Procédures modérées
Développement d’antiviraux virucides à large spectre non toxiques
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
Perte de poids, hypothermie, difficultés respiratoires : réunir ces critères déclenche la mise à mort immédiate. 3 600 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélèvement d'organes, dont 1 800 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Toutes sont infectées par instillation intranasale sous anesthésie, par le virus respiratoire syncytial ou la grippe A, puis manipulées chaque jour pour la pesée et la prise de température, traitées par gavage, injection ou instillation, 2 880 passant deux séances d'imagerie. Le porteur reconnaît que l'infection peut aller jusqu'à une atteinte clinique sévère, voire la mort, et présente ces antiviraux comme une "avancée importante en médecine" dont le passage au développement préclinique et clinique reste entièrement à venir.
Objectifs
Ce projet a pour objectif principal l’optimisation et l’évaluation approfondie d’une nouvelle famille d’antiviraux développée conjointement par les différents laboratoires co-porteurs. Cette nouvelle classe d'antiviraux utilise des molécules organiques (bêta-cyclodextrines) mimant les récepteurs cellulaires pour se lier aux virus et détruire physiquement leur structure de façon irréversible et non toxique. Elle constitue donc une forme de nanoparticules antivirales. S’appuyant sur une expertise complémentaire en virologie et en science des matériaux, ces trois équipes ont mis en évidence le fort potentiel thérapeutique de ces molécules. Néanmoins, plusieurs verrous scientifiques majeurs subsistent, que ce projet vise à lever afin d’accélérer le développement de cette famille d’antiviraux. En identifiant des molécules plus puissantes dotées d’une activité à large spectre, nous ambitionnons de renforcer l’efficacité in vivo contre le virus respiratoire syncytial, le virus influenza A et d’autres virus humains d’importance majeure. Cet objectif est particulièrement crucial pour la prise en charge des virus respiratoires circulants chez les populations à risque et constitue un enjeu clé de la préparation pour faire face aux pandémies. Nous étudierons également la possibilité de modifications chimiques visant à conférer une biodisponibilité orale, un critère déterminant pour faciliter l’administration, améliorer l’observance thérapeutique et soutenir de futures études cliniques. Une autre question centrale portera sur la capacité de l’inactivation virale induite par ces molécules à générer des débris viraux immunogènes, susceptibles de stimuler une réponse immunitaire protectrice et une mémoire immunologique. L’objectif est ainsi de développer non seulement un antiviral hautement efficace, mais également une molécule capable de conférer une protection durable contre l’infection. Les résultats attendus permettront d’optimiser davantage la structure de ces antiviraux et de les rapprocher d’un développement clinique, tout en contribuant à l’émergence de nouveaux outils et méthodologies de recherche. Les travaux portant sur les stratégies de conjugaison pour une administration orale et sur la détection in vivo de ces macromolécules complexes apporteront des connaissances essentielles à la synthèse et à la caractérisation de nouveaux matériaux bioactifs ciblant les virus respiratoires.
Bénéfices attendus
Ce projet devrait constituer une avancée importante en médecine en validant un concept de traitement capable de convertir une simple inactivation virale en une réponse immunitaire protectrice, robuste et durable. L’optimisation de la biodisponibilité orale des composés lèvera un verrou technologique déterminant, ouvrant la voie à leur transfert vers le développement préclinique et clinique.
