Procédures modérées
Etude de la génération et la régulation de la fréquence cardiaque chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
3 570 souris vont être utilisées, 2 380 opérées sous anesthésie et tuées avant tout réveil, 1 190 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit jusqu'à cinq injections abdominales, porte un capteur de télémétrie implanté sous la peau et parfois une pompe délivrant un médicament en continu, passe trois échographies cardiaques sous anesthésie générale et vit jusqu'à huit semaines seul en cage. Toutes sont tuées pour des analyses post-mortem du cœur, l'étude portant sur les canaux ioniques du nœud sinusal et la bradycardie. Le porteur signale que l'implant de 1,6 gramme irrite parfois la peau et que l'isolement stresse les animaux, tout en affirmant qu'aucune des cinq libertés fondamentales n'est affectée.
Objectifs
La fréquence et le rythme cardiaque sont des facteurs très importants pour la qualité de la vie et la santé humaine. Définies comme des dysfonctions du rythme cardiaque, les arythmies sont des maladies très répandues avec des degrés de sévérité et gravité très variables, pouvant aller jusqu’à la mort subite. La bradycardie fait partie des arythmies les plus fréquentes. Elle se caractérise par une fréquence cardiaque trop basse (avec risque de syncope) pour répondre à la nécessité physiologique de l'organisme notamment face à l’effort. Elle est plus répandue chez la population âgée, mais peut aussi affecter de jeunes individus. La fréquence cardiaque est générée au niveau de l’oreillette droite du cœur dans la zone que l’on appelle « nœud sinusal ». Notre projet vise à mieux comprendre le rôle de protéines spécifiques, appelées canaux ioniques. Ces canaux ioniques assurent le transfert des particules chargées positivement ou négativement entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule. Ils sont impliqués au niveau du nœud sinusal dans la genèse et la régulation de la fréquence cardiaque. Ces canaux ioniques pourraient constituer de nouvelles cibles thérapeutiques dans la prise en charge de la bradycardie. En utilisant des modèles de souris génétiquement modifiées qui impactent plusieurs canaux ioniques différents, nous allons étudier la génération et la régulation de la fréquence cardiaque. Cette étude se fera par la combinaison de mesures in vivo (électrocardiogrammes et échographies cardiaques) et d’études sur des prélèvements d’organes (cœur). Dans ces différentes approches, nous effectuerons divers traitements pharmacologiques connus pour réguler la fréquence cardiaque. Notre programme de recherche a trois objectifs : (i) Identifier le rôle de ces canaux ioniques dans la régulation de la fréquence cardiaque (ii) Comprendre la fonction de ces canaux dans la bradycardie et les troubles du rythme cardiaque (iii) Proposer de nouvelles approches thérapeutiques pour corriger ces dysfonctions
Bénéfices attendus
L’intérêt de ce projet est de comprendre les mécanismes à la base de la génération et de la régulation cardiaque pour pouvoir à plus long terme proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour la prise en charge de la bradycardie et des troubles du rythme cardiaque.
Procédures
Injections abdominales (injection hebdomadaire, durée de l'injection, environ 30 s). Chaque souris recevra au maximum 5 injections Implantation de capteurs permettant d'enregistrer la fréquence cardiaque, la température corporelle et l'activité. Ces capteurs seront implantés par chirurgie, sous anesthésie générale pour les placer sous la peau (implantation unique, durée totale de l'intervention : 30 minutes), Implantation de pompes permettant la délivrance chronique de médications. Ces pompes sont implantées par chirurgie, sous anesthésie générale pour les placer sous la peau (une fois, durée totale de l'intervention : 15 minutes) Echographies cardiaques réalisées sous anesthésie générale (3 échographies de 15 minutes environ / souris). Ces échographies sont réalisées à différents stades du protocole. Hébergement individuel maintenu pour une durée maximale de 8 semaines. 2 Injections d’anesthésiques plus une injection létale (durée de l'injection, environ 30 s)
Impact sur les animaux
Pour le premier lot d’animaux : L’implantation du transmetteur, en sous-cutané, dure approximativement 40 minutes. Cette intervention est réalisée une seule fois par souris. Au réveil, la souris doit s’habituer à la présence permanente d’un implant de 1.6 g placé dans son dos mais aucune des 5 libertés fondamentales n’est affectée. L’implant en sous-cutanée induit parfois des irritations au niveau de la peau située au-dessus du dispositif. La mise en place de la pompe osmotique peut également induire de légers problèmes cutanés et une faible inflammation. Chaque injection va induire une légère douleur liée à la piqure de l'aiguille. L'hébergement individuel des animaux, suite à l'implantation des capteurs de télémétrie, va causer du stress pour l'animal. Pour le deuxième lot d’animaux : L'injection de l’anesthésique va induire une légère douleur liée à la piqure de l'aiguille. Le prélèvement final peut entrainer une douleur qui est prise en charge par l’analgésie.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour réaliser des analyses post-mortem.
Remplacement
La génération et la régulation de la fréquence cardiaque sont des phénomènes complexes encore mal élucidés. L’activité du système nerveux et la tension artérielle font partie des multiples facteurs pouvant moduler le rythme cardiaque. Par conséquent, pour étudier le rôle des canaux ioniques impliqués dans la détermination de la fréquence cardiaque, nous sommes obligés de recourir à des êtres vivants. La souris est l'organisme modèle permettant ce genre d'étude. L'utilisation d'animaux demeure donc, à ce jour, la seule option pour évaluer avec précision et pertinence les mécanismes associés aux modifications de la fréquence cardiaque.
Réduction
Le nombre d'animaux nécessaire a été déterminé grâce à un logiciel statistique, à notre expertise et aux données bibliographiques. Chaque animal servira à l’acquisition de plusieurs données à la fois afin de diminuer le nombre d’animaux utilisé dans les protocoles.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des environnements enrichis (paille en carton, igloo ou maison en carton). . Un suivi régulier sera appliqué dès le début de nos expériences par du personnel qualifié. Afin de diminuer le stress, les souris seront manipulées quotidiennement par les expérimentateurs avant chaque procédure expérimentale. La douleur induite par la chirurgie est prise en charge par un analgésique pendant et après l'anesthésie. Afin de garantir le bien-être des animaux, des points limites seront appliqués.
Choix des espèces
Le projet utilise la souris car c’est le modèle mammifère de référence pour les techniques de modification génétique qui nous intéressent. Ces modifications génétiques sont l’outil qui nous permettra d’identifier les mécanismes qui nous intéressent dans ce projet. Bien que la fréquence cardiaque de la souris soit significativement plus élevée de celle chez l’humain, il a été montré que les modifications génétiques utilisées dans ce projet reproduisent fidèlement certaines maladies congénitales de l’automatisme cardiaque et du rythme. Le choix de l’espèce est donc approprié pour conduire le projet. Nos études seront réalisées avec des souris adultes. Bien que les bradycardies affectent aussi les enfants et les jeunes adultes, nos approches sont optimales uniquement sur des souris adultes (à partir de 2 mois). De plus, limiter l’étude au stade adulte permet l’observation de la fréquence cardiaque après la fin de croissance, sur un modèle stable.
Etude de l’impact de la malabsorption au fructose sur le comportement alimentaire
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
- Système nerveux
Jusqu'à trente gavages et cinq privations d'eau de quinze heures trente en cinq jours : 360 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. S'y ajoutent une prise de sang et jusqu'à trois injections sur animal vigile, un isolement quotidien d'environ une heure pour mesurer la prise de boisson, et deux passages en pot de plastique jusqu'à ce que l'animal défèque. Le projet cherche à savoir si les souris qui absorbent mal le fructose en boivent moins par aversion, et si leur microbiote en est la cause. Toutes seront tuées pour prélever le cæcum et son contenu.
Objectifs
Le fructose est un sucre très présent dans notre alimentation et mal absorbé lorsqu’il est consommé en excès, on parle de malabsorption du fructose. Cette malabsorption, très fréquente chez les enfants et les jeunes adultes, cause des symptômes gastrointestinaux (production excessive de gaz, diarrhées, douleurs abdominales) et peut induire une sensation de satiété. Nous étudions ce phénomène à l’aide de modèles de souris qui présentent les mêmes difficultés d’absorption du fructose que les humains. Nous avons constaté que le fructose, consommé lors d’un repas ou sur le long terme : augmente une hormone digestive pouvant jouer un rôle dans les douleurs intestinales et la prise alimentaire, modifie la composition du microbiote intestinal, et change le comportement alimentaire des animaux : ils mangent moins pendant les deux premiers jours d’exposition au fructose, puis reviennent à la normale à partir du sixième jour. Nous voulons comprendre si dans ce contexte de mauvaise absorption du fructose, ces changements de comportement alimentaire traduisent un phénomène d’aversion (réaction négative ou ressentiment fort qui pousse à éviter ou à rejeter quelque chose) puis d’habituation suite à la consommation ponctuelle ou répétée à ce sucre et identifier les médiateurs biologiques impliqués. Nous souhaitons savoir si ces modifications de la prise alimentaire sont liés aux changements du microbiote et si ce dernier en est la cause directe. Pour cela, nous comparerons des souris normales à des souris qui absorbent mal le fructose, traitées ou non par des antibiotiques déplétant le microbiote. Elles recevront un régime sans fructose, puis seront soumises à un test visant à évaluer leur préférence ou leur refus de la solution de fructose par rapport à une solution neutre telle que l’eau, un test d’aversion lors d’une exposition ponctuelle, dite « aigüe » (5 min) ou répétée, dite « chronique » (10 jours) à ce sucre. Ce test a pour but de comparer le volume de fructose ingéré sous forme liquide dans la boisson à celui de l’eau afin d’évaluer la préférence de boisson des animaux et ainsi leur potentiel refus (aversion), vis-à-vis de ce sucre. Nous analyserons aussi le microbiote et marqueurs biologiques potentiellement liés à ces modifications du comportement alimentaire. L’objectif est de mieux caractériser la malabsorption du fructose et les mécanismes associés en clarifiant le lien entre le fructose, le microbiote, la douleur viscérale et la prise alimentaire.
Bénéfices attendus
Le bénéfice attendu de ce projet est d’identifier les mécanismes impliqués dans les changements de comportement alimentaire observés chez les souris qui n’absorbent pas bien le fructose, suite à une exposition répétée ou ponctuelle à ce sucre. En effet, cela permettra de mieux comprendre la mise en place de ce phénomène et de déterminer s’il existe un lien entre ces changements de comportements alimentaires, la douleur intestinale, et les changements du microbiote. En effet, l’identification des médiateurs biologiques impliqués dans l’établissement de ces symptômes de malabsorption du fructose, pourraient permettre de développer à terme, de meilleures stratégies alimentaires ou thérapeutiques et ainsi améliorer la qualité de vie des personnes atteintes. De plus, on retrouve des symptômes similaires dans le syndrome de l’intestin irritable (SII), qui est le désordre intestinal le plus fréquent, avec 14,4 à 22 % des patients atteints qui n’absorbent pas bien le fructose. Ainsi, compte tenu de la forte prévalence du SII dans le monde, et d’un pourcentage non négligeable de malabsorption du fructose parmi les patients atteints de SII, il semble crucial d’en décrypter les mécanismes sous-jacents.
