Procédures modérées

20 macaques crabiers vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit trois chirurgies oculaires de deux heures et une imagerie mensuelle sous anesthésie pendant 18 mois, pour créer un modèle de dégénérescence des photorécepteurs et tester une greffe de cellules souches. Le porteur décrit une inflammation oculaire transitoire et affirme qu'aucune douleur n'est attendue, sans détailler de test de la vision. Il indique qu'aucun système synthétique ne reproduit la rétine et présente le macaque comme le seul modèle à l'œil proche de celui de l'humain.

Objectifs

La dégénérescence des photorécepteurs (PR) est l'une des principales causes de perte de vision incurable dans le monde. La plupart des maladies dégénératives de la rétine sont causées par la mort irréversible des photorécepteurs (PR) ou de l'épithélium pigmentaire rétinien (EPR) adjacent. Ce projet fait suite à la validation de l’étude préclinique du remplacement de l’épithelium pigmentaire rétinien chez le primate non-humain. Cette étude préclinique a ouvert la voie à un essai clinique démarré cette année à l’hôpital des 15-20. Dans ce nouveau projet, le remplacement des cellules photoréceptrices est considéré comme un traitement prometteur pour les maladies impliquant une dégénérescence des PR. Grâce aux avancées de la biologie des cellules souches, des progrès considérables ont été réalisés dans la production de cellules rétiniennes. Les celles souches pluripotentes induites (iPSC) représentent la source la plus favorable à la production illimitée de PR et de cellules EPR. Nous proposons ici de générer un modèle primate de dégénérescence rétinienne externe où le véritable potentiel de transplantation des PR dérivés des iPSC humaines pourra être évalué pour leur capacité à rétablir l'anatomie et la fonction de la rétine.

Bénéfices attendus

Les stratégies de développement de thérapies cellulaires visant à remplacer les cellules dégénérées constituent une issue thérapeutique majeure. Les premières études de sécurité ont déjà commencé pour l'EPR dérivé d'iPSC chez des patients atteints de DMLA (égénérescence maculaire liée à l'âge) et de Rétinite Pigmentaire. Nous proposons d’utiliser un nouveau modèle de dégénérescence des photorécepteurs chez le primate non humain basé sur notre expertise rétrospective sur l'implantation de prothèses rétiniennes. Le potentiel d'innovation de ce projet est très élevé puisqu'il n'existe actuellement aucun modèle robuste et reproductible de dégénérescence des photorécepteurs chez les PNH et que la transplantation d'une population homogène purifiée de photorécepteurs n'a donc pas été démontrée chez ces animaux. Ce projet nous permettra de répondre à des questions cruciales en matière de thérapie cellulaire en modifiant les paradigmes actuels de la recherche et de la clinique en matière de thérapie cellulaire.

Procédures

Tous les animaux de ce projet seront anesthésiés pour intervention chirurgicale et examens longitudinaux. Chirurgie : 3 chirurgies chez tous les animaux d’une durée de 2h Examens longitudinaux : imagerie du fond d’œil et ERG : 1 fois par mois pendant 18 mois chez tous les animaux - anesthésie pendant 3h, examen non invasif. Nous profiterons de ces anesthésies pour effectuer le prélèvement de larmes (2 minutes)

Impact sur les animaux

L’effet indésirable pouvant se manifester est une inflammation oculaire post chirurgie. Cette inflammation est transitoire et si elle a lieu dure 2 à 3 jours. Nous nous basons sur les effets indésirables constatés en clinique humaine. Aucune douleur n’est attendue. De même, en clinique humaine aucune douleur liée à la dégénérescence rétinienne n’est rapportée. Du stress peut être associé lors de la phase d’initialisation et du réveil des différentes anesthésies (chirurgie et examens longitudinaux). La répétition des anesthésies relativement longues pourrait entrainer des nuisances également pour l’animal (mise à jeun, temps de réveil post anesthésie désagréable).

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés afin de réaliser des études histologiques.

Remplacement

Le recours à l’animal est nécessaire, car aucun milieu de culture ou système synthétique ne permet aujourd’hui de reproduire la complexité architecturale des cellules de la rétine, en particulier les interactions structurelles et fonctionnelles de ces cellules, ainsi que la réponse immunitaire potentiellement induite par l'administration sous-rétinienne des photorécepteurs dérivés de cellules souches.

Réduction

La mise en œuvre d’un suivi longitudinal non invasif (imagerie in vivo sur les animaux anesthésié) ainsi que par électrorétinogramme (étude fonctionnelle) permet de diminuer le nombre d’animaux utilisés ainsi que la contrainte imposée aux animaux.

Raffinement

Toutes les interventions sur animaux se feront sous anesthésie générale renforcée par des compléments analgésiques et anti-inflammatoires appropriés, pour réduire la contrainte imposée aux animaux. L’acuité visuelle des animaux sera évaluée par des tests d’électrorétinogramme (ERG). Les animaux seront euthanasiés en fin d’étude et une analyse histologique sera effectuée. Leur état de santé sera surveillé tout au long de l’expérience et évalué grâce à une grille d’observation postopératoire, cela nous permettra d’intervenir immédiatement s’il y a signe de souffrance et de veiller au bien-être des animaux. Les animaux seront hébergés en paire, dans des conditions enrichies en favorisant les interactions sociales.

Choix des espèces

Le macaque est retenu comme modèle d'étude sur les critères suivants : - cette étude fait partie d'un projet préclinique qui vise à valider un produit de thérapie cellulaire qui sera ensuite utilisé chez l'homme. Elle ne peut pas être menée chez le rongeur car l’organisation de l’oeil n’est pas comparable à celle de l’Homme. Seul le primate non-humain possède une anatomie de l'œil proche de l'homme, avec notamment la présence d'une région maculaire dans la rétine centrale. - le macaque permet d'intégrer des méthodes d'évaluation fonctionnelle. Uniquement des animaux adultes entre 2 et 15 ans seront utilisés. La rétine de ces animaux est comparable à celle de l’homme à l’âge adulte.

36 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent un test de tolérance au glucose et un test à l'insuline avec prélèvements sanguins répétés, deux isolements de 48 heures et deux échographies sous anesthésie, sous régime enrichi en lipides, avant d'être tuées pour prélever leurs tissus. Le porteur décrit un stress d'isolement et des lésions cutanées possibles liées au sur-toilettage, et présente ces tests comme "incontournables". Il indique combiner modèles cellulaires et animaux pour étudier une protéine impliquée dans une maladie mitochondriale.

Objectifs

Dans le cadre de ce projet nous nous intéressons à une famille d’enzymes, dont un membre de la famille est responsable d’une maladie mitochondriale caractérisée par des atteintes neuromusculaires sévères. A ce jour, les causes de cette pathologie sont inconnues. Récemment, en utilisant des cellules en culture, une sous-famille unique de ces enzymes dont les membres sont très similaires à l’enzyme responsable de la pathologie mitochondriale a été mise en évidence. Cette sous famille de protéines est également impliquée dans l’activité énergétique de la mitochondrie. Dans des modèles in vitro, un mécanisme pouvant expliquer l’atteinte mitochondriale observée chez les patients a été récemment décrit. Afin de confirmer que ce mécanisme est bien à la base de la pathologie et de la régulation du métabolisme énergétique mitochondrial, nous voulons étudier le rôle d’une protéine appartenant à cette sous famille. Pour cela un modèle de souris avec cette protéine désactivée a été généré. Nous voulons ainsi étudier les effets de la suppression de cette protéine en particulier sur les fonctions physiologiques en condition normale et sous régime riche en lipides. Nos objectifs spécifiques sont donc chez 36 souris : D’analyser les effets cardiaques et métaboliques en condition normale et en condition de régime riche en lipides. De mesurer les variations de la biochimie du sang en condition normale et en condition de régime riche en lipides. De réaliser une étude tissulaire en condition normale et en condition de régime riche en lipides.