Procédures
3600 animaux concernés pour l’ensemble des interventions, chaque type d’intervention impliquant une proportion variable : Anesthésie et instillation intranasale : chaque animal recevra une anesthésie chimique unique d’environ 20 minutes (par injection, 30s), nécessaire pour l’administration intranasale. Cette intervention sera réalisée sur tous les 3600 animaux. Manipulation et contention pour le suivi clinique : les animaux vigiles seront manipulés quotidiennement pour la mesure du poids et de la température corporelle, chaque opération durant environ 1 minute par animal. Cette mesure sera effectuée sur l’ensemble des 3600 souris. Traitement des animaux : les souris traitées recevront les solutions de composés par gavage, instillation intra-nasale ou injection, durée de l’administration inférieure à 1 minute. Imagerie: effectuée sous anesthésie gazeuse, à deux reprises espacées de quatre jours, chaque séance (anesthésie incluse) durant moins de 5 minutes. Cette intervention sera réalisée sur 2880 animaux. Imagerie: Les souris recevront une injection sous anesthésie gazeuse (durée de l’injection inférieure à 30 secondes). Prélèvement sanguin : deux échantillons seront prélevés sur chaque animal anesthésié, (1 minute). Cette intervention concernera 10% des effectifs soit 360 animaux. Mesure des paramètres respiratoires : réalisée à deux reprises au cours du protocole sur les animaux vigiles, chaque mesure durant 2 à 3 minutes. Cette intervention sera appliquée à tous les animaux. Ces interventions ont été planifiées pour limiter la durée de manipulation et le stress des animaux tout en garantissant la collecte de données fiables sur l’ensemble du groupe. Génotypage : une petite partie des souris pourra être l’objet d’un prélèvement de 1mm de queue.
Impact sur les animaux
Le protocole implique une manipulation quotidienne des animaux afin d’une part de leur administrer les composés antiviraux, et d’autre part pour évaluer différentes constantes physiologiques (poids, température, etc.). Il faut mentionner que les molécules testées ont une base organique de type sucre et sont très bien tolérées par les animaux. Ces manipulations répétées sont susceptibles d’induire un stress modéré chez les souris, notamment lorsque les traitements nécessitent une injection (IP ou IV). L’infection virale nécessite une anesthésie générale de courte durée (< 1 heure), réalisée par injection parentérale de l’anesthésique, pouvant entraîner une douleur transitoire liée à la piqûre. Une légère perte de poids est parfois observée le lendemain de l’anesthésie. L’infection virale induit une pathologie dont la sévérité dépend du virus et de la dose d’inoculum administrée, pouvant aller jusqu’à une atteinte clinique sévère, voire une mortalité. Une perte de poids et une hypothermie sont notamment observées au cours des infection par le virus influenza. Une gêne respiratoire, objectivée par des mesures de pléthysmographie, est détectable entre J4 et J10 post-infection. Enfin, les sessions de pléthysmographie, bien que de courte durée (environ 3 minutes), peuvent également générer un stress lié à l’isolement temporaire de l’animal durant la phase de monitoring. Enfin, l’éventuel génotypage des souris IFNAR-/- va induire une nuisance liée au prélèvement de 1mm de queue, correspondant principalement à une douleur transitoire au moment du geste, associée à un stress de courte durée lié à la contention et à la manipulation, ainsi qu’à un inconfort local temporaire au site de prélèvement.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour prélèvement d’organes.
Remplacement
Notre thématique de recherche ne peut être mise en œuvre sans recours à des modèles animaux. En effet, l’évaluation de l’efficacité de nos nanoparticules antivirales repose sur l’étude d'interactions biologiques complexes s’exerçant à l’échelle de l’organisme entier. L’établissement d’une réponse immunitaire protectrice, incluant la capture des débris viraux immunogènes et le recrutement de cellules immunocompétentes vers les sites d’infection, nécessite une coordination systémique entre les systèmes lymphatique, vasculaire et les tissus cibles. De plus, les enjeux de biodisponibilité et de pharmacocinétique liés à l’administration orale impliquent des processus de barrières biologiques et de métabolisme qu’aucune approche in vitro ou ex vivo ne peut actuellement reproduire fidèlement. L’étude intégrée de ces mécanismes d'action et de la mémoire immunologique induite nécessite donc impérativement le recours à des modèles animaux diversifiés, conformément aux principes éthiques des 3R.