Procédures
Les animaux seront soumis à un et/ou deux tests comportementaux ayant pour objectif d’évaluer leur réaction (refus ou préférence) vis-à-vis du fructose via la mesure de sa consommation dans la boisson. Au cours de ce protocole qui durera au total 5 jours, les souris seront soumises à 5 périodes de restriction d’eau de 15h30, à un hébergement individuel (de courte durée (1h05/jour) nécessaire pour mesurer la prise hydrique, à un prélèvement sanguin (moins de 20 secondes) à l’état vigile, à maximum 3 injections (moins de 20 secondes/ injection) à l’état vigile, à maximum 30 gavages (moins de 20 secondes / gavage) à l’état vigile ainsi qu’à de la contention (quelques secondes) à l’état vigile. Les animaux seront soumis à deux prélèvements de fèces au total, au cours desquels les animaux seront placés dans un pot transparent, le temps (maximum 10 minutes) qu’ils évacuent deux fèces.
Impact sur les animaux
Les animaux seront susceptibles d’être seront susceptibles d’être soumis : A un stress et une potentielle déshydratation, lors des périodes de test de préférences et de mesure de la prise hydrique, nécessitant une période de restriction d’accès à l’eau. • A un stress lors de l’hébergement individuel de courte durée, nécessaire pour mesurer la prise hydrique au cours des tests d’aversion, lors de la récolte de fèces impliquant le placement de la souris dans un pot en plastique afin qu’elle émette des selles et lors du prélèvement de sang, nécessitant une contention de moins de 20 secondes. Au cours de ce prélèvement et des injections prévues, les animaux ressentiront une légère douleur due à la piqûre, de l’ordre de quelques secondes.
Devenir
L'ensemble des animaux sera euthanasié afin de prélever certains tissus (caecum et contenu de caecum).
Remplacement
À ce jour, aucun modèle ou technique in vitro ou ex vivo ne permet de reproduire les interactions complexes entre le fructose, le microbiote et l’axe intestin-cerveau. Le recours à des animaux est donc indispensable pour intégrer et analyser de manière globale les données génétiques, physiologiques, du microbiote et de l’alimentation ainsi que les informations biologiques obtenues à partir des dosages hormonaux dans le sang et des analyses des tissus intestinaux et cérébraux.
Réduction
Nous avons prévu d’inclure 12 souris par groupe expérimental et par génotype afin d’obtenir des résultats fiables et significatifs. Ce nombre a été déterminé en prenant en compte la variabilité des mesures de prise hydrique et des dosages ainsi que la variabilité connue des réponses du microbiote et de son adaptation au fructose. Pour analyser les résultats, nous utiliserons des méthodes statistiques adaptées, en fonction du type de données recueillies, pour garantir des conclusions solides et précises. Dans cette perspective de réduction, nous prévoyons de n’inclure qu’un seul groupe contrôle, valable pour l’ensemble des groupes tests.
Raffinement
Pour assurer le bien-être des animaux, plusieurs mesures seront mises en place : • Un enrichissement du milieu de vie : Les souris disposeront de papier sopalin pour construire leur nid, d’un bâton à ronger, d’un abri en propylène rouge, ainsi que de deux hamacs pour réduire les risques de bagarres. • Les animaux seront en groupe ; • Une habituation à la contention : Les animaux seront habitués à la contention et à l’expérimentateur afin de minimiser leur stress pendant les manipulations expérimentales ; • Cages des souris placées côtes à côtes sur le même portoir dans des cages transparentes lors de l’hébergement individuel nécessaire au test de préférence et de mesure de la prise hydrique d’aversion ; • Une surveillance et une pesée seront réalisées quotidiennement pendant la période du test d’aversion, pour contrôler l’état des animaux et s’assurer de leur bien-être tout au long du test et pouvoir intervenir ; • Des points limites seront définis et appliqués.
Choix des espèces
Le modèle souris est largement utilisé dans les recherches sur les maladies gastro-intestinales, en raison de sa pertinence scientifique. Nous disposons de données préliminaires sur ces modèles génétiques originaux, qui sont disponibles uniquement chez la souris et indispensables pour notre étude. De plus, la souris possède les mêmes transporteurs et enzymes impliqués dans le métabolisme du fructose que l’humain ce qui renforce sa pertinence pour cette étude. Enfin, la malabsorption du fructose observée chez l’homme l’est également chez la souris et fait intervenir chez l’un comme chez l’autre, une altération dans la voie du métabolisme du fructose. Les groupes de souris seront testées pour l’aversion au fructose à 7 semaines d’âge, ce qui correspond chez l’humain à environ la tranche d’âge « 18-25 ans », groupe démographique étant le plus grand consommateur de fructose dans la population humaine.
Étude du dialogue entre les cellules nerveuses et les cellules de défense du cerveau pendant la consommation d’aliments gras chez la souris.
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Pour comprendre pourquoi l'obésité abîme davantage les mâles que les femelles, ce projet cible des cellules immunitaires du cerveau, les microglies de l'hypothalamus. 2 952 souris vont être utilisées, 2 880 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 72 un niveau léger, toutes tuées à l'issue. Chacune subit une chirurgie du crâne d'une à une heure et demie avec injection d'un gène dans le cerveau, parfois la pose d'une fibre optique, trois à quatre semaines de récupération, puis une semaine de tests de récompense et d'évitement à raison de deux heures par jour, certaines recevant une injection abdominale dont l'effet dure six heures. Le porteur annonce l'arrêt immédiat de l'expérience si l'état d'un animal se dégrade, sans indiquer les seuils qui déclenchent cette décision.
Objectifs
Le but du projet est de comprendre comment certaines cellules du système nerveux, nommées « microglies » influent sur les troubles métaboliques liés à l’obésité, tout en prenant compte l’impact du sexe dans ce fonctionnement. Nous nous intéresserons plus particulièrement à un type spécifique de neurones situés dans l’hypothalamus. Le projet se déroule en deux grandes étapes : 1) caractériser quelles cellules de cette structure qui s’activent lors de la prise de nourriture grasse, 2) étudier leur rôle dans différents schémas de nourrissage.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre pourquoi l’obésité n’entraîne pas les mêmes complications chez les mâles et les femelles. En comparant des mâles plus vulnérables et des femelles plus résistantes aux troubles métaboliques, nous cherchons à identifier les mécanismes biologiques qui expliquent ces différences. Nous étudions en particulier le rôle de certaines cellules du cerveau appelées microglies, qui participent aux réactions inflammatoires. Mieux comprendre leur fonctionnement dans l’obésité est une étape essentielle avant d’envisager de nouvelles approches thérapeutiques. À plus long terme, ces travaux pourraient contribuer au développement de traitements plus ciblés et mieux adaptés aux différences entre les sexes, afin d’améliorer la prise en charge des patients souffrant de complications liées à l’obésité.
Procédures
Les souris seront soumises à une intervention chirurgicale sous anesthésie générale, au cours de laquelle une injection sera réalisée dans le cerveau afin d’introduire un gène permettant d’étudier l’activité de certains neurones. Selon les cas, un dispositif optique très fin pourra également être implanté pour observer ou contrôler cette activité. L’intervention dure environ une à une heure et demie et se déroule avec une prise en charge de la douleur avant et après l’opération. Une période de récupération de trois à quatre semaines est ensuite prévue. Après cette phase de récupération, les souris participeront à des tests comportementaux pendant une durée maximale d’une semaine, à raison de deux heures par jour au maximum. Ces tests permettront d’évaluer des apprentissages liés au plaisir (récompense) ou à l’évitement (réactions face à une situation désagréable). Pour certaines souris, une injection dans l’abdomen sera réalisée environ 30 minutes avant les tests afin de moduler temporairement l’activité de certains neurones, en les activant ou en les inhibant. Cette injection est très rapide et ses effets durent 6 heures. Au total, la durée complète du protocole pour chaque animal est estimée à environ cinq semaines, comprenant la chirurgie, la période de récupération, les tests comportementaux et les injections.
Impact sur les animaux
Les interventions chirurgicales réalisées chez les souris peuvent entraîner des effets indésirables temporaires. Après l’opération, les animaux peuvent ressentir une douleur ou un inconfort liés aux petites ouvertures pratiquées au niveau du crâne et aux points de suture. Ces effets peuvent s’accompagner d’une inflammation locale (rougeur, sensibilité), d’un risque limité d’irritation ou d’infection, ainsi que d’une baisse temporaire de l’activité ou du poids. Ces signes sont généralement modérés et disparaissent en quelques jours. L’utilisation de certaines souris génétiquement modifiées nécessite l’administration d’un antibiotique qui peut provoquer de légers troubles digestifs passagers. Enfin, certaines étapes de l’étude impliquent un isolement temporaire des souris pendant plusieurs semaines. Cet isolement, bien que nécessaire pour le bon déroulement de l’expérience, peut représenter une source de stress pour les animaux.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure. Quand cela sera necessaire, nous récupèrerons les cerveaux pour des analyses post mortem afin de récupérer les données d’intérêt et de s’assurer de la validité des chirurgies.
Remplacement
La réalisation de ce projet repose sur l’utilisation de souris génétiquement modifiées, permettant d’identifier précisément certaines populations de neurones activées à un moment précis (pendant la prise alimentaire). Ce modèle offre la possibilité d’évaluer comment des modifications ciblées dans certaines régions du cerveau influencent le comportement de prise alimentaire. À ce jour, la souris reste l’organisme le plus adapté pour combiner ces approches génétiques avec des analyses comportementales et fonctionnelles.
Réduction
Les effectifs d’animaux ont été ramenés au minimum, permettant toutefois d’avoir un effet statistique significatif. Nous avons utilisé un outil informatique dédié d’après des données préliminaires disponibles au sein de l’équipe, afin de déterminer le nombre d’animaux nécessaires. Les souris passées en comportement appétitif seront également utilisées pour le comportement aversif, réduisant ainsi le nombre de souris utilisées.
Raffinement
Après chaque intervention chirurgicale, l’état des animaux sera surveillé attentivement pendant au moins deux jours. Un suivi quotidien permettra de vérifier leur comportement général, leur niveau de confort, l’aspect de la zone opérée et l’évolution de leur poids. Si des signes de souffrance ou une dégradation de leur état sont observés, l’expérience sera immédiatement interrompue et des mesures adaptées seront mises en place. Avant les tests comportementaux, les animaux seront manipulés régulièrement afin de les habituer à la présence des expérimentateurs et de réduire leur stress. Leur état de santé sera suivi tout au long du projet. Lorsque les souris seront hébergées individuellement, des aménagements supplémentaires (matériaux de nidification et dispositifs permettant de se cacher ou se reposer) seront fournis afin d’améliorer leur confort, tout en maintenant un contact visuel et olfactif avec les congénères. Pendant les interventions chirurgicales intracérébrales, les paramètres physiologiques seront surveillés en continu. La température corporelle sera maintenue à l’aide d’un dispositif adapté, un gel ophtalmique lubrifiant stérile sera appliqué dès l’induction de l’anesthésie afin de prévenir toute dessiccation cornéenne, et une hydratation adaptée sera assurée. Des mesures analgésiques et anti-inflammatoires seront systématiquement administrées avant et après l’intervention afin de limiter au maximum la douleur et l’inconfort.
Choix des espèces
Les souris fournissent des excellents modèles pour l'étude des réseaux neuronaux, au cœur de notre projet. De plus sa physiologie générale nous permet de nous rapprocher suffisamment de l'homme pour obtenir des données pertinentes sur un point de vue médical, et son cycle de reproduction court permet d’avoir un nombre suffisant d’animaux rapidement. Ce modèle est parfaitement maîtrisé pour ce type d’expérimentation, tant sur le plan des techniques utilisées que sur celui des conditions d’hébergement et de bien-être animal. Il est admis qu’à 12 semaines, la croissance des os est achevée, ce qui facilite les procédures concernant la chirurgie prévue dans le projet. Les souris ne seront plus utilisées au-delà de 11 mois, afin de limiter l’apparition de facteurs liés au vieillissement pouvant interférer avec les analyses.