Bénéfices attendus

La mitochondrie est un élément présent dans les cellules et jouant un rôle central dans plusieurs fonctions. Elles produisent l’essentiel de l’énergie nécessaire au bon fonctionnement des différents organes chez l’homme. Cette activité énergétique mitochondriale est donc cruciale et son altération entraine des maladies rares et sévères. A l’heure actuelle, plus de 120 syndromes mitochondriaux ont été décrits pour lesquels aucun traitement n’existe. Aussi, la compréhension des mécanismes régulant ces activités énergétiques mitochondriales représente une étape essentielle vers le développement d’approches thérapeutiques contre ces pathologies. Dans ce projet, nous souhaitons comprendre le rôle important joué par une protéine dans la régulation du métabolisme énergétique mitochondriale. Celle-ci fait partie d’une famille de protéines dont certains membres sont responsables de syndromes mitochondriaux et dont la fonction reste inconnue. A court terme, en comprenant le mode d’action et l’impact de notre protéine sur la mitochondrie, notre projet permettra d’établir les causes des pathologies mitochondriales associées à cette famille. A long terme, notre projet permettra d'identifier les cibles sur lesquelles agir afin d'améliorer les fonctions mitochondriales. Ainsi, une fois que nous aurons détaillé le mode d’action de cette protéine, nous souhaitons identifier des molécules actives sur celle-ci et utiliser ces molécules pour restaurer les fonctions mitochondriales dans des pathologies.

Procédures

Durant ce protocole, une cohorte de 36 animaux suivra une série de tests qui viseront à déterminer l'effet d'un régime enrichi en lipides sur les fonctions métaboliques. Pour cela, nous effectuerons un seul test de tolérance au glucose par souris, dans lequel l'animal reçoit une injection intrapéritonéale de glucose suivi de 5 prélèvements d'une goutte de sang à la queue afin de suivre sa glycémie ; tout comme peut le faire l'homme en cas de diabète. Un seul test de sensibilité à l'insuline par souris sera aussi effectué, assez similaire au précédent mais avec une injection intrapéritonéale d'insuline entrainant une réduction de la glycémie. Ce test permet de vérifier si un diabète de type I ou type II est installé chez l'animal. Ces deux tests durent environ 3 heures durant lesquelles l'animal est placé dans un tube de contention afin de prélever des gouttes de sang à plusieurs temps (5 gouttes sur la durée du test). Un test de calorimétrie permet de vérifier la consommation en oxygène des animaux et nécessite d'isoler les souris durant 48h, ce qui peut être un stress d'isolement. Ce test sera répété deux fois par souris. Néanmoins, elles retrouvent ensuite leurs groupes sociaux. L'échographie sera réalisée deux fois par souris, elle nécessite que l’animal soit sous anesthésie. La procédure dure environ 20 min par souris. Enfin, des prélèvements sanguins seront effectués en fin d’étude pour analyser des paramètres biochimiques. Ces prélèvements, un par souris, se font en quelques minutes.

Impact sur les animaux

Durant le projet, les animaux subiront un prélèvement sanguin, qui dure quelques minutes. Nous étudierons les mécanismes de régulation du glucose et la sensibilité à l'insuline. Dans ce protocole, les animaux recevront une injection d'insuline et de glucose, et subiront des prélèvements de gouttes de sang à intervalle réguliers sur une période de 3 heures, afin de suivre leur glycémie. Pour connaitre leur métabolisme énergétique, ils seront isolés pour une période de 48h. Ce test sera répété deux fois par souris. Cet isolement permet de connaitre la valeur de chaque individu et est indispensable pour pouvoir conclure sur ce paramètre. Les deux échographies se déroulent quant à elles sous anesthésie à l'isoflurane pendant toute la durée du test. Les animaux seront rasés et une crème dépilatoire hypoallergénique sera appliquée. Enfin, le régime enrichi en lipides peut entrainer la présence de lésions cutanées dues à un hyper-toilettage.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin du protocole pour collecter des tissus qui seront analysés afin de déterminer l'impact de ce régime et de la mutation génétique sur les organes.

Remplacement

Dans le cadre de notre projet, nous combinons l’utilisation de modèles in vitro et d'animaux. L’utilisation des modèles animaux est limitée aux études qui ne peuvent être conduites sur les modèles in vitro. Ainsi, les tests en conditions de régime riche en lipides et les analyses biochimiques, morphologiques et structurelles des tissus sont des impératifs incontournables de notre projet qui, en l'état des connaissances et des méthodes disponibles, ne peuvent pas s'affranchir de l'utilisation d'un modèle animal. En revanche, les investigations des mécanismes cellulaires et moléculaires sont développées sur des modèles cellulaires in vitro.

Réduction

D'un point de vue général, nous réalisons une grande partie de notre projet sur des modèles cellulaires in vitro et limitons autant que possible les approches expérimentales réalisées sur l'animal. Ces dernières sont uniquement destinées à valider/confirmer l'implication des processus révélés in vitro dans le domaine physiopathologique. Pour notre projet, nous avons procédé à une réflexion pour déterminer le nombre d’animaux par groupe. Nous avons établi strictement le nombre d’animaux nécessaire incluant mâles et femelles porteurs des génotypes KO et wild-type. de plus, les groupes contrôles et expérimentaux ont un fond génétique identique. Afin de limiter l'utilisation d'animaux, nous avons opter pour une approche intégrative où les animaux sont utilisés pour différents tests et analyses. Tous les types de tissus que nous souhaitons étudiés seront prélevés sur chacun des animaux utilisés. Pris dans son ensemble, le design de notre projet permet d'optimiser au maximum la quantité d’animaux nécessaire à sa réalisation.

Raffinement

Ainsi, afin d'améliorer le bien-être animal au cours de notre étude, les besoins physiologiques des animaux seront respectés (nourriture ad libitum, cages propres, nids d'enrichissement) permettant une réduction du stress et de limiter au maximum la souffrance des animaux. Dans le cadre des procédures expérimentales réalisées, nous nous efforcerons de réduire autant que possible le stress engendré. Ainsi, durant le prélèvement sanguin, nous réaliserons des injections de sérum physiologique tiède afin de compenser la perte hydrique. Une surveillance accrue et quotidienne de l'état des animaux, une pesée hebdomadaire ainsi que la mise en place d'un suivi régulier de l'état général des animaux sera mis en place afin de s'assurer de la bonne santé de ceux-ci. En cas de rixe entre animaux, nous isolerons l'animal dominant et procéderons à des soins locaux le cas échéant. Pour limiter toute souffrance chez l'animal nous suivrons les points limites durant la procédure, si ces derniers sont atteints nous procéderons à l'arrêt de l'expérience.

Choix des espèces

Le modèle expérimental utilisé dans ce projet et le modèle murin, largement utilisé dans le contexte de modifications génétiques. La souris est un modèle établit et solide concernant l’étude des pathologies mitochondriales. En effet, ce modèle permet d'exprimer fortement les syndromes mitochondriaux incluant les atteintes de différents systèmes, l’intolérance à l’effort et les déficits neurologiques. Les animaux seront utilisés à 8 semaines, soit le début de l’âge adulte.

30 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent par voie orale des parasites issus de produits de la pêche, puis des prélèvements sanguins hebdomadaires sous anesthésie, avant d'être tuées pour examiner leurs organes. Le porteur écrit que ces parasites sont inoculés pour la première fois à des souris et que "la prédiction des effets indésirables est impossible", avec un risque de paralysie et de déshydratation entraînant une mise à mort anticipée. Il présente le recours au rongeur comme "indispensable" pour évaluer le potentiel zoonotique de ces parasites.

Objectifs

Le présent projet vise à acquérir des données sur les parasites dans les produits de la pêche potentiellement zoonotiques, et leur pouvoir pathogène, en développant des outils d’expérimentation animale pour une meilleure définition des risques zoonotiques liés à leur présence.

Bénéfices attendus

Les données acquises permettront à moyen ou long terme une meilleure évaluation et une maîtrise accrue du risque lié aux parasites présents dans les produits de la pêche. A ce jour peu connu et peu décrit dans la littérature, le caractère zoonotique de ces parasites doit être étudié. Le projet lui-même est tourné vers le pouvoir pathogène et infectieux des parasites des produits de la pêche sur mammifère terrestre.