Réduction
Notre stratégie de réduction est basée sur l’emploi de tests statistiques nous permettant de valider nos hypothèses scientifiques sur la base de résultats obtenus avec le nombre minimal d’animaux en termes d’effectifs. Afin de garantir la robustesse des résultats tout en respectant le principe de Réduction (3R), les effectifs ont été calculés pour détecter une taille d’effet importante de d = 1,4 (différence de Cohen) avec une puissance statistique de 80 % (risque alpha = 5 %). Ce calcul de la taille d’effet s’appuie sur nos données préliminaires ainsi que sur la pertinence biologique attendue. Il vise à identifier uniquement des variations d’une amplitude significative afin d’écarter les différences minimes et dénuées d'intérêt clinique. En fixant l’effectif à n = 10 par groupe, et en prenant en compte ces paramètres statistiques, l'étude devient calibrée pour détecter des tailles d'effet importantes et garantit donc la robustesse et la reproductibilité des conclusions biologiques. Ces paramètres permettent de mettre en évidence des différences biologiquement pertinentes, même en présence d'une variabilité interindividuelle modérée au sein de groupes de 10 animaux. Les analyses statistiques seront réalisées en fonction de la nature des données (sécrétion de cytokines, détresse respiratoire, réplication virale…), avec des tests t de Student ou des tests non paramétriques (Mann-Whitney) pour les comparaisons simples, et des modèles d’ANOVA à deux facteurs pour les analyses intégrant plusieurs facteurs expérimentaux (nanoparticules et voies d’administration). Des corrections pour comparaisons multiples (Benjamini-Hochberg) pourront être appliquées. La taille d’échantillon est définie à partir de la réplication virale qui correspond à la variable biologique principale de réponse, correspondant au critère quantitatif retenu pour évaluer l’effet des conditions expérimentales. En complément, des analyses multivariées de type analyse en composantes principales (ACP) seront réalisées afin de visualiser les structures globales des données et d’identifier d’éventuels regroupements ou tendances au sein des différents paramètres expérimentaux.
Raffinement
Le bien-être animal est un axe central de notre démarche, visant à minimiser le stress et la souffrance tout au long du challenge infectieux. Les souris sont hébergées par groupes de cinq au sein de cages à couvercle filtrant, dans un environnement climatisé avec accès ad libitum à l’eau et à une alimentation standard. Afin de favoriser les comportements naturels et réduire l'anxiété, l'environnement est enrichi par des carrés de coton (type Neslets/Sizzle-nest), des bûchettes de bois à ronger et des abris en carton. Une surveillance quotidienne rigoureuse permet de déceler tout signe clinique précurseur (perte de poids, hypothermie, difficulté respiratoires, diarrhée, poil hérissé, léthargie, yeux clos ou dos courbé). Pour prévenir toute souffrance inutile, des points limites précis ont été établis : tout animal répondant à l'ensemble des critères prédéfinis sera immédiatement euthanasié. Nous veillons à réduire l'impact des manipulations par des techniques de précision : les prélèvements sanguins sont réalisés avec des micro-aiguilles pour minimiser les volumes prélevés et les traumatismes tissulaires. De même, les administrations de composés antiviraux sont effectuées par injections lentes, garantissant une meilleure tolérance et réduisant la variabilité induite par le stress. Bien que la pléthysmographie impose un bref isolement (2 à 3 minutes), la répétition de la procédure permet une habituation rapide des animaux, confirmée par une diminution du temps d'acquisition dès la deuxième mesure. Lors des génotypages des souris IFNAR-/- nécessitant un prélèvement de queue, une application locale de pommade anesthésiante sera réalisée. De plus, une hémostase par pression manuelle sera faite immédiatement après prélèvement et jusqu'à l'arrêt du saignement. Enfin, une surveillance post-prélèvement sera effectuée jusqu’à 24 heures pour s'assurer de la parfaite cicatrisation du site de prélèvement.
Choix des espèces
Le choix de la souris est guidé par la possibilité de disposer de souris génétiquement modifiées (NF-kB luciférase, IFNAR KO) et donc de pouvoir suivre des processus dynamiques sur les mêmes animaux sans avoir à les euthanasier pour réaliser des mesures. De plus, la disponibilité de certaines souris immunodéficientes nous permet d’élargir le panel de virus ciblés (hPIV3). De plus, la souris constitue un modèle pertinent pour étudier les mécanismes pathologiques induits par les infections virales respiratoires ainsi que la mise en place de réponses humorales et cellulaires adaptatives. Souris âgées de 8 semaines car le système immunitaire est mature.