Utilisation d’un peptide thérapeutique pour contrer la neuroinflammation impliquée dans le trouble dépressif majeur associé à la Trisomie 21 et la maladie d’Alzheimer
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Quatre mois d'administration nasale trois fois par semaine, trois séances d'IRM sous sédation de deux heures et demie, deux tests d'anxiété par semaine dont une suspension par la queue, puis un mois seule en cage pour installer un état dépressif : 320 souris modèles de la maladie d'Alzheimer et de la trisomie 21 vont être utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 64 d'entre elles et modéré pour 256. Le porteur présente cet isolement d'un mois comme le meilleur compromis pour éviter des "souffrances psychologiques inutiles", alors qu'il sert à produire la détresse même que le projet veut mesurer. Il indique aussi que chaque sédation peut abaisser les défenses immunitaires des souris, tout en qualifiant l'IRM de non invasive et indolore. Les souris utilisées pour caler le protocole d'imagerie pourront être réutilisées dans d'autres procédures ou dans des projets d'enseignement, les autres étant tuées pour prélever leur cerveau.
Objectifs
Plusieurs études scientifiques montrent l’importance de la neuroinflammation, c’est-à-dire l’inflammation du cerveau, dans l’aggravation des lésions cérébrales au cours de la maladie d’Alzheimer et l’intérêt de développer une approche thérapeutique la ciblant. Récemment, une nouvelle approche thérapeutique a été testée : il s’agit d’administrer un présentant des propriétés favorisant la prolifération des certains types cellulaires du cerveau et la protection des neurones. Il a été démontré que ce peptide favorisait la mémoire spatiale et l’activation de cellules qui combattent l’inflammation neuronale. Sur la base de cet effet bénéfique, nous souhaitons tester son potentiel thérapeutique pour la maladie d'Alzheimer (MA). Pour cela, nous utiliserons des souris modèles pour la MA, mais aussi pour la Trisomie 21 humaine, une pathologie associée à un risque très élevé de développer une maladie d'Alzheimer en vieillissant. La dépression est également étroitement liée à la MA et à la Trisomie 21, et est donc présente chez de nombreux patients. L'hypothèse que nous faisons ici est que, en traitant l'inflammation et, indirectement, la MA, nous obtiendrons des bénéfices également au niveau de la dépression. Les souris seront traitées avec la molécule à différents stades pour comparer les effets du traitement : avant l’apparition des symptômes de la pathologie neurodégénérative et à un stade plus avancé. Des tests comportementaux et des acquisitions d’IRM fonctionnelles seront corrélés aux informations déjà obtenues sur l’impact sur les mécanismes neuro-inflammatoires. Les tests comportementaux fournissent des informations sur certaines fonctions cérébrales, comme la mémoire spatiale. Grâce à l'IRMf, en revanche, on peut mesurer de manière non invasive à la fois le niveau d'inflammation du cerveau - et la qualité des connexions entre les régions cérébrales paramètre utilisé pour suivre certains troubles cognitifs.
Bénéfices attendus
Cette recherche doit permettre de déterminer si la molécule testée a des effets bénéfiques, en particulier anti-inflammatoires, sur la survenue et la progression de la maladie d’Alzheimer. Si les résultats sont positifs, alors d’autres études pourront être conduites jusqu’en clinique de ce candidat-médicament pour les patients atteints de maladies neurodégénératives, comme la MA et la trisomie 21.L’induction de la dépression par l’isolement social pourrait entraîner un déficit de toilettage chez l’animal, accompagné d’une perte transitoire de poids.
Procédures
Les interventions auxquelles les souris sont soumises sont les suivantes : - un traitement prolongé de 4 mois avec la molécule en question par voie nasale de la durée de quelques seconds, trois fois par semaine en vigile. - Trois séances d'imagerie de 2,5 heures maximum par résonance magnétique sous sédation pour mesurer le niveau de connectivité cérébrale. - Enfin, des tests comportementaux d'une durée maximale de 15 minutes, deux fois par semaine avec un jour de repos entre les deux, compléteront les informations obtenues par imagerie afin d’évaluer le niveau d’anxiété des animaux. Les deux tests employés visent à déterminer quel comportement un animal privilégie : celui provoqué par sa motivation naturelle ou celui influencé par un niveau d’anxiété élevé. Ainsi, un de tests vise à comparer le temps passé dans des couloirs fermés à celui passé dans des couloirs ouverts (moindre si l’animal est plus stressé). Le test de suspension vise à comparer le temps passé à essayer de se libérer à celui passé immobile (plus élevé lorsque l’animal est stressé). - À la fin de la période de traitement, les souris seront hébergées pendant un mois dans des cages individuelles afin de produire un état favorisant la dépression. - La coupe de la queue pour le génotypage est un peu douloureuse.
Impact sur les animaux
L’administration de la molécule peut éventuellement générer un stress léger lié à la manipulation de l’animal par un opérateur. Les séances d'IRM seront espacées d'au moins un mois et nécessiteront une sédation légère, mais chaque sédation peut baisser les défenses immunitaires et fragiliser les souris. La pose du cathéter sous-cutané, nécessaire pour maintenir la sédation lors de certaines sessions d'IRM, pourrait être gênante Le stress pour l'animal, induit par les tests comportementaux. L'hébergement individuel temporaire des souris dans des cages individuelles induira un état de dépression.
Devenir
Une partie des souris vont servir à optimiser un protocole d’IRM fonctionnelle. Elles n’auront pas eu d’injection de la molécule candidate. A l’issue de cette procédure, elles pourront être réutilisées dans une autre procédure ou dans le cadre de projets à des fins d'enseignement. Pour une autre partie, en revanche, il sera nécessaire d’euthanasier les animaux pour récupérer leur cerveau pour des études ultérieures ex vivo, indispensables pour s’assurer de la validité des résultats obtenus par IRM fonctionnelle.
Remplacement
Ce projet de recherche vise à valider in vivo les effets thérapeutiques d’une molécule sur la maladie d’Alzheimer. Il n’existe aujourd’hui aucune méthode alternative (modèle ex vivo ou computationnel) permettant de modéliser la complexité des mécanismes moléculaires, cellulaires, physiologiques inhérent à ce projet. L'utilisation de modèles animaux est indispensable pour comprendre les mécanismes physiopathologiques et tester de nouvelles approches thérapeutiques.
Réduction
Le recours à l’IRM permet de réduire le nombre d’animaux utilisés dans ce protocole : c’est un outil puissant capable d’explorer de manière non invasive de multiples paramètres en une seule séance et adapté au suivi au cours du temps. Nous avons effectué des analyses statistiques basées sur des données précédemment acquises nous permettant de constituer des groupes avec un nombre d’animaux le plus petit possible et garantissant une validité statistique de nos résultats. De plus, l'un des protocoles expérimentaux décrits ici prévoit l'optimisation du protocole utilisé pour anesthésier les souris pendant un scan IRMf, et les souris issues de ce protocole pourront être réutilisées à des fins pédagogiques. Enfin, nous procéderons à une vérification minutieuse et continue des articles scientifiques publiés, afin d'éviter toute répétition inutile des protocoles expérimentaux.
Raffinement
Les IRM, non invasives et indolores, seront réalisées sous anesthésie par un opérateur qualifié. L'anesthésie pourra être réalisée sous forme gazeuse ou injectable (anesthésique ou sédatif administré par cathéter sous-cutané, selon les besoins expérimentaux). Chaque session IRM ne dépassera pas 2,5 heures. La fréquence respiratoire des animaux sera surveillée en continu tout au long de l'examen afin de détecter tout effet indésirable. Lors des séances d’IRM, la tête des animaux sera immobilisée à l’aide d’un dispositif de maintien adapté, afin d’éviter les mouvements pendant l’enregistrement des images. Pour limiter tout inconfort, une anesthésie locale sera appliquée aux oreilles avant la mise en place du dispositif. Les animaux seront maintenus au chaud grâce à un tapis chauffant adapté, afin de prévenir toute hypothermie pendant la procédure. L’hébergement individuel nécessaire pour induire un état dépressif a été réduit à un seul mois. Des études précédentes ont montré que ce délai d'un mois est le meilleur compromis entre l'efficacité, en termes de dépression, et la brièveté, pour éviter des souffrances psychologiques inutiles. Nous avons établi une liste détaillée des points limites, avec des interventions spécifiques à mettre en œuvre pour assurer un contrôle continu du bien-être animal et une réponse rapide à d'éventuels effets secondaires des traitements et expériences prévus.
Choix des espèces
Les souris représentent la quasi-totalité des modèles connus pour la maladie d'Alzheimer et la trisomie 21. De plus, la quantité et la qualité des études des connexions entre différentes régions cérébrales déjà menées sur la souris ont permis non seulement d'optimiser les protocoles d'acquisition et d'analyse des données, mais aussi d'établir des comparaisons directes avec la connectivité du cerveau humain, qui ont montré un haut niveau de similitude. Enfin, la souris permet de suivre l'évolution de la pathologie en l'espace de quelques mois. L'âge des souris à utiliser est déterminé implicitement par les phases par rapport auxquelles nous voulons étudier les effets bénéfiques de la molécule sur la maladie d'Alzheimer.
Mécanismes de neuro-modulation de l’apprentissage et de la consolidation de la mémoire chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélever leur cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune passe six semaines seule en cage, subit une chirurgie crânienne d'au plus 80 minutes, puis dix jours de restriction alimentaire avant d'apprendre à appuyer sur un levier pour obtenir jusqu'à 60 récompenses par jour, l'activité de son cerveau étant enregistrée pendant environ trois heures de sommeil. Le porteur justifie l'isolement par la protection des implants et l'homogénéité de la restriction alimentaire, et reconnaît qu'il provoque du stress. Les retombées annoncées pour la santé humaine sont renvoyées à cinq ou dix ans, quand l'objectif immédiat reste de décrire des mécanismes de neuro-modulation chez la souris.
Objectifs
Les neuro-modulateurs sont importants pour les processus d'apprentissage et la consolidation de la mémoire. De plus, ils sont aussi des cibles pharmaceutiques de prédilection dans le cadre des traitements de certaines maladies psychiatriques (depression, anxiété, Parkinson). Malheureusement, les mécanismes de neuro-modulation impliqués dans l’apprentissage et la consolidation de la mémoire sont peu connus. Dans ce contexte, l’objectif principal du présent protocole est de découvrir les mécanismes de neuro-modulation impliqués dans l’apprentissage et la consolidation de la mémoire chez la souris.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra : à court terme (au terme du projet), d’identifier les mécanismes de neuro-modulation de l’apprentissage et la consolidation de la mémoire chez la souris. À moyen terme (5–10 ans), les données générées pourront servir de base de travail pour le développement de stratégies thérapeutiques ciblant les différents neuro-modulateurs pour la santé humaine.
Procédures
Opérations chirurgicales : tous les animaux sont soumis à une procédure chirurgicale qui dure maximum 80min. Tests comportementaux: tous les animaux sont soumis à une procédure comportermentale pendant laquelle elles apprennent à appuyer sur un levier pour obtenir une récompense. Pendant 5 jours, une fois par jour, les souris disposent au maximum de 60 min pour obtenir 60 récompenses. Des enregistremetns seront rélasés pendant la période de sommeil qui suit le premier jour d’apprentissage (environ 3 heures).