Procédures

Chaque souris sera attrapée légèrement à l’arrière de la tête, puis l’embout de la pipette sera introduit dans la gueule et les 20 µL seront donnés à boire à la souris qui les absorbera par déglution naturelle (1 seule intervention de moins d'1 minute). Prélèvement de sang chaque semaine sur chaque souris après anesthésie par inhalation d’isoflurane (4 interventions d'1 minute chacune).

Impact sur les animaux

C’est la première fois que ces parasites seront inoculés à des souris. La prediction des effets indésirables est impossible. Les animaux seront contrôlés chaque jour pour arrêter l'expérience si nécessaire. Les points limites observés dans le modèle souris OF1 infectées par Trichinella spp. seront observés. Chaque souris sera observée le matin à l’arrivée des expérimentateurs et des zootechniciens et en fin de journée avant de leur départ. Au moindre signe neurologique (début de paralysie notamment) ou de déshydratation (dû à une potentielle diarrhée), l'animal sera mis à mort.

Devenir

Les souris seront mises à mort et des prélèvements d’organe seront réalisés afin d’étudier les éventuelles lésions ou réactions de l’hôte provoquées par la présence des parasites

Remplacement

Le projet lui-même est tourné vers le potentiel zoonotique et le pouvoir pathogène et infectieux des parasites des produits de la pêche sur mammifère terrestre. Le recours au modèle rongeurs est donc indispensable.

Réduction

3 lots de souris seront constitués (1 pour chaque parasite étudié (2 espèces de parasites) + 1 groupe contrôle). Nous souhaitons utiliser : 10 souris par lot.

Raffinement

Chaque groupe d’animaux sera hébergé en cages séparées (10 souris/ cage) dans leurs conditions classiques avec l’enrichissement nécessaire à leur bien-être (balle, morceau de bois pour lapin ; carré de coton, maison en plastique pour les souris, roues). Un suivi quotidien des souris sera réalisé : poids, aspect de selles, comportement, quantité d’eau bue. D’autre part, des prélèvements journaliers des selles seront pratiqués afin d’observer la présence ou l’absence des parasites. Les expériences se poursuivront jusqu’au trentième jour d’infection. Si les points limites sont atteints, les souris seront mises à mort immédiatement.

Choix des espèces

Les souris sont sensibles à l’infection par de nombreux parasites. La lignée OF1 a été choisi car les souris ne sont pas consanguines et sont plus représentatives de la diversité des hôtes. D’autre part, il s’agit de la lignée de souris utilisée pour les infections du parasites zoonotiques transmis par les aliments, Trichinella spp., modèle d’étude parfaitement maitrisé au laboratoire. Adultes de 5 semaines, utilisé dans le modèle d’infection par Trichinella spp.

3240 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Porteuses de tumeurs, elles reçoivent des agents d'imagerie et sont soumises à des séances d'imagerie sous anesthésie, jusqu'à huit par animal sur sept jours, avant d'être tuées pour prélever leurs organes. Le porteur indique que la croissance tumorale peut gêner les mouvements et provoquer une cachexie, et que le suivi s'arrête à un volume de tumeur défini comme point limite. Il affirme que l'imagerie divise par deux le nombre d'animaux et qu'aucun test in vitro ne prédit la biodistribution, pour sélectionner des produits de diagnostic et de traitement du cancer.

Objectifs

L'objectif de cette étude est d'évaluer les propriétés pharmacocinétiques (adsorption, distribution, métabolisme et excrétion) d'agents d'imagerie diagnostique et thérapeutique dans le domaine de l'oncologie préclinique. Le développement de ces nouveaux agents est nécessaire pour faire progresser le diagnostic et le traitement du cancer. Dans un premier temps, les composés seront évalués sur des cellules (in vitro) pour connaître leurs propriétés de base. Cependant, il est impossible dans un système in vitro de déterminer toutes les propriétés d'une substance, et certainement pas sa pharmacocinétique, car aucune circulation sanguine ou système excréteur n'est présent. Par conséquent, pour s'assurer que les produits nouvellement développés présentent des propriétés pharmacocinétiques favorables, ils seront d'abord testés in vivo sur de petits rongeurs.

Bénéfices attendus

En cancérologie, les enjeux actuels sont d’améliorer le diagnostique en étant plus précoce mais aussi plus spécifique, afin d’adapter au mieux le choix du traitement et ainsi limiter les effets indésirables. Les études que nous mènerons dans le cadre de ce projet nous permettront de sélectionner les produits d'imagerie diagnostique et thérapeutique les plus prometteurs sur la base de leurs propriétés pharmacologiques chez les petits rongeurs. Ceux-ci seront ensuite sélectionnés pour un développement plus approfondi, ce qui dépasse le cadre de ce projet. Les autres candidats, moins prometteurs, seront écartés et ne seront pas utilisés dans de futures études. En outre, les produits prometteurs (basés sur des données obtenues précédemment) pourront être testés dans différents modèles de tumeurs afin de déterminer leurs propriétés pharmacocinétiques dans ces modèles précliniques. Cela nous permettra de choisir le modèle de souris le plus optimal pour des études ultérieures d'efficacité ou de thérapie et d’utiliser le moins de souris possible dans ces études.

Procédures

- Observation des souris (poids, santé générale) : toutes les souris, sur des animaux vigiles, deux fois par semaine. Durée : quelques secondes par souris - Injection d'un agent d’imagerie seul ou avec compétiteur : toutes les souris, sur des animaux anesthésiés, une fois. Durée : quelques minutes - Imagerie : toutes les souris, sur des animaux anesthésiés, au maximum huit points d'imagerie sur une période de sept jours après l'injection de l'agent d’imagerie. Selon l'agent d'imagerie utilisé, différentes techniques peuvent être employées : Tomographie par émission de positons (TEP), imagerie par résonance magnétique (IRM), imagerie optique ou une combinaison de différentes techniques, telles que par exemple TEP/IRM, TEP/tomodensitométrie (CT) ou Tomographie par émission monophotonique (SPECT)/CT. Durée : maximum 60 minutes d’anesthésie - Prélèvement de sang : sur animaux anesthésiés, au maximum 2 fois. 10 minutes maximum d’anesthésie - Euthanasie et prélèvement des différents organes : toutes les souris, les souris seront profondément anesthésiées avant que la procédure n'ait lieu, dernière expérience.

Impact sur les animaux

La croissance de la tumeur pourrait avoir des effets négatifs sur les animaux, comme une gêne des mouvements de l’animal ou des pertes de poids (cachexie). L'évolution de la taille de la tumeur sera donc suivie de près et l'étude sera terminée lorsque les tumeurs auront atteint la taille mentionnée dans les points limites. L’état général de l’animal ainsi que son poids seront aussi suivis et un complément alimentaire sous forme de gel pourrait être fournis pour limiter les impacts. La majorité des procédures (injection [intraveineuse, sous-cutanée, intrapéritonéale], prélèvements de sang et imagerie) est réalisée sous anesthésie sur lit chauffant réduisant la douleur et l’inconfort potentiel à son minimum et permettant ainsi le raffinement de l’étude. Peu ou pas d'effets indésirables dus à l'injection du traceur sont attendus (les doses de traceurs sont très faibles).

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés, car les organes seront prélevés pour une évaluation ultérieure par des techniques ex vivo. Ces informations visent à renforcer les données d'imagerie.

Remplacement

Toutes les molécules chimiques ou biologiques qui seront évaluées dans ce projet auront été, si possible,au préalable sélectionnées dans des tests in vitro afin de s’assurer de leur efficacité, de leur spécificité et de leur absence de toxicité. Ces données sont souvent insuffisantes pour prédire la biodistribution in vivo des molécules, car recréer in vitro une pathologie complexe est difficile, notamment lorsque différents types de cellules et/ou de tissus sont impliqués. En cas d’observation d’effet secondaire lié à l’injection intraveineuse du traceur, l’étude sera stoppée. La biodistribution réelle des meilleures molécules devra donc être vérifiée chez le rongeur en choisissant le modèle animal se rapprochant le plus de la pathologie telle que décrite chez l’homme.

