes (agées de 8 à 12 semaines) car leur système cardiovasculaire est bien developpé.
Reconstruction osseuse fémorale avec greffe d’un biomateriau (cmRNABone) 1/3
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
96 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque rat subit une chirurgie du fémur pour y greffer un biomatériau imprimé en 3D, puis quatre séances d'imagerie X et IRM sous anesthésie sur huit semaines, avant la mise à mort pour analyser l'os. Le porteur indique une douleur modérée liée à la chirurgie et prévoit la mise à mort si la perte de poids dépasse le seuil fixé. Il présente cette étape sur le rat comme un préalable à des essais chez de "gros animaux" puis en clinique, l'issue conditionnant de futures demandes de financement.
Objectifs
En raison des changements de mode de vie et du vieillissement des nations industrialisées, les lésions osseuses traumatiques et les fractures fragiles induites par l'ostéoporose représentent un énorme défi médical et socio-économique. Ce projet vise à créer une nouvelle approche de régénération osseuse qui combine l'administration de gènes et l'impression 3D pour la création de matrices personnalisées qui permettraient d'aboutir à une meilleur réparation osseuse ainsi qu'une meilleure régénération des nerfs et des vaisseaux sanguins de la zone.
Bénéfices attendus
Les résultats des expériences menées sur ce modèle animal sont un préalable à la poursuite des travaux sur d'autres modèles, notamment chez les gros animaux. De mauvais résultats obtenus avec ce biomatériau conduiront à son abandon. En revanche, des résultats positifs (régénération osseuse au moins partielle, supérieure à celle observée avec le matériau de référence) permettent d'envisager le dépôt de demandes de financement pour la poursuite des études : tests chez le gros animal, puis essais cliniques.
Procédures
Chaque animal sera soumis à une chirurgie orthopédique (il s'agit d'un acte chirurgical unique d'une durée de 20 minutes), puis à 2 séances d'imagerie de rayons X (durée de l'examen: 15 minutes) et d'IRM (durée de l'examen: 30 minutes) à J1, J14, J28, J56. Toutes les séances d'imagerie se dérouleront sous anesthésie.
Impact sur les animaux
La chirurgie orthopédique peut entraîner une douleur modérée. La radiographie et l'IRM peuvent être considérées comme des actes expérimentaux de gravité légère , développées sous anesthésie générale.
Devenir
Ils sont tous euthanasiés à semaine 8 pour procéder à une analyse histologique des tissus dans la région opérée.
Remplacement
L'utilisation en clinique d'un nouveau procédé chirurgical avec un biomatériau nécessite impérativement une phase d'expérimentation pré-clinique. Des études in vitro ont été réalisées pour éliminer une éventuelle toxicité cellulaire du biomatériau et pour évaluer le potentiel de différenciation ostéoblastique de ce complexe. Aucune méthode in vitro actuelle (ex. organoïdes, sphéroïdes,...) n'a démontré la capacité ou ne présente de validation scientifique permettant d'étudier simultanément la formation osseuse, la vascularisation et l'innervation induites par les biomatériaux tout en tenant compte de la complexité d'un être vivant (système immunitaire, flux sanguin...).
Réduction
L'utilisation de systèmes d'imagerie non invasive (IRM et microtomographie de rayons X) permet de réduire considérablement le nombre d'animaux utilisés. En effet, le suivi de chaque animal permet d'obtenir des informations sur le processus de régénération et sur divers autres paramètres biologiques à différents temps, sans avoir besoin de euthanasier les animaux. Sans ces procédures, il faudrait envisager des groupes de rats pour chaque temps expérimental où une analyse est requise.
Raffinement
Toutes les interventions sont faites sous anesthésie générale et une analgésie adaptée sera appliquée en post-opératoire pour limiter la douleur. La chirurgie est faite dans les meilleures conditions d’asepsie, d’anesthésie, de prise en charge de la douleur. Surveillance accrue des animaux en post opératoire pour détecter tout signe de souffrance, et la soulager. L'itinéraire et les plans de voyage entre l'animalerie et les sites d'imagerie par rayons X et IRM seront optimisés afin de réduire la durée du voyage. Les animaux pourront s'acclimater après le transport afin de réduire leur détresse. Les conditions optimales d’hébergement sont garanties pour les animaux tout au long du projet. Toutes les modifications de comportement et d’aspect seront consignées dans un fichier informatique par les personnes impliquées directement dans ce projet. Les critères suivants seront prépondérants dans la détermination des points limites: en cas de isolement de l’animal, poil hérissé́, ou perte de poids hebdomadaire supérieure à 20 %, de la nourriture hydraté et de l’eau sera mise à disposition au fond de la cage, et un traitement antalgique par Buprénorphine sera également administré, cependant, en cas de persistance de un de ces points pendant plus de 3 jours, le vétérinaire ou le porteur de projet sera contacté pour prendre une décision sur la procédure à adopter (continuation/adaptation des soins ou mise à mort); la perte de poids pendant plus de 5 jours entraînera la mise à mort immédiate de l’animal; et la perte de poids pendant plus de 2 jours, associé à des problèmes de locomotion, et douleur évidente au niveau de la patte opéré, entraînera aussi la mise à mort immédiate de l’animal.