Impact sur les animaux
Les sources éventuelles de nuissances ou effets indésirables dans notre procédure : la chirurgie, l’hébergement individuel la restriction alimentaire et les test comportementaux. La chirurgie est susceptible d’occasionner un stress, une douleur et une perte de poids de manière aigüe (3 jours). L’hébergement individuel est necessaire pour garantir l’intégrité des implants et assurer une restriction alimentaire homogène. En effet, les restrictions alimentaires en cage collective exacerbent les hiérarchies et biaisent l'accés à la nouriture de certains individus. L'hébergement individuel commence avant la chirurgie jusqu'à la fin de la procédure, soit 6 semaines. Il occasionne un stress notamment au début. La restriction alimentaire, dure 10 jours et provoque une légère perte de poid. Lors des tests comportementaux les souris sont engagées dans une tâche de recherche de récompenses alimentaires; pour enregistrer l'activté cérébrale, elles sont connectées ce qui peut constituer une contrainte physique. Cependant au vue de nos données, le déplacement d'une souris connectée et non connectée est similaire.
Devenir
Euthanasie de l'ensemble des animaux à la fin de la procédure expérimentale afin de prélever le cerveau.
Remplacement
Chez l’homme, les neuro-modulateurs sont des cibles pharmaceutiques de prédilection dans le cadre des traitements de certaines maladies psychiatriques (depression, anxiété, Parkinson). De plus, chez l’homme, aucune méthode ne permet de comprendre les mécanismes cellulaires de la mémoire. Nous devons donc utiliser des méthodes permettant de mesurer et de manipuler l'activité de neurones ou de neuro-modulateurs avec des résolutions spatiales et temporelles élevées sur un cerveau intact et vivant.
Réduction
Le nombre d’animaux transgéniques et non-transgéniques (N) utilisé sera réduit à son minimum, en calculant l’estimation de la variance observée avec ce type de données pour atteindre une signification statistique. Nous avons besoin de 480 souris non-transgéniques l’étude des dynamiques des différents neuro-modulateurs et de 320 transgéniques souris pour la manipulation de la libération des neuro-modulateurs. Pour la réalisation de toutes les expériences de ce protocole nous utiliserons 800 souris.
Raffinement
Tous les soins seront pris afin de limiter la douleur et le stress des souris au minimum. Une période de 2 semaines d'acclimatation à l'animalerie (en cage collective) sera respectée à l'arrivée des souris. Après cette période, une habituation à la manipulation sera effectuée pendant une semaine. Les souris subiront des actes chirurgicaux. Afin de réduire au minimum leur souffrance, nous appliquerons systématiquement un traitement antalgique avant et trois jours suivant les actes chirurgicaux qui sont réalisées sous anesthésie gazeuse. Après la chirurgie, l’évaluation de l’état général de l’animal et de son poids est effectuée de façon journalière à partir du moment de la chirurgie. Ces mesures sont consignées dans un cahier d’expérience prévu à cet effet. Pour identifier les dommages et contraintes subis par l’animal, nous avons définis des points limites au nombre de 5. Ces cinq aspects évalués au cours de nos expériences nous aident à déterminer un point final à l’expérimentation. Chaque critère est évalué de 0 à 3 et si un critère obtient le score maximal, ceci induit un arrêt immédiat de l’expérience. Sur la base des critères définis dans ces fiches, les expérimentateurs et les zootechniciens seront informés des procédures à suivre pour limiter toute souffrance chez les souris. A la suite de la chirurgie, les souris seront isolées. Le temps de maintien des souris en habitat isolé sera réduit à son minimum, et les souris auront néanmoins accès à des stimuli olfactifs, visuels et auditifs provenant d’autres cages (ventilation collective et cages transparentes)
Choix des espèces
La souris est un bon modèle pour les études comportementales. Son utilisation est généralisée dans le domaine des neurosciences et en particulier pour l’étude des circuits neuronaux impliquées dans les comportements. Nos objectifs scientifiques nécessitent l’enregistrement et/ou la manipulation des différents neuro-modulateurs. L’existence de différentes lignées de souris rend cette espèce la plus indiquée pour réaliser notre étude. Les animaux seront utilisés entre 2 et 6 mois post natal, soit un âge adulte, l’âge auquel les souris montrent de bonne performance d’apprentissage et de mémoire.
Création d’un modèle murin d’hypertension artérielle pour l’étude de la mécano-transduction dans les cellules valvulaires aortiques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une pompe osmotique implantée sous la peau diffuse de l'angiotensine II pendant quatre semaines pour provoquer une hypertension artérielle. 50 souris vont être utilisées ainsi, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue pour prélever leurs organes. L'hypertension peut entraîner un épaississement du muscle cardiaque, une rétention d'eau et du sodium et des troubles du rythme, sans que la fréquence de ces atteintes soit précisée. L'objectif déclaré tient en une phrase, mieux comprendre les lésions de la valve aortique liées à un flux sanguin anormal, et la description des procédures subies par les souris en une seule ligne.
Objectifs
Les maladies des valves cardiaques, appelées valvulopathies, touchent environ 2,5% de la population générale et cette prévalence passe à 13% chez les personnes âgées de plus de 75 ans. Les valves jouent le rôle de clapets s’ouvrant et se fermant à chaque cycle cardiaque et empêchant le reflux sanguin. La valve aortique est une structure dynamique soumise en permanence à des contraintes mécaniques, notamment des forces de cisaillement liées au flux sanguin. Ces stimuli mécaniques sont perçus par les cellules valvulaires, notamment les cellules endothéliales valvulaires et convertis en signaux biologiques via des mécanismes de mécanotransduction. Dans des conditions physiologiques, un flux laminaire stable contribue au maintien de l’homéostasie valvulaire et participe à préserver l’intégrité structurelle du tissu valvulaire et les propriétés mécaniques et fonctionnelles de la valve. À l’inverse, des conditions hémodynamiques altérées, perturbent ces mécanismes de régulation. Ces contraintes pathologiques induisent une activation des voies de signalisation mécanosensibles dans les cellules valvulaires. Cela conduit à des réponses inflammatoires, et à un remodelage pathologique du tissu valvulaire. L’objectif de ce projet est d’étudier la physiopathologie de la valve aortique et les mécanismes conduisant aux lésions de celle-ci. Pour ce faire nous allons utiliser un modèle de souris présentant un flux sanguin anormal lié à une hypertension artérielle. Cette hypertension sera obtenue par la perfusion continue d’angiotensine à travers une pompe osmotique implantée en sous-cutané.
Bénéfices attendus
Nous attendons de ce projet d’augmenter les connaissances sur la physiopathologie des valvulopathies associées à un écoulement pathologique et ainsi améliorer au mieux la prise en charge thérapeutique des patients.
Procédures
Les animaux subiront une Implantation chirurgicale d’une pompe osmotique sous cutanée délivrant de l'angiotensine II pendant 4 semaines
Impact sur les animaux
l'implantation chirurgicale sous cutanée peut engendrer une gêne ou une douleur modérée dans les jours suivant l’intervention La délivrance de l'angiotensin II est utilisée pour augmenter l'hypertension artérielle. L'hypertension pouvant conduire à : 1) Hypertrophie myocardique et remodelage vasculaire. 2) Rétention d’eau et de sodium, diminution de la diurèse. 3) Troubles du rythme cardiaque.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour prélever les organes et réaliser des analyses post mortem.
Remplacement
Les premières étapes de notre projet ont consisté à étudier un modèle in vitro de cellules valvulaires soumises à un flux physiologique (écoulement maitrisé mimant les forces de cisaillement) et pathophysiologique sur un temps court (1h de culture). Malheureusement, le développement de la réponse cellulaire sur un temps plus long n’est pas possible et nous devons maintenant passer à l’analyse d’un modèle in vivo.
Réduction
Par une approche statistique nous réduirons au strict minimum le nombre d’animaux utilisés dans notre projet. Nous analyserons les données (morphologie et fonction) en utilisant un test de Mann et Whitney en prenant un risque alpha de 0,05, une puissance de test de 0,75 et une taille d’effet d=0,8. En fonction de ces paramètres, il nous faut au moins 21 souris par groupe. Afin de faire face à d’éventuelles pertes d’animaux ou incidents techniques, nous avons augmenté ce nombre de 20%, nous arrivons à un total de 25 souris par groupe.
Raffinement
Dès la réception des animaux dans notre établissement utilisateur, nous porterons une attention au bien-être animal. La manipulation des animaux sera faite par des personnes compétentes et sensibilisées à la manipulation à faible stress des souris contention. Lors du design expérimental, nous avons opté pour l’implantation d’une pompe osmotique permettant une libération continue du traitement afin d’éviter la réalisation d’injections quotidiennes qui sont stressantes et pouvant à terme devenir douloureuse pour les animaux. De plus, afin de suivre l’évolution de la pathologie, nous avons opté pour des approches non invasives de suivi de la pression artérielle et de la fonction cardiaque. Afin de limiter le risque de phénotype sévère pour les animaux, nous avons fait le choix de réaliser un suivi court (sur 4 semaines) et établi des points limites précoces et adaptés.
Choix des espèces
L’anatomie et la fonction du cœur des souris sont proches de celle du cœur humain. Les souris sont de bons modèles d’étude des pathologies cardiaques et de leurs évolutions. Notre modèle reproduira une pathologie valvulaire acquise. Pour cela, les souris utilisées seront adultes. Elles auront une hypertension artérielle induite par la perfusion d’angiotensine (pompe osmotique implantée) pendant 4 semaines.
Production de serum temoin pour validation et libération de lot de produits pharmaceutiques chez le modèle lagomorphe
- Tests réglementaires
- Contrôles de qualité
Produire un réactif de contrôle qualité pour la libération de lots d'un médicament anti-rejet, telle est la finalité de ce projet, qui va utiliser 15 lapins sur cinq ans dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit une puce implantée sous la peau, deux injections immunisantes, une douzaine de prélèvements sanguins à l'oreille sous contention et une transfusion de son propre sang, soit environ 165 minutes de manipulation cumulée, avant un prélèvement final sous anesthésie profonde qui le tue. Le porteur reconnaît que des méthodes sans animaux produisent déjà certains anticorps, puis affirme qu'elles ne donnent pas les propriétés "nécessaires" aux contrôles réglementaires. Le lapin est retenu parce que la matière première du médicament est elle-même produite à partir de lapins et que les pharmacopées exigent un réactif issu de la même espèce.