Réduction

Dans le cadre de cette étude, les nouveaux agents seront évalués à l'aide de techniques d'imagerie préclinique in vivo. Le nombre d'animaux utilisés a été déterminé en partie sur la base de plans expérimentaux précédents et a été confirmé à l'aide de calculs statistiques. En comparaison avec une étude classique qui nécessite la mise à mort des animaux à chaque point de temps examiné, l’imagerie peut être répétée à différents temps et permet de réduire le nombre d’animaux d’autant. . L'imagerie permet une diminution par environ 2 du nombre d’animaux en comparaison d'une étude n'utilisant pas l'imagerie.

Raffinement

L’imagerie est une méthode non invasive permettant de réduire la douleur à son minimum. De plus, la majorité des procédures (injection, prélèvements et imagerie) est réalisée sous anesthésie sur lit chauffant réduisant l’inconfort potentiel à son minimum et permettant ainsi le raffinement de l’étude. . Les expériences sont menées, dans une très large majorité sur des animaux pour lesquels le volume de la tumeur n’excède pas 1000-1200 mm3 (plus rarement, il est toutefois possible d’inclure des animaux dont le volume de la tumeur est supérieur à 1000-1200 mm3, mais sans dépassement de point limite). Pour évaluer d’une façon sensible l’état de souffrance et établir les points limites, la spécificité des modèles et des procédures est prise en compte. Les expérimentateurs sont formés pour reconnaître ces signes. Les principaux points limites concernent l’état général de l’animal sont listés en détail dans les procédures. Les animaux seront hébergés par 5 ou 10 en fonction de la taille des cages et le nombre d’animaux par groupes mais l’hébergement individuel sera proscrit. L’eau et la nourriture seront donnés ad libitum. Au minimum une sorte d’enrichissement sera mis dans chaque cage (sizzle-dri ou tubes en polycarbonate).

Choix des espèces

Au cours de ce projet, nous utiliserons des souris adultes (âge minimum de 8 semaines au début de l'expérience) pour la mise en œuvre de modèles expérimentaux stables et reproductibles. Les petits rongeurs, outre l’avantage lié à leurs caractéristiques physiologiques, sont l’une des seules espèces animales disponibles pour l’expérimentation présentant un statut immunodéprimé indispensable à l’implantation de cellules tumorales humaines dans le cadre de la recherche en oncologie. De plus diverses souches de souris immunocompétentes sont également disponibles pour l’établissement de modèles tumoraux syngéniques. Enfin les souris autorisent une variété de techniques d’administration et de prélèvement présentant des analogies avec ce qui est réalisé en recherche clinique sur l’homme. D’autre part, de nombreux modèles de cancers humains sont en place et très bien caractérisés chez la souris par l’établissement producteur permettant d’éviter une mise en place de modèle qui nécessiterait beaucoup plus d’animaux.

3 macaques rhésus vont être utilisés puis réutilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Un animal au plus subit une chirurgie d'implantation d'un plot de tête, tous étant entraînés pendant des mois puis soumis à des campagnes d'IRM fonctionnelle avec injections de produit de contraste et restriction hydrique. Le porteur indique un stress lié à l'immobilité, au bruit et à la restriction d'eau, et signale que l'oxyde de fer injecté peut provoquer des troubles hépatiques. Il affirme que le macaque est le modèle "le plus proche" de l'humain pour cette étude comparative des fonctions cognitives, une mise à mort n'étant envisagée qu'en dernier recours.

Objectifs

Au quotidien, nous intégrons plusieurs modalités sensorielles afin d’interagir de façon flexible avec l’environnement. Par exemple, la coordination des informations visuelles, proprioceptives et tactiles nous permet d’attraper précisément une tasse sur une table. La transformation de l’information visuelle en mouvement de la main a été largement étudiée en laissant de côté le rôle de l’information tactile dans la planification de l’action, de ce fait nos connaissances sur cet aspect sont restreintes. Pour frapper, de nuit, un moustique posé sur notre main avec notre autre main, notre cerveau a besoin de guider le mouvement de notre main non pas quelque part à l’extérieur du corps, mais quelque part sur le corps. Cette transformation est complexe car notre corps peut prendre de multiples configurations : debout, assis, bras croisés etc. Le traitement tactile-moteur prend très probablement place dans le cortex postérieur pariétal (CPP). Cependant, les régions cérébrales précises ainsi que les mécanismes responsables demeurent méconnus. Notre projet a pour objectif d’identifier, par imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), les régions cérébrales impliquées dans l’organisation de mouvements vers le corps et d’élucider les mécanismes cérébraux sous-jacents. Pour ce faire, des macaques exécuterons des mouvements oculaires vers un endroit sur les mains défini soit par des cibles visuelles placées près des mains, soit par des cibles tactiles sur les mains. Les mains seront tantôt croisées tantôt décroisées passivement grâce à un moteur tactile. La comparaison des activations cérébrales lorsque les mouvements des yeux sont dirigés vers une information visuelle ou vers une information tactile, placées sur des mains croisées ou non croisées, nous permettra de répondre aux questions suivantes : Comment est-ce que la planification des mouvements de yeux change en fonction de la position de la main par rapport au corps ? Comment est-ce que la planification du mouvement des yeux change en fonction de la nature de l’information qui guide ce mouvement, visuelle ou tactile ? Cette étude s’inscrit dans une perspective comparative, puisque les mêmes expérimentations sont réalisées chez l’humain, dans l’objectif de comparer les fonctions du cortex pariétal humain et du primate non-humain, dans le contexte de la préparation de mouvements vers le corps.

Bénéfices attendus

Ce projet est conçu pour enrichir nos connaissances fondamentales concernant le fonctionnement cérébral du processus de transformations somato-motrices. Grâce à ce projet, nous serons en mesure de décrire plus précisément les aires cérébrales impliquées ainsi que leur dynamique de fonctionnement. Ce projet permettra également une comparaison entre l’humain et le macaque et ainsi d’expliquer des différences évolutives entre ces deux espèces proches. Cette comparaison est rendue possible grâce à l’utilisation de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle chez des sujets éveillés chez ces espèces, permettant ainsi la comparaison directe entre les activations cérébrales obtenues. Ces questions relèvent clairement du domaine des neurosciences fondamentales, et notre principale ambition est de mieux comprendre comment le cerveau met en œuvre ces fonctions cognitives chez l'homme et les primates non humains. Cependant, nous pensons que les réponses que nous apporterons pourront alimenter de nombreux domaines des sciences appliquées, des neurosciences cliniques, des sciences vétérinaires à l'intelligence artificielle.

Procédures

Habituation à la sortie de cage (3 mois) ; 1 Chirurgie potentielle sur un animal maximum, sous anesthésie générale (3h) ; Habituation aux tâche comportementales (6 mois); Habituation à l’injection d’agent de contraste (2 mois) comprenant 1 injection vigile (injections: 5s à 10s); Campagnes d’acquisitions IRMf vigile comprenant (3 semaines, 1 session par jour, maximum de 3 campagnes d’acquisition par an): 1 injection pour chaque session (injections: 5s à 10s), 3 prélèvements sanguins pour chaque campagne d’acquisitions IRM pour contrôler les niveaux de fer circulants (prélèvement: 10s à 15s). La procédure dans son ensemble est considérée comme modérée.

Impact sur les animaux

L’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) ne constitue pas une source potentielle de nuisances importantes. Les animaux peuvent toutefois subir un stress de par l’immobilité imposée ainsi que de par le bruit important généré par la machine. La restriction hydrique peut s’avérer stressante. La tâche implique le déplacement passif des bras dans un système de contention. Des injections de produit de contraste seront effectuées en vigile. Ce produit de contraste est un oxyde de fer supra-magnétique, qui peut induire des élévations du taux de fer sanguin et potentiellement des troubles hépatiques.