Choix des espèces
Le rat Sprague Dawley a été choisi à la suite de travaux réalisés dans notre laboratoire et par d'autres équipes portant sur l'analyse des propriétés histologiques et biologiques des membranes induites en site osseux fémoral chez le rat . Il est d'autre part décrit dans de nombreuses études dans le monde. Animaux adultes , poids 350-400 grammes. La croissance du squelette doit être arrivée à son terme. Il faut des animaux de poids suffisant pour supporter la procédure
Développement et optimisation de séquence d’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) sur animaux sains
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
Rats : 100
300 rongeurs, 200 souris et 100 rats, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ce sont des animaux sains, soumis à des examens d'IRM sous anesthésie pouvant durer jusqu'à trois heures avec injection d'un agent de contraste, uniquement pour mettre au point des séquences d'imagerie. Le porteur indique que l'anesthésie provoque hypothermie, dépression respiratoire et cardiovasculaire, et présente pourtant l'IRM comme "en parfaite adéquation avec les 3R". Ces animaux sains sont tués à l'issue, jugés non réutilisables du fait de leur âge et des anesthésies répétées.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de mettre au point, optimiser et développer de nouvelles méthodes d’imagerie par résonance magnétique (IRM) afin d'offrir le plus grand panel d'outil pour la caractérisation, la recherche de biomarqueurs de pathologies. L’IRM, technique d’imagerie biomédicale en perpétuelle évolution, est extrêmement attractive pour les études précliniques et cliniques. Elle est non invasive et non irradiante en parfaite adéquation avec les 3Rs. Elle permet : 1) de remplacer l’utilisation de techniques plus invasives pour l’obtention d’information similaire ; 2) d’avoir des informations anatomo-fonctionnelles complémentaires et/ou inaccessibles par d’autres techniques dans des conditions de bien-être animal sans comparaison. Ces nouvelles informations peuvent être intégrées dans une étude pour la raffiner comme nouveau critère d’inclusion ou d’exclusion. Cela permet d’obtenir une meilleure qualité des résultats qui n’auront pas besoins d’être répétés, réduisant ainsi le nombre d’animaux; 3) un suivi longitudinal individuel des modifications anatomo-fonctionnelles permettant ainsi de réduire très significativement le nombre d’animaux nécessaires ; 4) d’avoir accès à des informations déjà utilisées chez l’homme quotidiennement dans les services hospitaliers, permettant de développer des projets de recherche translationnelle.
Bénéfices attendus
L’IRM est une technique d’imagerie biomédicale non-invasive et non irradiante largement utilisée chez l’Homme. Son utilisation dans les projets précliniques permet de remplacer des techniques plus invasives, de réduire le nombre d’animaux avec des suivis longitudinaux, de raffiner en donnant accès à de nouveaux points limites précoces.
Procédures
Examen IRM sous anesthésie d'une durée maximum de 3h. Injection d'agent de contraste sous anesthésie (durée du geste 1 min max.).
Impact sur les animaux
L’anesthésie entraîne une hypothermie, une dépression respiratoire et cardiovasculaire.
Devenir
Dans la mesure du possible, afin de respecter la règle des 3Rs, les animaux de ce projet seront des animaux sains de réforme non au-préalable utilisés dans un autre projet. Ne pouvant pas être réutilisés au-delà de ce projet du fait souvent de leur âge (animaux de réforme), la répétition de l'anesthésie et surtout la présence d'agent de contraste, ils seront mis à mort à l'issue des procédures.
Remplacement
Des objets tests seront utilisés autant que possible pour limiter l’utilisation des animaux vivants. Malheureusement, à l’heure actuelle, aucun ne reproduit le tissu vivant et les contraintes pour l’IRM de ce dernier (mouvement respiratoire, cardiovasculaire, flux sanguin, hétérogénéité des tissus…). De ce fait, nous sommes contraints de valider nos paramètres sur des animaux vivants.