Objectifs
Certains patients doivent recevoir une greffe d’organe pour survivre. Pour éviter le rejet de la greffe, ils reçoivent des médicaments appelés « anti-rejet », qui diminuent l’activité du système immunitaire. La fabrication de ces médicaments doit être très strictement contrôlée afin de garantir leur qualité et leur sécurité. Pour cela, les laboratoires utilisent des tests capables de détecter d’éventuelles impuretés ou anomalies. Ces tests reposent notamment sur des anticorps, qui sont des protéines capables de reconnaître très précisément certaines molécules. Aujourd’hui, il existe des méthodes permettant de produire certains anticorps sans utiliser d’animaux. Cependant, dans certains cas, ces méthodes ne permettent pas d’obtenir des anticorps ayant les propriétés nécessaires pour les contrôles de qualité des médicaments. Dans ce projet, l’objectif est de produire des anticorps capables de reconnaître plusieurs parties d’une même cible, afin de garantir la fiabilité des tests utilisés pour le contrôle de médicaments. Ces anticorps seront produits chez le lapin, espèce couramment utilisée pour ce type de production car elle permet d’obtenir des quantités suffisantes de sérum. Les animaux seront utilisés en petits groupes (groupe de 3 animaux) afin de limiter leur nombre. Au maximum, quinze lapins seront utilisés sur une période de cinq ans. Ce nombre limité d’animaux a été choisi afin de réduire au minimum leur utilisation tout en garantissant la production d’une quantité suffisante d’anticorps. La nécessité de produire un nouveau lot sera réévaluée après chaque série de production afin de vérifier que les stocks de sérum disponibles restent suffisants pour les besoins analytiques, permettant ainsi de limiter au strict minimum le nombre d’animaux utilisés.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de produire des outils indispensables pour vérifier la qualité et la sécurité de certains médicaments utilisés chez l’humain. Lors de la fabrication de médicaments biologiques, il est essentiel de s’assurer qu’ils ne contiennent pas de contaminants ou de résidus pouvant présenter un risque pour les patients. Les anticorps produits dans ce projet permettront de détecter ces éventuelles anomalies avec une grande sensibilité. À plus long terme, ce projet contribue à garantir la sécurité des traitements administrés aux patients, notamment dans des situations médicales importantes comme les greffes d’organes.
Procédures
Au cours du projet, les lapins feront l’objet de plusieurs interventions. Après environ 10 jours d’acclimatation, une puce électronique d’identification permettant également de mesurer la température corporelle sera implantée sous la peau (durée du geste : 5 min). Après 21 jours, un petit prélèvement sanguin (10 à 15 mL) sera réalisé afin de constituer une réserve de sang qui pourra être utilisée plus tard pour une transfusion si nécessaire. Cette intervention dure environ 20 minutes. La manipulation pour la mesure du poids qui s’effectue 3 fois par semaine (lundi, mercredi et vendredi) dure environ 5 min soit 15 min au total. Deux injections seront ensuite réalisées afin de stimuler la production d’anticorps. Ces manipulations durent pour chacune 10 min soit 20 min au total. Les prélèvements sanguins seront réalisés au niveau de l’oreille. Pour cela, le lapin sera placé brièvement dans un dispositif de contention adapté. Des prélèvements supplémentaires de très faible volume pourront être réalisés dans les heures qui suivent afin de surveiller certains paramètres sanguins. Pour les prélèvements, l’acte dure 15 min soit 30 min au total pour les 2 prélèvements. A cela s’ajoute les prélèvements supplémentaires au nombre de 9 dont 5 min/prélèvement soit 45 min au total. Enfin, le prélèvement final sera réalisé sous anesthésie générale profonde, l’animal étant maintenu endormi pendant toute la procédure jusqu’à son décès. Cette étape dure 30 min. Au total, le temps cumulé de manipulation des animaux au cours de l’ensemble des interventions est estimé à environ 165 minutes par animal.
Impact sur les animaux
La réalisation des injections et des prélèvements sanguins peut entraîner une douleur transitoire liée à l’introduction de l’aiguille à travers la peau et dans la paroi vasculaire. Dans de rares cas, une réaction excessive du système immunitaire peut survenir après l’injection, susceptible d’entraîner une dégradation rapide de l’état clinique de l’animal et pouvant aller jusqu’au décès. Les prélèvements sanguins répétés nécessaires à la constitution du stock de sérum peuvent également entraîner une fatigue temporaire ou une diminution du volume sanguin, une réduction de l’activité ou de la prise alimentaire et hydrique.
Devenir
Le prélèvement final permet de collecter une quantité de sang suffisante pour produire les anticorps nécessaires. Cette étape est indispensable pour atteindre les objectifs du projet et ne permet pas de maintenir les animaux en vie. En cas de dégradation de l’état de santé d’un animal (par exemple une perte de poids) et que cette situation ne s’améliore pas spontanément ou malgré la prise en charge par le vétérinaire, une euthanasie anticipée sera réalisée afin d’éviter toute souffrance inutile.
Remplacement
Aujourd’hui, il existe des technologies permettant de produire certains anticorps en laboratoire sans utiliser d’animaux. Cependant, ces technologies ne permettent pas encore de reproduire certaines caractéristiques des anticorps. Ils doivent reconnaître plusieurs parties d’une même cible afin de garantir la fiabilité des tests utilisés pour le contrôle des médicaments. Les tests de contrôle doivent être valides et conformes aux exigences des autorités sanitaires. Les méthodes alternatives disponibles ne permettent pas encore d’obtenir ce type d’anticorps avec les propriétés requises. Pour ces raisons, l’utilisation d’animaux reste donc nécessaire dans ce contexte.
Réduction
Le nombre d’animaux a été limité au strict minimum nécessaire pour produire une quantité suffisante d’anticorps. Les animaux sont utilisés en petits groupes (3 lapins/cible), permettant d’obtenir un volume suffisant tout en limitant leur nombre. La nécessité de produire un nouveau lot sera réévaluée après chaque série de production afin de vérifier que les stocks de sérum disponibles restent suffisants pour les besoins analytiques, permettant ainsi de limiter au strict minimum le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Les animaux bénéficieront d’une période de repos de trois semaines après leur arrivée afin de permettre la stabilisation de leur état physiologique avant le début de la procédure. Les injections et les prélèvements sanguins seront réalisés au niveau de la veine (injection) et de l’artère (prélèvement) de l’oreille. Afin de limiter la douleur et l’inconfort associés à ces manipulations, un anesthésique local sera appliqué avant chaque procédure. Un suivi clinique attentif et régulier sera réalisé afin d’évaluer l’état général de l’animal. Ce suivi comprendra notamment la surveillance de paramètres cliniques tels que la température corporelle, la coloration des muqueuses et des oreilles, et l’état général de l’animal. Afin de prévenir une diminution des paramètres sanguins et de limiter les effets liés à la réduction du volume sanguin, une transfusion sanguine autologue (sang prélevé sur un animal et réutilisé chez ce même animal) préventive sera réalisée après le second prélèvement. Cette mesure vise à maintenir les paramètres sanguins (globules rouges) dans les valeurs physiologiques et à réduire les conséquences du prélèvement sanguin sur le volume global. Les animaux seront manipulés de manière calme et progressive afin de limiter les réponses de stress.
Choix des espèces
L’espèce lapin a été retenue car la matière première du médicament étudié est elle-même produite à partir du lapin. Conformément aux exigences des guides internationaux, notamment de la pharmacopée européenne et de la pharmacopée américaine, ainsi qu’aux conditions définies dans l’autorisation de mise sur le marché, les réactifs biologiques utilisés pour la validation et le contrôle qualité doivent être produits dans des conditions comparables à celles du procédé de fabrication du médicament. Afin de garantir la pertinence et la fiabilité des méthodes analytiques utilisées pour le contrôle des lots pharmaceutiques, les sérums témoins doivent donc être produits à partir de la même espèce animale que celle utilisée pour la fabrication du médicament. Dans ce contexte, le lapin permet de produire des anticorps présentant des caractéristiques comparables à celles du produit pharmaceutique étudié. Les animaux utilisés seront des lapins adultes âgés d’environ 14 semaines, présentant un poids moyen d’environ 3,5 kg au début du protocole (J0). À cet âge, les animaux ont atteint une maturité physiologique et immunologique permettant une réponse immunitaire efficace et stable. L’utilisation d’animaux plus jeunes pourrait être associée à une réponse immunitaire moins mature et moins reproductible, tandis que l’utilisation d’animaux plus âgés n’apporterait pas de bénéfice scientifique supplémentaire dans ce contexte. Par ailleurs, l’âge et le poids des animaux à J0 sont définis dans le cahier des charges de production, afin de garantir la reproductibilité des procédures et la qualité de la production d’anticorps.
Evaluation de l’efficacité de nouveaux candidats vaccins contre la coqueluche chez le babouin juvénile.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
Une trentaine d'anesthésies par animal, dix-sept séances d'imagerie, douze lavages broncho-alvéolaires et jusqu'à huit semaines d'hébergement individuel : 60 babouins juvéniles vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Tous reçoivent des candidats vaccins puis sont infectés par la bactérie de la coqueluche, avec une toux qui peut durer de trois à six semaines et des saignements après les écouvillonnages. Le porteur décrit le babouin comme la seule espèce reproduisant les symptômes coquelucheux humains, et retient des juvéniles sevrés pour représenter les réponses immunitaires des enfants. 40 babouins sont tués pour prélever leurs organes, les 20 autres restent vivants et pourront être réutilisés dans de nouveaux projets compatibles avec leur historique.
Objectifs
La coqueluche est une infection bactérienne des voies respiratoires responsable de 40 millions de cas et 300 000 décès par an dans le monde. Chez les patients les plus jeunes, les symptômes caractéristiques (fièvre, toux) peuvent évoluer vers une détresse respiratoire grave, voire entraîner le décès. Cette maladie affecte principalement les nourrissons et les jeunes enfants, dont le système immunitaire n’est pas encore pleinement développé. Depuis les années 1940-1950, des vaccins dits « ancienne génération » ont été développés afin d’immuniser les populations. Néanmoins, à partir des années 1990 et en raison de préoccupations liées aux effets indésirables (comme la fièvre et/ou des réactions inflammatoires au point d’injection), des vaccins « nouvelle génération » sont utilisés. Depuis quelques années, une recrudescence des cas de coqueluche a été observée. Des études épidémiologiques, cliniques et précliniques ont démontré que l’immunité conférée par la vaccination avec les vaccins de nouvelle génération diminue rapidement. Ils protègent contre la maladie, mais pas contre la colonisation bactérienne ni la transmission. Ceci a pour conséquence de permettre la transmission de la bactérie aux jeunes populations encore non protégées. Il apparaît donc nécessaire de développer de nouveaux vaccins capables d’induire une immunité durable, protégeant à la fois contre les symptômes, la colonisation bactérienne et la transmission. Dans ce projet, nous évaluerons l’efficacité de nouveaux candidats vaccins pour prévenir la maladie et la colonisation bactérienne chez des primates non-humains juvéniles, comme modèle des populations humaines pédiatriques à risque.
Bénéfices attendus
Les candidats vaccins qui auront montré des résultats satisfaisants chez le modèle primate non-humain pourront à court terme être utilisés lors d’essais cliniques chez l’être humain adulte. Ils pourront, à moyen-long terme, recevoir une autorisation de mise sur le marché pour être utilisés dans les populations humaines adultes et pédiatriques.