Devenir

A la fin du protocole, en concertation avec le vétérinaire réfèrent et dépendamment du degré réel de sévérité de la procédure pour chaque animal, les singes seront préférentiellement réutilisés pour une autre étude. Ces animaux auront acquis une grande valeur scientifique, du fait de leur entrainement à réaliser des taches cognitives. Les animaux ayant un plot implanté seront préférentiellement réutilisés pour une autre étude nécessitant des approches IRMf. De ce fait, nous ne prévoyons pas de désimplantation chirurgicale à la fin de notre protocole. Également, notre protocole ne nécessite pas l'euthanasie de ces animaux pour des fins scientifiques. Si la décision est prise d’une sortie de protocole, le plot de tête sera désimplanté. A la fin du protocole, en concertation avec le vétérinaire et dépendamment du degré réel de sévérité de la procédure pour chaque animal, les singes pourront être réutilisés pour une autre étude, ou un replacement dans un sanctuaire sera envisagé. En dernier recours, si aucune solution alternative n’est possible, les animaux seront sacrifiés.

Remplacement

L’utilisation du modèle primate non-humain apparait essentiel pour la réalisation de cette étude de recherche fondamentale et comparative, utilisant des approches d’imagerie IRMf. Phylogénétiquement, ce modèle d’étude pré-clinique est le plus proche de l’humain dans l’expression de ses comportements et dans son organisation anatomo-fonctionnelle. Ainsi, les informations obtenues seront plus facilement comparables (approche évolutive) transposables et identifiables à une application chez l’humain. De plus, des taches comportementales variées peuvent être réalisées par ces animaux permettant ainsi l’étude d’un large spectre de comportements complexes. Enfin, le projet scientifique porte spécifiquement sur la comparaison des fonctions cognitives chez l’homme et le macaque. A terme, cela permettra donc de préciser les circonstances expérimentales et cliniques dans lesquelles le macaque peut être utilisé comme un modèle de la cognition humaine, et les conditions où il ne le peut pas.

Réduction

Le nombre d’animaux est réduit à la valeur minimale permettant d’atteindre une significativité et reproductibilité des observations. Au total, nous prévoyons la possibilité d’inclure 3 animaux dans le protocole (2 en réutilisation et un en nouvelle inclusion). Ce nombre a été choisi sur la base du nombre minimum standard d’animaux (n=2) défini par la communauté scientifique abordant des problématiques comportementales avec des méthodes d’imagerie chez le primate non-humain, et sur la possibilité d’avoir à remplacer des animaux en cours de protocole (n=1). Tous les protocoles seront lancés sur les mêmes animaux ce qui nous permettra de comparer différentes acquisitions sur les mêmes sujets et ainsi optimiser la puissance statistique de notre étude. Les animaux en réutilisation, pour cette étude, suite à des recherches peu invasives, sont déjà entrainés à l’IRM et hébergé dans le laboratoire. Cette réutilisation est d’autant plus importante que ces animaux doivent être entraînés sur une longue durée de temps, avec renforcement positif, pour arriver à un comportement stable, avant de pouvoir passer à la phase de collecte de données. Nous prévoyons de lancer 9 campagnes d’acquisitions par animal (15 sessions par animal, chaque session incluant de 2 à 15 scans en fonction de la motivation des animaux).

Raffinement

Notre méthodologie expérimentale a été planifiée afin de minimiser l’impact de notre étude sur la santé et le bienêtre des animaux. Par exemple, l’imagerie constitue une approche non-invasive qui va nous permettre d’étudier l’activité cérébrale dans le cerveau entier des animaux sans engendrer d’effets délétères. L’implantation du plot, réalisée chirurgicalement sera réalisée avec les meilleures techniques d’asepsie possible, par un neurochirurgien, afin de réduire le risque d’infection ou de désimplantation. En dehors des sessions d’imagerie qui seront réduites le plus possible sans compromettre les résultats scientifiques, les animaux seront hébergés dans un environnement social, incluant du matériel de fourrage et de multiples formes d’enrichissement (selon un protocole défini en SBEA et implémenté par les chercheurs et les techniciens animaliers). Pour favoriser des interactions sans stress excessif entre l’animal et l’expérimentateur, les animaux seront entrainés à la technique d’association positive entre un son (clicker), une action, et une récompense alimentaire. Une sortie de cage vers la chaise sans canne est également à l’étude dans notre structure. De plus, la mise en place de points limites précoces nous permettra un suivi régulier du stress des animaux.

Choix des espèces

Pour cette étude, le modèle primate non-humain (macaque) apparait essentiel pour plusieurs raisons : - Cette étude s’intéresse à des mécanismes neurobiologiques chez le macaque pour des raisons de connaissance fondamentale. - Phylogénétiquement, ce modèle animal est le plus proche de l’humain dans l’expression de ses comportements et dans son organisation anatomo-fonctionnelle la rendant notamment plus « facilement » comparable pour des études évolutives - Cette étude s’inscrit explicitement dans une perspective comparative entre espèces, la comparaison homme macaque étant un point clé de cette étude. En plus des connaissances fondamentales générées cela va permettre de préciser l’opportunité d’utiliser le macaque comme un modèle de la cognitive humaine et de ses dysfonctions. -Des taches comportementales variées peuvent être réalisées par ces animaux permettant ainsi l’étude d’un large spectre de comportements complexes du point de vue des neurosciences fondamentales. -Toutes informations physiologiques ou physiopathologiques obtenues chez le primate non-humain est plus facilement transposable à une application chez l’humain. « Les deux animaux réutilisés sont des animaux matures. Les animaux reçus de nos fournisseurs sont de jeunes adultes (3.5-4 ans). Ils arrivent généralement déjà en groupe et sont socialement compatibles permettant de les pairer pour leur hébergement. L’étude portant sur des sujets adultes, les variations de maturation ou de vieillissement au sein de cette tranche d’âge restes minimes et ne devrait pas engendrer de variations significatives des réponses neuronales dans les taches étudiées. A terme, des analyses portant sur un possible effet âge sur les traitements cognitifs qui nous intéressent pourront être entreprises à plus large échelle.

12 macaques, six crabiers et six rhésus, vont être utilisés puis réutilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une IRM puis quatre séances d'imagerie TEP par candidat médicament, sous anesthésie générale pouvant durer 300 minutes, avec pose d'un cathéter artériel et prélèvements sanguins. Le porteur indique un stress lié à la contention et au réveil, et signale que le produit de contraste, un oxyde de fer, peut élever le taux de fer sanguin. Il affirme qu'aucune méthode alternative ne permet d'étudier la distribution d'un médicament dans un "organisme entier" proche de l'humain, et conclut à la nécessité du primate.

Objectifs

L’objectif de cette étude est l’évaluation préclinique de la distribution tissulaire de candidats médicaments pour traiter des maladies telles que le diabète, certains cancers et des pathologies neuropsychiatriques comme l’addiction. Pour y parvenir, nous synthétiserons des analogues radiomarqués de ces candidats médicaments que nous injecterons à des primates non humains. La distribution tissulaire sera suivie grâce à une technique d’imagerie non invasive. Cette technique d’imagerie non invasive (tomographie par émission de positons ou monophotonique) consiste à injecter un analogue de candidat médicament radiomarqué par différents isotopes utilisés en médecine humaine. La distribution tissulaire des candidats médicaments peut ainsi être mesurée par des approches d’imagerie non-invasive correspondant aux isotopes utilisés et qui sont également utilisées en médecine humaine. Cette étude permettrait d’évaluer l’exposition tissulaire par le candidat médicament étudié lors d’une administration. Les candidats médicaments étudiés concernent le diabète, le cancer, les pathologies neuropsychiatriques comme l’addiction et également les neuroprotecteurs. Deux séances d’imagerie seront nécessaires. La première imagerie permet d’établir les paramètres pharmacocinétiques initiaux du candidat médicament. La seconde imagerie permet d’étudier la spécificité de la fixation tissulaire du candidat médicament étudié. Le candidat médicament radiomarqué sera co-administré avec une molécule à usage humain dont on sait qu’elle interagit de manière spécifique avec la cible pharmacologique du candidat médicament étudié. Typiquement, cette étude sera réalisée en co-injectant le radiotraceur avec son analogue « froid », afin qu’il rentre en compétition avec la fixation tissulaire du radiotraceur. Les doses de médicament « froid » seront choisies en fonction de la littérature et du recul de l’utilisation de cette molécule chez l’homme ou chez le primate non-humain.