Potentiel d’antidépresseurs à action rapide de nouvelles molécules de synthèse
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Deux chirurgies sous anesthésie générale, la seconde onze jours après la première, puis des séances d'observation comportementale : 376 rats vont être utilisés pour tester douze molécules antidépressives de synthèse, tous tués à l'issue pour que leurs cerveaux soient prélevés. 328 d'entre eux sont déclarés en gravité sévère, 48 en gravité modérée. Le porteur écrit pourtant qu'"aucune nuisance n'a été rapportée" avec la technique d'administration continue, et que les rats opérés "ne présentent aucune altération comportementale caractéristique d'un stress, d'une souffrance ou d'un inconfort particulier". Les deux tests comportementaux sur lesquels repose tout le projet ne sont jamais nommés.
Objectifs
Les molécules actuellement disponibles pour le traitement de la dépression et des troubles de l'humeur sont loin d'être optimales. En effet, seuls 1/3 des patients répondent pleinement aux médicaments, et même dans ce cas, on n'observe une amélioration thérapeutique qu'après plusieurs semaines d'administration continue, un problème qui peut s'avérer crucial, notamment dans les cas de crise suicidaire. Sur la base de travaux menés durant les 20 dernières années, nous avons récemment proposé la création d’une nouvelle classe de molécules antidépressives, susceptibles de présenter à la fois un meilleur taux de réponse et une rapidité d’action 5 à 10 fois plus importante que les molécules classiques. Grâce à une collaboration avec un laboratoire de chimie organique nous avons mis en place un processus de synthèse chimique et obtenu un petit nombre de molécules correspondant au design théorique que nous avions proposé. Les tests de validation in vitro ont montré que ces composés correspondaient au profil ciblé. Suite à ces travaux préliminaires, nous avons lancé un programme de synthèse de molécules plus ambitieux en termes de nombre (12 composés sont planifiés), et plus précis encore dans le ciblage des profils pharmacologiques. Le présent projet vise à valider le potentiel d’antidépresseur rapides de ces nouvelles molécules chez le rongeur. Pour cela, nous confirmerons la non-toxicité de ces médicaments potentiels en suivant en détail l’état de santé d’une petite cohorte d’animaux, puis nous procèderons à deux tests comportementaux. Le premier de ces tests permet de détecter si un composé donné a un potentiel d’antidépresseur, mais il ne donne pas de renseignement sur la vitesse d’apparition d’un éventuel effet. Le second est précisément connu et validé pour permettre de mesurer cette vitesse.
Bénéfices attendus
Le programme auquel se rattachent ces expériences permet d’espérer qu’au moins l’une des molécules obtenues satisfasse aux conditions requises pour entrer dans un programme de développement en phase d’essais cliniques. En cas de réussite, il deviendrait alors possible à terme de proposer la mise sur le marché d’une nouvelle classe de médicaments antidépresseurs, capables d’agir plus rapidement que les molécules actuelles.
Procédures
Pour l’étude-pilote de validation, les animaux seront soumis à une chirurgie de très courte durée (3-5 min), permettant d’administrer le composé en continu. Le premier test comportemental se fait sur deux sessions séparées de 24 h. La première session dure 15 min, il s’agit d’une phase d’habituation. Le lendemain, le composé test est administré en aigu, puis l’animal est replacé dans le même test comportemental pour 5 min. Dans le second test comportemental, les animaux seront soumis à deux chirurgies, sous anesthésie générale: la première nécessaire au test comportemental en lui-même (environ 30 min par animal), la seconde 11 jours plus tard pour permettre d’administrer nos composés en continu, comme décrit ci-dessus. Puis, 3 et 14 jours après cette seconde chirurgie, les animaux seront soumis à deux séances d’observation comportementale, d’une durée de 10 min chacune. Cela revient donc à 4 interventions sur la durée de vie à la mort de l'animal pour ce test.