Procédures
Les différentes interventions prévues dans ce projet sont réalisées sous anesthésie générale : - Anesthésie des animaux (31 fois environ, 30 minutes, 60 animaux) - Administration de solutions pour l’immunisation (3 fois environ, 5 minutes, 60 animaux) - Infection par la bactérie (1 fois, 15 minutes, 60 animaux) - Prélèvement de sang (31 fois environ, 5 minutes, 60 animaux) - Ecouvillonnage mucosal (27 fois environ, 1 minute, 60 animaux) - Lavage broncho-alvéolaire (12 fois environ, 10 minutes, 60 animaux) - Implantation d’une puce de suivi (1 fois, 30 minutes, 60 animaux) - Imagerie in vivo (17 fois environ, 45 minutes, 60 animaux) - Examen de mesure des variations de volume pulmonaire (11 fois, 10 minutes, 60 animaux) - Euthanasie (1 fois, au maximum 60 animaux) Hébergement individuel (jusqu’à 8 semaines maximum après exposition bactérienne, 60 animaux)
Impact sur les animaux
Dans ce projet, des nuisances ou effets indésirables pourront être observés selon les interventions : Nuisances liées à la vaccination (peu attendues) : Réaction locale, démangeaisons/douleur dans les heures /jours suivant l’administration. Nuisances liées à l’infection par la bactérie : Fièvre légère transitoire pouvant aller jusqu’à 1 semaine. Ecoulement nasal, toux, toux intense pouvant aller de 3 à 6 semaines. Nuisances liées aux anesthésies et prélèvements de sang : Trouble de l’appétit avec plus ou moins de perte de poids mineure ou absence de prise de poids, anémie transitoire (légère), hématome au niveau du site du prélèvement, jusqu’à une semaine. Nuisances suite aux écouvillonnages : Saignement pouvant aller de quelques secondes à minutes. Nuisances liées aux lavages broncho-alvéolaires : Irritation trachéale liée à l’intubation dans les heures suivant la manipulation. Nuisances liées à l’implantation de puces de télémétrie : Réaction locale au site d’incision : gonflement, suintement de la plaie (rare), démangeaisons, durée de 1 à 5 jours. Nuisances liées à l’hébergement individuel : L’hébergement individuel peut entrainer un stress ou de l’ennui. Il sera limité au strict minimum (jusqu’à 8 semaines après l’exposition).
Devenir
40 animaux seront euthanasiés afin de prélever les organes d’intérêt dans le but de réaliser des analyses des tissus. L’accès à ces prélèvements permet d’analyser l’impact de la vaccination ou de l’exposition sur les organes, ce qui ne serait pas possible chez l’être humain. 20 animaux seront gardés en vie et pourront être réutilisés, sur avis vétérinaire, dans de nouveaux projets compatibles avec leur historique afin de réduire le nombre d’animaux naïfs utilisés en recherche.
Remplacement
Dans le cadre de ce projet, l’utilisation de l’animal de laboratoire est nécessaire pour reproduire ce qui est observé chez l’être humain développant une coqueluche, ainsi que l’immunité induite suite à la vaccination. La caractérisation de la maladie, y compris les impacts sur les organes, et la mise en évidence des vaccins à protéger de la maladie n’est pas réalisable avec les modèles actuels non animaux (cellules, organes, ou modélisation informatique). Bien que ces modèles puissent être utilisés pour répondre à des questions spécifiques, ils ne reproduisent pas encore la complexité du corps humain, comme le fonctionnement des organes ou du système de défense contre les infections, ni les interactions entre ces différents éléments à l’échelle du corps entier. En revanche, le primate non humain est très proche de l’être humain sur le plan biologique. Son utilisation permet donc une transposition rapide des résultats précliniques à la clinique humaine.
Réduction
Le nombre d’animaux dans chaque groupe est réduit au minimum nécessaire. Afin de tester l’efficacité des candidats vaccins, le nombre d’animaux a été établi à 6 animaux par groupe expérimental permettant une analyse statistique valable des résultats obtenus.
Raffinement
Les interventions et prélèvements seront réalisés sous anesthésie générale. Un maximum de prélèvements et interventions seront regroupés lors d’une même anesthésie afin de réduire le nombre d’anesthésies. Les anesthésies pouvant entrainer une diminution de l’appétit, une diversification et complémentation de l’alimentation sera instaurée au besoin. Les animaux seront observés quotidiennement. En cas d’apparition de signes cliniques, le vétérinaire de l’installation sera alerté afin d’adapter le suivi et les soins aux animaux. Si les points limites définis sont atteints, les animaux seront sortis de l’étude et l’euthanasie pourra être envisagée. Les prélèvements de sang pouvant entrainer l’apparition d’une réaction locale, un traitement symptomatique pourra être mis en place (désinfection, analgésie locale). Pour limiter l’irritation de la trachée liée à l’intubation lors du lavage pulmonaire, un spray anesthésique sera appliqué localement en amont de la manipulation. L’implantation de puces, permettant un suivi régulier de paramètres biologiques, peut induire une réaction au site d’incision. Un signalement au vétérinaire sera effectué qui pourra décider du retrait de la puce et éventuellement de la sortie de l’animal de l’étude et appliquer un traitement symptomatique (désinfection, analgésie locale). Un traitement analgésique est appliqué avant la chirurgie. Les animaux seront hébergés en cages individuelles suite à l’exposition par la bactérie pour empêcher toute surinfection liée à une contamination croisée et le stress lié à la cohabitation d’animaux développant la maladie. Le programme d’enrichissement sera étendu par ajout de dispositifs alimentaires, jouets, renforcement du contact positif. La durée de l’hébergement en cage individuelle sera limitée à 8 semaines au maximum après l’infection.
Choix des espèces
Le babouin a été sélectionné pour ce projet car il est le seul modèle réunissant les éléments nécessaires à l’évaluation de l’infection par l’agent responsable de la coqueluche : c’est la seule espèce animale connue à reproduire les symptômes coquelucheux retrouvés chez l’être humain. Le système immunitaire de cette espèce est proche de celui des humains et les réponses vaccinales induites chez cette espèce sont semblables à celles observées chez l’être humain. C’est donc le seul modèle permettant d’évaluer à la fois l’immunogénicité et l’efficacité de vaccins. Ce projet a pour objectif d’étudier l’efficacité de nouveaux vaccins contre la coqueluche qui seront administrés à terme à des enfants. Ce projet repose donc sur l’utilisation de babouins juvéniles sevrés (>8 mois) comme modèle des réponses immunitaires des populations pédiatriques humaines.
Imagerie fonctionnelle cérébrale chez la souris éveillée et libre de ses mouvements
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Trois chirurgies du crâne d'une heure chacune, puis une vingtaine de sessions d'enregistrement de trente minutes avec un microscope miniature fixé sur la tête : 660 souris vont être utilisées, 140 dans des procédures d'un niveau de souffrance léger et 520 dans des procédures d'un niveau modéré, toutes tuées à l'issue. Le porteur décrit des dommages osseux et tissulaires, des douleurs, des pertes de poids et une mobilité réduite, et fait porter en permanence aux animaux un faux appareil du même poids pour les y habituer. Pendant les 80 sessions de recherche de nourriture, les souris sont soumises à une restriction alimentaire. Le porteur teste aussi une lignée Shank comme modèle d'autisme, dont il annonce surveiller l'apparition de stéréotypies, et qu'il désigne comme une "lignée dommageable".
Objectifs
Ce projet vise à mieux comprendre comment le cerveau utilise les informations sensorielles pour guider le comportement et les mouvements. Dans une première partie, nous observerons l’activité du cerveau chez des souris se déplaçant librement grâce à de petits microscopes miniatures. Nous cherchons à comprendre comment le cerveau permet à l’animal de s’orienter dans l’espace et de choisir les informations sensorielles les plus utiles (par exemple des odeurs, des repères visuels ou des sons) pour trouver une récompense. Pour cela, nous ferons varier ces indices sensoriels afin d’étudier comment le cerveau s’adapte lorsque les informations changent. Dans une seconde partie, nous étudierons une autre région du cerveau impliquée dans la coordination des mouvements. Cette région permet notamment d’ajuster les gestes en temps réel lors des déplacements. Nous mesurerons l’activité de différents neurones pendant que les souris réalisent des tâches motrices, afin de mieux comprendre comment le cerveau coordonne les mouvements de manière précise. L’ensemble de ce projet contribuera à améliorer notre compréhension des mécanismes cérébraux impliqués dans l’orientation et le contrôle des mouvements.
Bénéfices attendus
Notre recherche vise à comprendre les bases fonctionnelles qui permettent au cerveau de s'orienter dans l'environnement et d'effectuer des tâches motrices complexes. Nous serons ainsi en mesure, à terme, de démontrer comment le cerveau est capable d’orienter et d’orchestrer le mouvement dans des conditions physiologiques. Une meilleure compréhension du fonctionnement des neurones dans les structures concernées est nécessaire pour permettre un traitement des pathologies neurologiques liées à des dysfonctionnements moteurs et à des déficits d'orientation. Un modèle murin autistique est également testé dans le cadre d'une tâche locomotrice.
Procédures
Approche 1 : Étude de l’activité cérébrale pour comprendre le rôle du système de direction de la tête dans la navigation spatiale : 23 interventions :: Les souris seront soumises à 3 interventions chirurgicales pour permettre la mesure optique de l'activité neuronale. Ces interventions chirurgicales durent 1 heure. Les souris participeront ensuite à environ 20 sessions de tests comportementaux pendant lesquelles leurs mouvements et l'activité cérébrale seront mesurés. Chacun de ces enregistrements dure de 30 minutes, avec un maximum de deux par jour. Approche 2 : Enregistrement simultané de l’activité cérébrale pour explorer comment le cerveau contrôle les mouvements : 23 interventions :: Les souris seront soumises à 3 interventions chirurgicales pour permettre la mesure optique de l'activité neuronale. Ces interventions chirurgicales durent 1 heure. Les souris participeront ensuite à environ 20 sessions de tests comportementaux pendant lesquelles leurs mouvements et l'activité cérébrale seront mesurés. Chacun de ces enregistrements dure de 30 minutes, avec un maximum de deux par jour. Approche 3 : Tâche de localisation de récompense basée sur des indices sensoriels variables : 80 sessions de recherche de nourriture:: Les souris sont soumises à une tâche de recherche de nourriture consistant à chercher des récompenses alimentaires. La tâche est effectuée jusqu'à 4 fois par jour pendant une période pouvant aller jusqu'à quatre semaines. Afin de motiver les animaux à rechercher des récompenses alimentaires pendant la tâche de navigation spatiale, leur alimentation est restreinte et leur poids est étroitement surveillé (Approche 1 and 3).
Impact sur les animaux
Les chirurgies invasives prévues par le protocole impliquent des dommages osseux et tissulaires. En conséquence, les animaux peuvent être potentiellement exposés à la douleur combinée à une perte de poids, à l'immobilité ou à un comportement anormal. La durée typique de récupération après une opération est 2 jours, période pendant laquelle les animaux sont traités avec des médicaments. Porter le miniscope sur la tête peut induire un stress chez l'animal et réduire sa mobilité. Afin qu'il s'habitue au dispositif, l'animal portera en permanence un mini-scope factice du même poids.
Devenir
Tous les animaux (n = 660) seront mis à mort ; parmi eux, 520 seront utilisés pour des analyses histologiques du cerveau après le protocole expérimental impliquant l’imagerie in vivo.
Remplacement
L'intégration des informations sensorimotrices pendant la navigation spatiale libre implique de multiples régions et réseaux cérébraux. Afin de comprendre le rôle des neurones dans le comportement moteur et l'orientation, il est donc primordial de réaliser des expériences sur animal vivant et libre de ses movements afin de conserver la structure et l’activité des réseaux neuronaux sous-jacents. : Il s’agit d’un projet de neurophysiologie intégrative qui ne peut être conduit que sur animal vivant.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux, cette étude d'activité neuronale in vivo est réalisée avec des implants chroniques. Une fois implantés, les animaux sont maintenus en vie et utilisés pour de nombreuses sessions (4-8 semaines) d'enregistrement. De plus, cette étude prévoit d’enregistrer un grand nombre de neurones depuis un seul animal, grâce à l'imagerie calcique de la population. L'optimisation des soins aux animaux contribue en outre à l'utilisation d'animaux pour de nombreuses sessions d'enregistrement. De plus, l'utilisation de souris des deux sexes permet de réduire davantage le nombre d'animaux produits pour cette étude. Enfin, nous utiliserons les tests statistiques appropriés afin d’obtenir des résultats exploitables à partir du plus petit nombre d’animaux possible.