Bénéfices attendus

Les retombées de ce projet sont majeures puisqu’elles permettront d’apporter des informations pertinentes sur l’exposition tissulaire et sur les spécificités de la distribution et de l’élimination des candidats médicaments étudiés. Ces résultats peuvent être extrapolés chez l’Homme.

Procédures

Les animaux auront une séance d’imagerie anatomique (IRM) puis quatre séances d’imagerie dynamique (TEP) par candidat médicament étudié. Toutes les imageries (IRM et TEP) se dérouleront sous anesthésie générale (durée 300 minutes maximum) pour une acquisition d’une durée de 240 minutes maximum. Il n’y aura pas de prélèvements sanguins pendant l’imagerie IRM. En revanche, il y aura des prélèvements sanguins à chaque imagerie TEP qui seront séparés de 15 jours au minimum. Une voie artérielle sera positionnée en début d’anesthésie (durée de la pose inférieure à 5 minutes) afin de faire les prélèvement sanguin (durée inférieure à 5 secondes) durant l’examen. Pour 2 des 4 imageries TEP, les animaux recevrons une dose pharmacologique du candidat médicament par injection intra-veineuse sur 1 minute.

Impact sur les animaux

L’effet indésirable prévu est un stress associé à la contention physique (durée inférieure à 2 minutes) précédent l’injection de l’anesthésie par voie intra musculaire ainsi qu’un stress pendant la phase de réveil (durée inférieure à 1 heure). Présence d’anesthésies répétées et relativement longues avec injections des médicaments et prélèvements sanguins.

Devenir

Le protocole expérimental ne nécessite pas d’euthanasier les animaux. Les animaux pourront être réutilisés sur décision du vétérinaire à la fin de l’étude.

Remplacement

Compte tenu de la complexité des phénomènes étudiés, il n’existe aucune méthode alternative permettant d’étudier les effets d’un candidat médicament sur un organisme entier et donc d’extrapoler les résultats chez l’Homme. Afin d’obtenir des données convaincantes d’un point de vue clinique, il est nécessaire de travailler sur un organisme entier dont l’organisation se rapproche au maximum de celle de l’Homme. Cette étude ne peut être envisagée qu’in vivo chez des primates non humains dont les déterminants pharmacocinétiques et la physiologie sont plus proches de l’Homme que celle des rongeurs.

Réduction

L’approche statistique envisagée permet la comparaison des deux conditions expérimentales entre elles avec suffisamment de puissance pour mettre en évidence un phénomène pharmacocinétique notable d’un point de vue pharmacocinétique. Cette estimation prend en compte la variabilité des mesures observées lors d’études précédentes réalisées chez les primates non-humain. Dans une perspective de réduction du nombre d’animaux nécessaires à l’étude, seulement 12 primates non-humain seront inclus. Chaque animal participera à 4 examens par molécule étudiée afin d’obtenir des données répétables et représentatives des phénomènes étudiés.

Raffinement

Pendant toute la durée de cette étude, il y aura une mise en place d’un renforcement positif avec un remplacement hebdomadaire (physique) et journalier (alimentaire, sensoriel) des enrichissements. Une surveillance quotidienne des primates non humains sera pratiquée par les zootechniciens et les expérimentateurs. Tous les examens se réalisent sous anesthésie générale. Juste avant le début de l’examen un examen clinique de l’animal sera systématiquement réalisé. Durant les examens d’imagerie, la température corporelle est monitorée et maintenue à l'aide d'une couverture chauffante à air (42°C) et une maintenance hydrique, réchauffée à 37°C, est suppléé. Les paramètres physiologiques et de ventilation sont suivis et sont utilisés comme indicateurs pour adapter la profondeur d’anesthésie et comme témoins de la gestion de l’analgésie. Durant ces examens la surveillance des animaux est renforcée jusqu’au réveil complet de l’animal (animal debout). Certains animaux possèdent une sensibilité aux agents anesthésiants. Des protocoles ont été mis en place afin d’identifier et de prévenir ces sensibilités.

Choix des espèces

La physiologie des barrières biologiques des primates non-humains est plus proche de celle des primates humains que de celle des rongeurs. Les niveaux d’expression de nombreux transporteurs de médicaments sont très différents entre les Hommes et les rongeurs. Il a été montré que les primates non-humains constituent un modèle plus prédictif de l’activité de ces transporteurs lors des études de pharmacocinétique. Aussi, afin d’étudier ces effets et extrapoler les résultats chez l’Homme, l’utilisation de primates non-humains est particulièrement pertinente. Le macaque adulte réunit tous les critères requis et constitue le meilleur choix pour notre étude.

260 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections intraveineuses de cellules qui induisent des tumeurs pulmonaires, puis des chimiothérapies, avant d'être tuées à J13 ou J17 pour prélever leurs poumons. Le porteur indique que l'injection provoque un stress lié à la contention et une douleur de faible intensité, et affirme s'appuyer sur plus de dix ans d'expérience du modèle. Il conclut que le recrutement des globules blancs au site tumoral ne peut s'appréhender in vitro et doit être confirmé dans un "organisme entier".

Objectifs

NLRP3 est une protéine largement décrite pour ses fonctions dans l’inflammation, dans des globules blancs appelés myéloïdes. Nos données préliminaires obtenues d’autres globules blancs appelés lymphocytes, isolés de souris montrent que NLRP3 est présent dans ces cellules. En l’absence de NLRP3 ces globules blancs ont une activité anti-tumorale marquée contre différents types de tumeurs. L’absence de NLRP3 dans ces globules blancs semble impacter le recrutement de ces cellules au site tumoral. Grâce à des cellules isolées des tumeurs de souris déficientes pour NLRP3 nous avons pu observer une différence dans l’expression de certains récepteurs membranaires suspecter d’être impliqué dans le recrutement des globules blancs déficients pour NLRP3. Le récepteur appelé CXCR3 interagit avec 3 molécules ayant des effets différents. Différentes lignées tumorales sont capables de les produire. Nous avons validé in vitro la différence de recrutement. Au regard de ces résultats, nous souhaitons aujourd’hui valider ces observations in vivo. En effet, la complexité de la réponse immunitaire anti-tumorale est telle que les résultats obtenus in vitro ne sont pas suffisants pour affirmer que les mécanismes de recrutement des globules blancs identifiés in vitro sont transposables à un organisme entier et qu’ils pourraient servir de cible thérapeutique. Pour confirmer nos hypothèses in vivo, nous utiliserons des souris contrôles ou déficientes pour NLRP3 comme donneurs de globules blancs. Ces globules blancs seront injectés à des souris ayant de tumeurs au niveau pulmonaire. Ainsi, nous pourrons comparer le recrutement des globules blancs contrôles ou déficients pour NLRP3 dans des tumeurs.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont les suivants : - apporter des connaissances nouvelles concernant NLRP3. - évaluer si NLRP3 pourrait être une cible thérapeutique ou un complément à l’immunothérapie

Procédures

Les injections de cellules seront réalisées en iv sur souris vigiles (2 par souris, chaque injection dure quelques secondes). Les traitements par chimiothérapies seront réalisés en ip sur souris vigiles (4 par souris, chaque injection dure quelques secondes). La mise à mort sera réalisée sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane.

Impact sur les animaux

Les tumeurs seront induites dans les poumons suite à une injection intra veineuse dans la veine caudale. Cet acte peut engendrer du stress chez l’animal car il doit être maintenu dans un système de contention. L’injection induit une douleur de faible intensité au site de l’injection. Les foyers tumoraux au niveau des poumons permettent d’obtenir des résultats plus clairs et de meilleure qualité. Les animaux seront mis à mort à J13 ou J17 post-injection des cellules tumorales. A ce stade, il y a entre 100 et 200 foyers tumoraux sur les poumons (d’environ 1mm de diamètre) et cela n’impacte pas la vie des animaux (nous avons plus de 10 ans d’expérience sur ces modèles).