Réduction
Plusieurs stratégies vont être utilisées pour limiter au maximum le nombre d’animaux dans ce projet consistant à la mise au point de protocole : l’utilisation d’objet test, le passage à l’IRM à plusieurs reprises du même animal et, dans la mesure du possible, nous utiliserons des animaux de réformes.
Raffinement
Les animaux seront anesthésiés et monitorés durant les examens IRM et pour les injections limitant ainsi la douleur. Ils seront hébergés en groupe dans un milieu enrichi (tunnel, élément pour nidification, baton à ronger). A noter que le tunnel permettra la manipulation des animaux éveillés limitant ainsi le stress de la manipulation. Des points limites ont été définis et adaptés par procédure.
Choix des espèces
L’IRM préclinique est un appareil dédié aux études sur les rongeurs. Le rongeur (souris, rat) est depuis toujours le modèle de prédilection pour la recherche biomédicale, par sa taille, son coût, sa manipulation aisée et son taux élevé de reproduction. Il est utilisé comme modèle standard pour l’étude de la plupart des pathologies. Les organes ayant des tailles et des caractéristiques à l’IRM différentes au cours du développement, les animaux sains utilisés seront à différents stade de développement allant de quelques jours après la naissance à l’état adulte.
Test de l’efficacité thérapeutique de petites molécules capables d’inactiver la survie des cellules cancéreuses dans différents types de cancer du sang
- Recherche appliquée
- Cancers
1 040 souris immunodéprimées vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des cellules de cancers du sang humains par la veine ou sous la peau, puis des injections dans l'abdomen cinq jours par semaine pendant trois à six semaines, avec des prélèvements sanguins hebdomadaires. Le porteur indique que la maladie peut provoquer une paralysie des membres postérieurs et une perte de poids, et que les injections répétées peuvent irriter le site et y provoquer une douleur. Il affirme l'animal "indispensable" pour étudier l'effet des molécules sur un organisme entier, quatre peptides ayant d'abord été sélectionnés in vitro.
Objectifs
Les cellules cancéreuses sont caractérisées par leur capacité à échapper au processus de mort cellulaire programmé. Pour résister à la mort cellulaire, elles inhibent les mécanismes de mort, augmentent l'action des facteurs de survie ou effectuent ces deux actions simultanément. Nos travaux ont montré que la protéine de survie AAC-11, conférait aux cellules cancéreuses une résistance aux agents thérapeutiques. Cette protéine pourrait donc constituer une cible thérapeutique intéressante, en particulier dans les cancers du sang, dans lesquels AAC-11 est fortement exprimée. Nous avons développé et optimisé une série de petites molécules capables d’empêcher l’action protectrice de cette protéine in vitro. Il est maintenant nécessaire de poursuivre l’évaluation de ces petites molécules en tant qu’agents thérapeutiques à l’aide de modèles animaux pour différents types de cancer du sang. Nous utiliserons en particulier des modèles de lymphome de Burkitt, myélome multiple et leucémie lymphoïde chronique, qui sont des modèles de cancers du sang dans lesquelles nos petites molécules semblent particulièrement efficaces dans nos tests in vitro.
Bénéfices attendus
Ce projet doit permettre l’évaluation de petites molécules ayant un potentiel thérapeutique dans le traitement des cancers du sang. En raison de la stratégie originale mise en place pour développer ces molécules et sur leur mode d’action, les bénéfices de ce projet à long terme seraient de proposer une alternative thérapeutique efficace et mieux tolérée par les patients les plus fragiles car ciblant spécifiquement les cellules cancéreuses.