Raffinement
Tous les animaux de cette étude seront gardés dans des cages dans l'animalerie avec leurs congénères. Les cages seront enrichies de roues de course et des rouleaux pour se cacher. Les souris seront maintenues avec eau et nourriture ad libitum, sauf pendant la tâche de recherche de nourriture au cours de laquelle les souris sont soumises à une restriction alimentaire. Leur état général et en particulier le poids sera surveillé de façon quotidienne pendant toute la durée du protocole. Pour éviter toute souffrance, tout signe de douleur, angoisse ou stress chez les animaux sera soulagé avec des analgésiques et anti-inflammatoires. Une grille précise d’évaluation des points limites sera utilisée. La surveillance régulière de l'animal permettra d'arrêter toute procédure expérimentale en cas de signes d’anxiété ou de souffrance définis dans l’échelle d’évaluation. Un raffinement renforcé sera mis en place pour la lignée dommageable (Shank), incluant un enrichissement environnemental adapté (matériel de nidification, structures d’exploration), une manipulation non aversive (tunnel), et une gestion sociale optimisée avec des groupes stables. Un suivi clinique régulier permettra de détecter précocement l’apparition de stéréotypies ou de troubles du comportement, fréquents dans ce modèle.
Choix des espèces
La souris constitue un modèle reconnu pour les expériences de neurophysiologie intégrative. En combinant souris transgénique et injections virales nous serons en mesure de mesurer l’impact fonctionnel d’une population neuronale spécifique. Il s'agit de mammifères dont le fonctionnement du cerveau peut être comparé à celui de l'homme pour les questions abordées dans ce projet. Les animaux seront utilisés à partir de l’âge où leur activité motrice est arrivée à son niveau mature (>P30) et pendant les deux mois qui suivent. À cet âge, la locomotion est entièrement développée et les structures cérébrales impliquées dans la locomotion et l'orientation sont matures.
Etude des mécanismes de l’inflammation dans un modèle d’arthrite chez la souris 2/3
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système immunitaire
Immobilisées à la main et injectées une fois par semaine pendant seize semaines, transportées chaque semaine entre trois établissements, 1 025 souris génétiquement modifiées vont être utilisées, 767 dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré et 258 dans des procédures d'un niveau sévère. Le porteur indique que le phénotype provoque des atteintes articulaires dès sept semaines, puis une mobilité réduite et une perte de poids à partir de dix semaines, et reconnaît le transport répété comme une source de stress. Les animaux dépourvus du génotype recherché sont tués, ceux qui le portent le sont pour prélever leur sang, leur rate, leurs ganglions et leurs pattes, à l'exception de quelques-uns conservés pour entretenir les lignées. Le projet tient en deux phrases sur les bénéfices attendus, et le porteur justifie l'effectif par une analyse de puissance statistique dont il ne donne aucun chiffre.
Objectifs
La polyarthrite est une pathologie très fréquente et invalidante qui représente un enjeu de santé publique. Cette maladie auto-immune provoque une inflammation durable des articulations, ce qui peut endommager les os et le cartilage, entraînant des déformations irréversibles. Nous voulons étudier les mécanismes inflammatoires mis en jeu en modifiant leur expression dans un modèle de souris génétiquement modifiée.
Bénéfices attendus
Ce travail nous permettra de mieux comprendre les mécanismes pathogènes à l'origine de la maladie et pourrait ainsi contribuer au développement de thérapies efficaces.
Procédures
Le projet se déroulera dans 3 établissements utilisateurs : l’élevage dans l’établissement 1, le suivi clinique et traitement dans l’établissement 2, l’imagerie dans l’établissement 3. Les animaux vigiles seront soumis à une contention et à une injection réalisée une fois par semaine pendant 16 semaines, soit un total de 16 injections, chacune d’une durée approximative de 10 secondes. Les animaux anesthésiés seront soumis à une imagerie (anesthésie générale) (au total 6 actes de 10 minutes).
Impact sur les animaux
Le phénotype dommageable va induire à partir de 7 semaines des potentielles atteintes articulaires, à partir de 10 semaines, une mobilité réduite et perte de poids. Les injections vont induire du stress et une douleur légère de courte durée. Les anesthésies gazeuses pour réaliser l’échographie sont des actes stressants. Le transport répété des animaux entre les sites utilisateurs, de manière hebdomadaire sera stressant pour les animaux.
Devenir
Des animaux seront mis à mort car sans génotype d'interêt. Certains animaux seront mis à mort pour prélèvement de tissus spécifiques post-mortem : sang,rate et ganglions, pattes afin de réaliser une évaluation approfondie de l’atteinte générale et articulaire par différentes techniques. Certains animaux avec le bon génotype seront conservés pour le maintien des lignées.
Remplacement
Les cellules spécifiques du système immunitaire et les cellules de la membrane de l'articulation ont été traitées avec les différentes molécules étudiées et ont montré leur intérêt dans des expérimentations in vitro. Néanmoins, ces expériences de cultures cellulaires ne permettent pas de recréer les interactions entre les différentes cellules de l’organisme. Ainsi l'expérimentation animale est un élément clé de ce projet.
Réduction
Un nombre minimum d'animaux nécessaires, déterminé par une analyse de puissance statistique, sera inclus dans chaque groupe. Les résultats seront analysés avec des tests statistiques adaptés.
Raffinement
Nous nous efforcerons quotidiennement de garantir le bien-être des animaux grâce à une surveillance attentive et des soins adaptés. Les animaux sont maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi. Une surveillance régulière et une application de points limites stricts et spécifiques au projet permettra de garantir le bien-être des animaux. Une grille de score sera utilisée et des actions réalisées en cas d’atteintes. L’imagerie sera réalisée sous anesthésie générale et permettra d’avoir un suivi longitudinal du développement inflammatoire et articulaire pour l'ensemble des animaux ainsi qu’une mise à mort de chaque animal au moment le plus informatif. Les souris seront transférées dans des cages de transport avec bords opaques, sans visibilité de l’extérieur, dans un environnement enrichi.
Choix des espèces
La souris développe des réactions immunitaires proches de celles observables chez l’homme. Les atteintes articulaires de la maladie sont similaires à celles observées chez l’homme. Les souris jeunes adultes seront mises en accouplement à 8 semaines. Les souris génétiquement modifiées et les souris contrôles seront âgées de 6 à 12 semaines pour l'étude menée sur cette maladie.
Immunophénotypage et étude des mécanismes physiopathologiques de la myocardite aiguë auto-immune.
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles immunitaires
280 souris de six à huit semaines vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une myocardite auto-immune est déclenchée chez 224 d'entre elles par injection d'une protéine du muscle cardiaque, puis viennent des injections répétées dans l'abdomen, un prélèvement de sang à la mandibule et trois échographies du cœur sous anesthésie, avec épilation à la crème. Le porteur cherche à préciser le rôle d'une protéine sanguine dans la fibrose et la dilatation du cœur qui suivent l'inflammation. Il rappelle qu'aucun traitement spécifique n'existe et que les dernières études menées chez l'humain n'ont rien donné, et renvoie l'intérêt thérapeutique de sa cible à de futures études spécifiques.
Objectifs
Ce projet de recherche vise à mieux comprendre une maladie inflammatoire du cœur appelée myocardite. La myocardite correspond à une inflammation du muscle cardiaque qui peut, dans certains cas, entraîner une dilatation du cœur et une diminution de sa capacité à pomper le sang. Elle représente une cause majeure de mort subite du sujet jeune. L’impact sur la qualité de vie est important, avec un quart des patients qui développent une dilatation du cœur (on parle de cardiomyopathie dilatée) avec une insuffisance cardiaque. Cette dilatation est souvent le fait de la cicatrisation après l’inflammation, appelée fibrose. Il n’existe pas de marqueur permettant de cibler cette fibrose ou de prévenir cette dilatation du cœur après cette inflammation aiguë. Une étude préliminaire a permis d’identifier un rôle potentiel d’une protéine du sang qui intéragit avec le cœur. L’objectif de ce travail est de préciser le rôle de cette protéine sur la survenue des processus cicatriciels (fibrose), la survenue d’une dilatation du cœur et d’une insuffisance cardiaque associée. Pour étudier cette pathologie, des souris adultes de laboratoire seront utilisées. Chez une partie des animaux, une myocardite sera provoquée en stimulant leur système immunitaire avec une protéine provenant du muscle cardiaque. D’autres souris serviront de groupe de comparaison et ne développeront pas cette maladie. Certains animaux recevront également un traitement expérimental par un anticorps. L’objectif est de déterminer si ce traitement peut modifier l’évolution de la maladie. Chaque semaine, les animaux seront suivis attentivement afin de détecter tout signe d’inconfort. Des echographies cardiaques seront réalisées sous anesthésie pour observer le fonctionnement cardiaque. À la fin de l’étude, des analyses biologiques permettront de mieux comprendre les effets de la maladie et du traitement sur le cœur.
Bénéfices attendus
Il n’existe à ce jour pas de traitement spécifique de la myocardite aiguë, pathologie inflammatoire du muscle cardiaque. Les dernières études réalisées chez l’hommes se sont avérées négatives. Les bénéfices attendus de cette étude sont les suivants : 1. A court terme • identifier des cibles cellulaires impliquées dans la dilatation du cœur, l’insuffisance cardiaque, la fibrose • Préciser le rôle d'une protéine d'intérêt dans le processus de dilatation du cœur, d’insuffisance cardiaque et de fibrose après une myocardite aiguë 2. A long terme, cette étude conduira à une évaluation de l’intérêt thérapeutique potentiel de cibler les cellules et notre proteine d'intérêt dans la myocardite aiguë afin de prévenir la dilatation du cœur, l’insuffisance cardiaque et/ou la fibrose par le biais d’études spécifiques.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : 1) Injections intrapéritonéales : Ce sont des interventions sur animaux vigiles qui n'excèdent pas plus de 30 sec qui sont répétées avec plusieurs jours d'intervalle au long de la procédure. Elles permettent d'administrer les molécules et les anesthésiques. 2) Prélèvement unique de sang à la mandibule sous anesthésie : C'est un geste qui n'excède pas plus de 5 min. 3) Echographies cardiaques sous anesthésie : les animaux sont endormis durant la durée de l'échographie. Le temps de mesure est de maximum 10min. Pour cet examen, les animaux sont épilés avec une crème épilatoire. 3 échographies sont prévues pour ce projet.
Impact sur les animaux
Au cours du projet, les animaux seront soumis à une contention, des injections intrapéritonéales et intraveineuses pouvant toutes entraîner un stress. Un prélèvement de sang sub-mandibulaire est également prévu et peut générer une douleur légère ainsi qu’un stress. Des échographies hebdomadaires (nécessitant une anesthésie faible) provoqueront un stress chez l’animal de fait de la contention au moment de l’anesthésie.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort afin de prelever les différents organes à analyser
Remplacement
La myocardite est une maladie inflammatoire du muscle du cœur pouvant aboutir à un défaut de fonction du cœur (insuffisance cardiaque), une dilatation du cœur. C’est une maladie qui peut également aboutir au décès. Il est difficile de prélever le muscle du cœur chez l’homme à cause du risque de complications liés à la procédure qui peut entraîner des complications sévères. Dans le cas où le muscle du cœur est prélevé, il s’agit de petits échantillons qui ne permettent pas toujours de mesurer correctement l’étendue de l’inflammation. Le recours à l'expérimentation animale est nécessaire pour ce projet car il n’existe pour l’heure aucune autre technique que l’expérimentation in vivo pour réaliser les procédures expérimentales prévues dans ce projet. Il n’existe pas d’autre modèle permettant de reproduire les organes complexes, leur interaction et leur effet sur le corps entier. Le modèle de souris a été retenu pour sa ressemblance avec la présentation clinique humaine. Il a régulièrement été étudié et publié lors d’études sur la myocardite, et il s’agit d’un modèle maîtrisé par le laboratoire.