Devenir

Les 260 souris seront toutes euthanasiées afin de prélever les poumons

Remplacement

Nous avons déjà réalisé un certain nombre d’expériences in vitro pour caractériser les différences entre les CD8 issus de souris C57Bl6 et les CD8 déficients pour NLRP3. Ceci nous a permis d’identifier des marqueurs d’intérêt et des phénomènes à explorer in vivo. Malheureusement, le recrutement au site tumoral et l’implication dans la réponse immunitaire antitumorale ne peuvent pas être appréhendés in vitro à l’heure actuelle car ce sont des mécanismes trop complexes qui font intervenir plusieurs acteurs cellulaires et moléculaires.

Réduction

Dans un souci de réduction et étant donné que nous voulons confirmer des résultats obtenus in vitro, les expériences ne seront réalisées que 2 fois avec 5 souris par groupes et par des personnes parfaitement formées aux gestes permettant d’optimiser la reproductibilité. De plus, chaque expérience sera accompagnée d’une analyse complète de l’infiltrat immunitaire afin de récolter un maximum d’informations sur les mêmes souris sans avoir besoin de recommencer les expériences (1 lobe pour l’analyse de l’infiltrat et 1 lobe pour les marquages). Enfin, un « go-no go » est appliqué à la fin de chaque phase du projet. En d’autre terme si les résultats de la phase n ne confirment pas l’hypothèse, la phase n+1 ne sera pas réalisée.

Raffinement

Les animaux seront hébergés dans un environnement adapté et enrichi. Ils seront suivis 3 fois par semaine pendant toute la durée de l’étude (la fréquence de surveillance sera bien entendu augmentée en cas d’observation de signes cliniques anormaux). Des critères d’interruption de l’étude ont été mis en place dans le cas où un animal montrerait des signes de souffrance.

Choix des espèces

Les souris, outre l’avantage lié à leurs caractéristiques physiologiques sont les seules espèces animales transgéniques disponibles pour l’expérimentation. Enfin les souris autorisent une variété de techniques d’administration et de prélèvement présentant des analogies avec ce qui est réalisé en recherche clinique sur l’homme. Des animaux de 6 à 8 semaines seront utilisés car leur système immunitaire est mature à cet âge.

12 macaques crabiers vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent une chirurgie oculaire d'une heure puis des anesthésies répétées, mensuelles sur six mois puis tous les deux mois jusqu'à 24 mois pour la moitié d'entre eux, afin d'induire par injection une dégénérescence des photorécepteurs à cônes. Le porteur décrit une inflammation oculaire transitoire et affirme qu'aucune douleur n'est attendue en s'appuyant sur la clinique humaine, sans mentionner de test de la vision. Il indique qu'aucun milieu de culture ne reproduit la complexité de la rétine et qualifie ce modèle d'"indispensable" pour tester ensuite des thérapies chez les patients atteints de rétinite pigmentaire.

Objectifs

La Rétinopathie Pigmentaire (RP) est une maladie oculaire génétique grave qui touche environ une personne sur 3000 au niveau mondial. Cette maladie se caractérise par une perte progressive de la vision. Elle se caractérise sur le plan clinique par une perte progressive des photorécepteurs à bâtonnet suivie de la diminution de fonction des photorécepteurs à cône jusqu’à la cécité. Le système S joue un rôle essentiel dans la protection des photorécepteurs contre le stress oxydant. Nous avons démontré chez le rongeur que le système S jouait un rôle crucial dans la survie des photorécepteurs à cônes, cellules indispensables à la vision centrale et des couleurs. Il n’existe à ce jour, aucun modèle chez le primate non humain de dégénérescence des photorécepteurs à cônes. Un tel modèle est indispensable pour pouvoir tester par la suite des thérapeutiques ciblant la macula (région riche en cônes) et ainsi pouvoir envisager des traitements sur des patients atteints de rétinite pigmentaire. Le but de cette étude est de bloquer le système S par injection d’une molécule inhibitrice chez le primate non humain et de montrer une altération des cellules à cônes. La structure de la rétine sera analysée par imagerie du fond d’œil in vivo et la fonction rétinienne sera évaluée par électrorétinogramme. Nous procéderons par la suite à une analyse histologique de la rétine.

Bénéfices attendus

A ce jour, aucun modèle de dégénérescence rétinienne des photorécepteurs à cônes n’existe chez le primate non humain. Récemment, nous avons démontré chez le rongeur que le système S jouait un rôle crucial dans la survie des photorécepteurs à cônes, cellules indispensables à la vision centrale et des couleurs. Il n’existe à ce jour, aucun modèle chez le primate non humain de dégénérescence des photorécepteurs à cônes. Le but de cette étude est de créer un modèle de dégénérescence des cellules à cônes afin de pouvoir comprendre les mécanismes sous tendant cette dégénérescence et également de pouvoir tester par la suite des thérapeutiques ciblant la macula (région riche en cônes) et ainsi pouvoir envisager des traitements sur des patients atteints de rétinite pigmentaire. Le but de cette étude est de bloquer le système S par injection d’une molécule inhibitrice chez le primate non humain et d’étudier les mécanismes de la dégénérescence des photorécepteurs à cônes. Cette étude sera réalisée sur des temps courts (8 mois) afin de montrer histologiquement les modifications de la rétine et sur des temps plus longs (24 mois) afin de détecter des anomalies tardives. Nous évaluerons les changements structurels et fonctionnels de la rétine.La structure de la rétine sera analysée par imagerie du fond d’œil in vivo, la fonction rétinienne sera évaluée par électrorétinogramme et nous réaliserons une étude histologique. Un tel modèle est indispensable pour pouvoir tester par la suite des thérapeutiques ciblant la macula (région riche en cônes) et ainsi pouvoir envisager des traitements sur des patients atteints de rétinite pigmentaire.

Procédures

Tous les animaux de ce projet seront anesthésiés pour intervention chirurgicale et examens longitudinaux. Chaque animal aura une chirurgie d’une durée de 1h. Les examens longitudinaux, imagerie du fond de l’œil et électrorétinogramme durent respectivement 1 et 2 heures. Les animaux seront anesthésiés une fois par mois pendant 6 mois (n=12 animaux) et tous les 2 mois de 7 à 24 mois pour 6 animaux.

Impact sur les animaux

L’effet indésirable pouvant se manifester est une inflammation oculaire post chirurgie. Cette inflammation est transitoire et si elle a lieu dure 2 à 3 jours. Nous nous basons sur les effets indésirables constatés en clinique humaine. Aucune douleur n’est attendue. De même, en clinique humaine aucune douleur liée à la dégénérescence rétinienne n’est rapportée. Du stress peut être associé lors de la phase d’initialisation et du réveil des différentes anesthésies (chirurgie et examens longitudinaux). La répétition des anesthésies relativement longues pourrait entrainer des nuisances également pour l’animal (mise à jeun, temps de réveil post anesthésie désagréable).

Devenir

Tous les animaux n=12 seront euthanasiés afin de réaliser des études histologiques.

Remplacement

Le recours à l’animal est nécessaire, car aucun milieu de culture ou système synthétique ne permet aujourd’hui de reproduire la complexité architecturale des cellules de la rétine, en particulier les interactions structurelles et fonctionnelles de ces cellules, ainsi que la réponse immunitaire potentiellement induite par l'administration sous-rétinienne des photorécepteurs dérivés de cellules souches.

Réduction

La mise en œuvre d’un suivi longitudinal non invasif (imagerie in vivo sur les animaux anesthésié) ainsi que par électrorétinogramme (étude fonctionnelle) permet de diminuer le nombre d’animaux utilisés ainsi que la contrainte imposée aux animaux. Différents marqueurs de survie des photorécepteurs et des autres cellules rétiniennes, de cellules inflammatoires seront utilisés lors des analyses histologiques sur les 12 rétines traitées comparées aux 12 contrôles.