Procédures
Dans le cadre de ce projet, nous réaliserons dans un premier temps une étape de mise en place des modèles en injectant les cellules tumorales soit dans la veine de la queue soit sous la peau (au niveau d'un flanc) dans deux types de souris présentant un système immunitaire défectueux (l'absence de système immunitaire chez ces souris leur permet d'accepter la greffe de cellules d'origine humaine). L'injection dans la veine de la queue est réalisée sur souris éveillées et dure 30 secondes. L'injection sous la peau se fait sous anesthésie généralegazeuse et dure environ 2 min. Le développement de la tumeur sera suivi soit par prélèvement sanguin à la veine de la joue (une fois par semaine sur souris éveillée, d’une durée de 10 secondes) soit par la mesure de la tumeur lorsque celle-ci est apparente (mesure au pied à coulisse sur souris éveillée, d’une durée de 30 secondes, ou par imagerie in vivo par bioluminescence lorsque les lignées tumorales expriment le gène de la luciférase seront utilisées. L'acquisition par IVIS sera réalisée sur des souris placées dans une chambre d’analyse équipée d’un plateau chauffant (37°C), d’un système d’anesthésie gazeuse (isoflurane 3% pour l’induction puis 1,5-2% pour la suite de la procédure) et d’une caméra permettant la mesure de la bioluminescence émise par les cellules tumorales. La durée maximale d’acquisition des données de bioluminescence sera de 20 min. Après avoir déterminer la meilleure lignée de souris pour les différents types de cancer, nous évaluerons l'effet thérapeutique de nos petites molécules. Quel que soit le modèle de cancer utilisé (injection des cellules tumorales dans la veine de la queue ou sous la peau), le protocole thérapeutique consistera à injecter les petites molécules dans l’abdomen des souris éveillées 5 jours par semaine pendant 3 à 6 semaines. Le suivi impliquera des prélèvements de sang hebdomadaire sur toute la durée du protocole (modèles avec injection des cellules dans le sang) ou une mesure de la taille de la tumeur au pied à coulisse ou par imagerie in vivo par bioluminescence lorsque celle-ci est apparente.
Impact sur les animaux
L’injection des petites molécules thérapeutiques dans l'abdomen peut entrainer un stress une douleur avec possible risque d'irritation au site d’injection en particulier lorsque celle-ci sera répétée dans le temps (1 fois par jour, 5 jours/semaine, pendant 3 à 6 semaines). Comme tous les médicaments qui doivent entrainer la mort de certaines cellules, ils sont susceptibles d’avoir des effets indésirables sur le bien-être (perte de poids, diarrhée). La mise en place des différents modèles de cancer implique des injections. Dans le cas des injections sous la peau au niveau du flanc, nous pourrons observer dans le temps un inconfort lié à la croissance de la tumeur (gène dans la locomotion des souris). L’injection dans le sang des cellules tumorales pourra également conduire à une douleur de l’animal au cours du temps (développement de la pathologie) avec apparition d’une paralysie des membres inférieurs notamment et/ou perte de poids. Les prélèvements sanguins pourront générer un stress transitoire de l’animal lié à sa manipulation.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés afin d’analyser de manière la plus exhaustive possible l’effet thérapeutiques des petites molécules (prélèvement du sang, des organes et des tissus cancéreux). Dans tous les cas, l’euthanasie se fera au bout de 6 mois maximum ou de manière anticipée en cas d'atteinte de points limites prédictifs et précoces.
Remplacement
Pour la réalisation de ce projet, l’utilisation d’animaux est indispensable car seul un animal vivant, entier, peut permettre d’étudier dans sa globalité l’effet des traitements sur la réponse anti tumorale. Cela est impossible à reproduire complètement dans des systèmes artificiels. De plus la distribution des traitements dans l’organisme joue un rôle important dans l’effet thérapeutique d’une molécule et cela est impossible à reproduire sans l’utilisation d’animaux. Il est a noté que les 4 peptides testés ont été sélectionnés par des études in vitro préalables.
Réduction
Grâce à une analyse statistique et à notre expertise sur ce type d’expériences, nous avons réduit le nombre de souris utilisées au maximum tout en s’assurant d’obtenir des résultats statistiquement significatifs.
Raffinement
Afin de réduire au minimum la douleur et la souffrance qui pourraient être ressenties par les souris, nous prévoyons la mise en place de différentes actions. Les souris seront hébergées dans un environnement enrichi (présence de papier kraft pour la création de nid et de buchette en bois à ronger). Un suivi quotidien (par les animaliers et/ou les expérimentateurs) des animaux est réalisé. Deux fois par semaine, nous réaliserons un suivi clinique des animaux à l'aide d'une grille de score permettant de déterminer des points limites précoces qui conduiront à un renforcement du suivi en cas dès les premiers signes de soufffrance suivi par l'euthanasie des animaux.
Choix des espèces
L’espèce animale choisie dans ce projet est la souris. Cette espèce présente l’avantage d’être un petit mammifère pour laquelle de nombreux modèles de cancer sont déjà bien caractérisés. De plus, la connaissance de son comportement permet aussi l’évaluation du bien-être de la souris et la souffrance liée à l’expérimentation animale peut être aisément effectuée (perte de poids, posture, aspect du poil, comportement agressif, prostration) permettant ainsi une prise en charge rapide et adaptée. Nous utiliserons des souris adultes car les modèles de cancers sont bien établis dans ces conditions.