Réduction
Le protocole comprend 4 groupes expérimentaux organisés selon un plan factoriel 2×2 : myocardite auto-immune avec ou sans traitement par anticorps, et groupes contrôles avec ou sans traitement par anticorps. Les groupes sont les suivants : 1. Myocardite auto-immune avec injection d’anticorps 2. Myocardite auto-immune sans injection d’anticorps 3. Contrôles sans myocardite avec injection d’anticorps. 4. Contrôles sans myocardite sans injection d’anticorps Aussi, la répartition finale sera la suivante : Groupe 1 : 112 animaux, Groupe 2 : 112 animaux, Groupe 3 : 28 animaux, Groupe 4 : 28 animaux. Au total, 280 animaux seront nécessaires au projet.
Raffinement
Les mesures prévues ont pour objectif de réduire autant que possible la douleur, le stress et l’inconfort des animaux tout au long de l’étude. Les échographies seront réalisées sous anesthésie légère afin que les animaux ne ressentent pas de gêne. Avant cet examen, ils seront installés dans la salle concernée pendant deux heures pour leur laisser le temps de s’habituer à l’environnement et ainsi diminuer leur stress. Les prises de sang seront effectuées par du personnel formé et expérimenté, avec du matériel adapté, en respectant des volumes limités pour préserver le bien-être des animaux. Leur nombre sera réduit au strict nécessaire.Des critères de surveillance précis seront appliqués afin de repérer rapidement tout signe de souffrance ou de dégradation de l’état de santé. Si l’un de ces critères est atteint, des mesures immédiates seront prises pour éviter toute souffrance prolongée.À la fin de l’étude, les animaux seront euthanasiés sous anesthésie générale, de manière à éviter toute douleur ou détresse.
Choix des espèces
Les souris sont le modèle le plus adapté pour cette étude sur la myocardite auto-immune, car cette espèce est largement utilisée et bien connue pour comprendre les réactions du système immunitaire et leurs effets sur le cœur. Les objectifs de l’étude ne peuvent pas être atteints par des méthodes alternatives, comme des cultures cellulaires ou des simulations informatiques, car il est nécessaire d’observer l’ensemble des interactions entre le système immunitaire, le cœur et l’évolution de la maladie dans un organisme vivant. La souris est également l’espèce la plus appropriée car elle permet d’obtenir des résultats robustes tout en limitant les contraintes d’élevage et l’impact sur le bien-être animal par rapport à des animaux de plus grande taille. Les expériences seront menées sur des souris jeunes adultes âgées de 6 à 8 semaines. À cet âge, leur système immunitaire est pleinement développé, tout en restant stable, ce qui permet d’obtenir des résultats comparables et reproductibles. Utiliser des animaux plus jeunes ou plus âgés pourrait modifier la réponse immunitaire et introduire davantage de variabilité dans les résultats.
Dynamique des protéomes des cellules B au cours de l’auto-immunité et des traitements immunothérapeutiques
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système urogénital
Les souris de ce projet développent spontanément un lupus vers six mois, avec des auto-anticorps qui se déposent dans leurs reins et une évolution vers la défaillance rénale sur un an. 1 544 d'entre elles vont être utilisées, 1 124 dans des procédures d'un niveau de souffrance léger et 420 dans des procédures d'un niveau modéré, toutes tuées pour prélever leurs organes. Elles reçoivent des injections à jours fixes pendant six mois, subissent des prélèvements de sang et des séances d'imagerie sous anesthésie gazeuse, et près d'un tiers développe une inflammation de la peau aux points d'injection ou de prélèvement. Le porteur qualifie ces procédures d'"indolores" et parle d'un "léger inconfort", alors que la maladie qu'il laisse s'installer conduit ces souris à l'insuffisance rénale.
Objectifs
Ce projet de recherche a pour but d’étudier en détail les changements et adaptations de certaines cellules issues de différents organes pendant l'évolution d’une maladie auto-immune, le lupus érythémateux systémique (LES), et lors de son traitement par immunothérapie. Le LES est une maladie grave où le système immunitaire, permet pour des raisons encore méconnus le développement des anticorps dirigés contre des protéines de l’organisme par des cellules immunitaires appelées lymphocytes B, des « autoanticorps ». Ceux-ci se déposent principalement dans les reins et la peau et peuvent causer des inflammations de la peau et/ou des atteintes rénales. Malgré les traitements existants, de nombreux patients ne répondent pas bien à ces médicaments, et d’autres développement une résistance au traitement après un certain temps, rendant le traitement inefficace. Aujourd’hui, il est encore impossible de prédire quels patients vont développer des complications graves. Et nous commençons seulement à comprendre pourquoi certains traitements cessent de fonctionner. Notre objectif est de répondre à ces questions et de décrypter les mécanismes de la maladie en observant par des méthodes de pointes les caractéristiques des lymphocytes B évolue au fil du temps, et comment elles réagissent réagit aux traitements. Nous anticipons que ce projet permettra d’identifier des marqueurs précoces de la maladie et des échecs thérapeutiques, permettant une prise en charge plus rapide et mieux adaptée.
Bénéfices attendus
Ce projet va conduire à une meilleure compréhension de l’évolution des différentes populations des cellules immunitaires dans le lupus érythémateux systémique (LES) et des effets des immunothérapies sur ces populations. À terme, cette recherche pourrait permettre de : - développer des traitements plus efficaces notamment pour les patients qui ne répondent pas aux médicaments actuels. - réduire les effets secondaires en ciblant plus précisément les cellules responsables de la maladie. - mieux prédire l’évolution de la maladie grâce à des marqueurs biologiques Ainsi, ce projet devrait sur le long terme contribuer à améliorer la qualité de vie des personnes atteintes en limitant les poussées inflammatoires et les dommages aux organes.
Procédures
Dans toutes les procédures : L’évaluation de souris implique : - Une observation des animaux sans intervention (2 minutes) - Placement de l’animal (2-3 secondes) dans une boite en plastique jusqu’à la miction. - Transfert de l’animal dans une boite d’anesthésie gazeuse (2-3 secondes) - Pesée de l’animal anesthésié (3 secondes) - Prélèvement de sang sur animal anesthésié (15 secondes). - Dans le cadre de la deuxième procédure, les animaux déjà anesthésiés pour l’évaluation de routine vont en plus recevoir des injections à jours 0,14,28 ensuite tous les 28 jours pendant 6 mois (durée de quelques secondes à chaque fois). Expérience impliquant l’imagerie sur animal vivant : - Transfert de l’animal dans une boite pour l’anesthésie (2-3 secondes) - Injection (quelques secondes) - Installation de l’animal dans l’appareil d’imagerie (5-10 secondes avec maintien de l’anesthésie) - Prise d’image 5-10 minutes
Impact sur les animaux
S’agissant d’un modèle spontané de lupus érythémateux systémique (LES), les souris vont développer progressivement la pathologie autour de l’âge de 6 mois. Dans la suite, la maladie touchera essentiellement les reins. La pathologie se développe sur un an cumulant dans une défaillance rénale. Autre que l’implication rénale, une inflammation spontanée de la peau peut se développer dans une partie (30%) de ces souris, surtout au niveau des sites d’injections ou de prélèvements. Celle-ci va être traitée par des analgésiques locaux selon les conseils des vétérinaires. Les manipulations liées à des procédures sont des très courtes durées et induisent qu’un léger inconfort chez les souris. Plus précisément sont prévues des prélèvements de sang sur animal anesthésié (15 secondes) et dans le cadre de la deuxième procédure, des injections sur des animaux déjà anesthésiés (durée de quelques secondes). L’anesthésie peut provoquer quelques secondes d’angoisse aux moments de l’endormissement et du réveil.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure pour prélèvement d’organes vitaux et pourront donc être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés.
Remplacement
La pathologie et les thérapies qui vont être étudiées ici résultent de réactions systémiques et impliquent des conséquences au niveau de différents tissus et organes. Ces processus sont complexes, reposant sur les singularités du système immunitaire et des tissus touchés par des dépôts de complexes immuns, processus qui ne peuvent pas être reproduits in vitro. Nos procédures expérimentales ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information biologiquement pertinent.
Réduction
Le nombre de souris a été calculé avec l’objectif de réduire ce nombre autant que possible tout en minimisant le « bruit de fond » inhérent à la recherche biologique in vivo. Ce nombre inclut le nombre nécessaire de contrôles et la nécessité de reproduire les résultats. Le recours à des lignées consanguines de souris permet de réduire le nombre d’animaux par groupe expérimental.
Raffinement
Les conditions d'élevage, d'hébergement, de soins et les méthodes utilisées sont les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, angoisse ou dommage durables que pourraient ressentir les animaux. Cela se traduit par : Un suivi rigoureux tout au long de la vie de l’animal : Les animaux seront évalués régulièrement et avec une fréquence croissante selon leur âge pour des signes évoquant un lupus érythémateux systémique (LES) : Lors de ces évaluations nous observons les souris pour les postures et comportements qui pourraient traduire de la douleur, du stress ou de l’inconfort. Nous utiliserons une grille d’évaluation standardisée pour détecter précocement tout signe de détresse et nous mettrons en place des actions pour minimiser toute forme de souffrance pour l’animal. Nous mesurons leurs poids, et suivons différents paramètres dans le sang et l’urine. Cela nous permet d’établir des points limites précis (nécessitant la mise à mort de l’animal) pour chaque procédure, limitant ainsi au maximum une souffrance inutile des animaux. Des procédures indolores : - Les manipulations sont limitées au strict minimum avec le but de minimiser l’angoisse et le stress ressenti par l’animal. Les animaux seront anesthésiés pour les prélèvements sanguins.
Choix des espèces
L’espèce utilisée est la souris de laboratoire. Le recours à des lignées consanguines de souris permet de réduire le nombre d’animaux par groupe expérimental. Même si le système immunitaire des souris n’est pas identique à celui des humains, ces animaux constituent des modèles fiables et largement utilisés pour étudier des maladies complexes comme celle étudiée ici. Leur utilisation permet de mieux comprendre les mécanismes de la maladie et l’induction de la résistance aux traitements. Dans ce projet, nous utiliserons uniquement des souris adultes, âgées de 4 à 12 mois. Ce choix est motivé par le fait que la maladie étudiée se développe naturellement avec l’âge chez les souris, comme chez les humains. Les premiers signes immunologiques, l’apparition d’auto-anticorps, n’apparaissent qu’à partir de 4-6 mois. Utiliser des animaux plus jeunes ne permettrait pas d’étudier la maladie, car elle n’est pas encore déclarée. Les mécanismes immunitaires que nous voulons observer ne sont pleinement actifs qu’à l’âge adulte. Les organes cibles (reins) ne présentent des lésions qu’à un stade avancé de la maladie, soit vers 8 à 12 mois. Finalement, les résistances aux traitements se développent avec le temps, qui nécessite un suivi de souris sur plusieurs mois.