Raffinement

Toutes les interventions sur animaux se feront sous anesthésie générale renforcée par des compléments analgésiques et anti-inflammatoires appropriés, pour réduire la contrainte imposée aux animaux. L’acuité visuelle des animaux sera évaluée par des tests d’électrorétinogramme (ERG). Plusieurs marqueurs indiqueront l’état inflammatoire, la qualité des photorécepteurs et des cellules ganglionnaires. Leur état de santé sera surveillé tout au long de l’expérience et évalué grâce à une grille d’observation postopératoire, cela nous permettra d’intervenir immédiatement s’il y a signe de souffrance et de veiller au bien-être des animaux.

Choix des espèces

Le macaque est retenu comme modèle d'étude sur les critères suivants : - cette étude fait partie d'un projet qui vise à valider un modèle de dégénérescence des photorécepteurs à cônes Elle ne peut pas être menée chez le rongeur car l’organisation de l’œil n’est pas comparable à celle de l’Homme. Seul le primate non-humain possède une anatomie de l'œil proche de l'homme, avec notamment la présence d'une région maculaire dans la rétine centrale. - le macaque permet d'intégrer des méthodes d'évaluation fonctionnelle, telles que l'imagerie du fond de l’œil, et l'électro-rétinographie, qui peuvent être directement extrapolées à l'homme dans une démarche translationnelle. Uniquement des animaux adultes entre 2 et 15 ans seront utilisés. La rétine de ces animaux est comparable à celle de l’homme à l’âge adulte.

171 rats mâles vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On leur crée par chirurgie abdominale un anévrysme de l'aorte, puis on leur implante une endoprothèse à revêtement anti-inflammatoire, avec prélèvements sanguins et imagerie, avant une mise à mort à 7 ou 120 jours pour analyser les tissus. Le porteur conçoit un revêtement censé améliorer l'intégration des stents aortiques chez l'humain, un bénéfice qu'il qualifie de "translationnel majeur". Il affirme qu'aucune simulation fiable d'anévrysme n'existe et juge l'étude animale "indispensable".

Objectifs

Actuellement, les anévrysmes de l'aorte abdominale sont traités par implantation de stents aortiques. Il existe cependant des complications nécessitant de nouvelles opérations liées à un phénomène de rejet de ces stents. En effet, ils ne sont pas complétement intégrés dans le tissu du patient. L’objectif de l’étude est de concevoir un revêtement applicable sur ces stents aortiques pour améliorer leur intégration et donc diminuer le risque de rejet. Cette étude est une étude expérimentale chez l'animal (rat) dont les résultats pourraient permettre de transposer la technique chez l'homme.

Bénéfices attendus

Un anévrysme est une déformation pathologique d'un segment vasculaire. Le risque d'un anévrysme est sa fragilisation et sa rupture, entrainant une hémorragie souvent grave. Chez l’homme, les anévrysmes de l’aorte abdominale (AAA) sont traités avec des endoprothèses (stents aortiques). Ce traitement est toutefois grevé d’un nombre significatif de fuite et de migrations d’endoprothèses au cours du suivi. Ces complications pourraient être liées à un défaut d’intégration de l’endoprothèse L’objectif du projet est de développer une endoprothèse fonctionnalisée avec un revetement permettant sa meilleure intégration dans le tissu aortique. Le bénéfice translationnel est majeur avec une potentielle diminution des complications évolutives du traitement endovasculaire des AAA chez l’homme.

Procédures

Les animaux recevront de l’aspirine tout au long de la procédure pour éviter la formation de caillots (thromboses). Les animaux auront une implantation d’endoprothèses comportant des revetements anti-inflammatoires. Ces endoprothèses seront implantées chez des rats dont l’aorte est saine (pour étudier la biocompatibilité de ces endoprothèses) ou chez des rats chez qui des anévrysmes auront été créés préalablement 3 semaines plus tot pour mimer la pathologie humaine. Ces procédures d’implantation se feront par incision au niveau de l’abdomen sous anesthésie générale et antalgiques et durent 30 minutes. La procédure de création d'anévrysme est également faite par une incision au niveau de l'abdomen sous anesthésie générale et antalgiques et dure 1h. Afin de mesurer l’inflammation, des examens de sang (prélèvement veineux au niveau de la joue) et d’imagerie (echographie abdominale, TEPscanner) seront réalisés sous anesthésie générale. Ces examens d'imagerie seront réalisés dans un autre établissement utilisateur et serviront à mesurer objectivement l'inflammation et donc à comparer les groupes d'étude. Dans l'axe I, les deux examens d'imagerie (echographie et TEPscanner) auront lieu 1 semaine après implantation des endoprothèses. Pour l'axe II, ces examens d'imagerie auront lieu à 1 et 4 semaines après implantation. Concernant les prélévements sanguins, dans l'axe I il aura lieu après euthanasie. Pour l'axe II il auront lieu à 1 semaine après implantation des endoprothèses (sous anesthésie générale) et après l'euthanasie à 3 mois après implantation des endoprothèses.

Impact sur les animaux

Les effets nuisibles attendus sont la présence d'un inconfort ou d'une douleur modérée de courte durée après les procédures chirurgicales. D'autres effets peuvent survenir comme une perte de poids, une deshydratation, une diminution de la mobilité ou encore la survenue de caillots sanguins (thrombose).

Devenir

Dans l'étude I, les animaux sont euthanasiés 7 jours après implantation des endoprothèses pour analyse des tissus (étude microscopique de l'intégration des endoprothèses). Dans l'étude II, les animaux sont euthanasiés 120 jours après implantation des endoprothèses pour analyse des tissus (étude microscopique de l'intégration des endoprothèses).

Remplacement

Il n’est actuellement pas possible de simuler de facon précise l’action d'un revetement anti-inflammatoire dans un tissu aortique. Il n’existe pas non plus de simulation fiable d’anévrysmes de l’aorte abdominale (AAA). L'étude chez l'animale reste indispensable. Toutefois, des expérimentations préliminaires ont permis une séléction précise du revetement anti-inflammatoire à tester chez l'animal et d’établir un protocole robuste.

Réduction

Nous avons volontairement choisi d'utiliser des examens d'imagerie non douloureuses et reproductibles dans le temps (échographie abdominale). Cela permet de suivre sur la durée les mêmes animaux sans les euthanasier. Nous avons également calculé préalablement à l'expérimentation le nombre d'animaux à inclure dans l'étude. Cela permet d'obtenir des résultats statistiques robustes tout en évitant d'inclure trop d'animaux.

Raffinement

-Les conditions d’hébergement seront optimisées au maximum : limitation des transports au strict nécessaire, enrichissement de l'environnement (mise en place de coton pour comportement de nidification, mise à disposition de baton à ronger), respect du rythme jour/nuit -Nous veillerons à réaliser un transport doux en limitant les mouvements brusques pour réaliser les procédures d'imagerie sur le site dédié. -Nous avons prédéfinis la liste d'élements de surveillance du bien-etre des animaux: tous les animaux seront surveillés quotidiennement à l'aide d'une grille standardisée de surveillance. Les animaux seront inspectés (poids, présence d'un inconfort/douleur, état de la cicatrice) et des soins adaptés comprenant des anti-douleurs seront administrés. Si une trop souffrance est constatée (présence de points limites), l'animal sera immédiatement euthanasié. -Nous utiliserons une procédure d’imagerie non invasive : l’echographie abdominale a été préférée à l’angiographie invasive. -Nous aurons recours à l’anesthésie et à l’analgésie pour toutes les procédures. - Concernant le transport entre site d'hébergement et site d'imagerie, une acclimatation avec transport la veille sur le site d'imagerie aura lieu avec manipulations douces.

Choix des espèces

-Le modèle animal (rat) a été soigneusement choisi d’après les publications internationales les plus pertinentes sur le sujet (implantation d’endoprothèses dans l’aorte saine et dans des anévrysmes). Les dimensions de l’aorte du rat Wistar permettent son analyse en imagerie (echographie et TEP scanner). Les rats seront utilisés à un stade adulte car la population humaine présentant des anévrysmes de l'aorte abdominale est adulte et agée. Les animaux utilisés seront des males car il existe une nette prédominance masculine dans la population humaine présentant des anévrysmes de l'aorte abdominale.