Impact sur les animaux
Nous surveillerons tout particulièrement les risques d’apparition d’effets secondaires indésirables dus à l’utilisation de nos nouvelles molécules sur les animaux lors de l’étude-pilote. Même si, sur la base de leurs profils pharmacologiques, il semble peu probable que de tels phénomènes se produisent, les fonctions vitales (respiration, rythme cardiaque, réflexes entre autres) seront surveillées de près durant tout le temps d’administration. Cette administration en continu des composés nécessite une chirurgie. Il s’agit d’un geste extrêmement minime effectué sous la peau du dos, qui ne nécessite d’anesthésier l’animal que durant quelques minutes : aucune nuisance n’a été rapportée suite à l’utilisation de cette technique. Le second test repose sur un autre type de chirurgie avant de passer aux expériences comportementales proprement dites. Cette dernière chirurgie provoque des douleurs modérées ; cependant, il a été montré que les rats opérés ne présentent aucune altération comportementale caractéristique d’un stress, d’une souffrance ou d’un inconfort particulier. La surveillance des animaux sera donc celle qui est classiquement mise en œuvre après une chirurgie, les risques de nuisance étant de type post-opératoire : infections, douleurs inflammatoires, réouverture de plaie.
Devenir
A l'issue de l'étude-pilote et des deux tests, tous les animaux seront mis à mort : il sera nécessaire de prélever les cerveaux pour analyser le tissu cérébral en post-mortem.
Remplacement
Dans ce projet, nous souhaitons valider, à l'aide de deux tests comportementaux, le potentiel de nos molécules comme nouveaux antidépresseurs, à action rapide. Par définition, un modèle comportemental ne peut pas s'effectuer autrement que sur le système intégré que représente un animal entier, et vivant.
Réduction
Les expériences de pharmacologie in vitro que nous avons menées en amont de ce projet nos ont permis d’éliminer 15 molécules, qui ne correspondaient pas au profil visé. Ces composés ne seront donc évidemment pas testés in vivo. Seules 12 molécules ont répondu à nos critères, elles seront synthétisées dans les quantités nécessaires pour le présent programme in vivo durant les 5 années prévues pour sa réalisation. Nous utiliserons le nombre minimal d'animaux permettant l'obtention de résultats statistiquement fiables et robustes. Pour cela, nous avons procédé à l'estimation du minimum requis pour chaque lot expérimental, en nous basant sur les acquis de travaux précédents, et sur des calculs statistiques. L’étude-pilote de validation nécessitera d’utiliser 4 animaux par cohorte ; pour ce qui concerne les tests comportementaux, nous avons déterminé qu'il sera nécessaire d'utiliser un effectif compris entre 8 et 10 animaux par lot en fonction de la variabilité propre à l’expérimentation. Nous avons ainsi établi un grand total de 376 rats nécessaires pour réaliser l’ensemble du projet.
Raffinement
En ce qui concerne le suivi des animaux, notre priorité sera de viser à favoriser au maximum leur bien être durant la totalité de l’étude. Un minimum de 14 jours d’adaptation sera appliquée à chaque animal dès leur arrivée à l‘animalerie, où ils seront placés en cages collectives par groupe de 2 individus. Lors de l’étude-pilote, leur état de santé sera examiné en profondeur de manière quotidienne. Si un effet toxique est suspecté suite à l’administration d’une des molécules prévues dans le programme, les expériences seront immédiatement arrêtées, et le produit définitivement écarté de la suite du projet. De même, une pesée et une observation quotidienne seront réalisées durant les périodes post- opératoires afin de s’assurer du bon état des plaies chirurgicales, des sutures et du bien-être général. Pour chaque intervention chirurgicale, les animaux recevront un anti inflammatoire afin de lutter contre l’apparition de toute douleur éventuelle. En outre, nous utiliserons des anesthésiants locaux autour des zones opérées. Des points limites définis préalablement permettront de s’assurer que tous les animaux maintenus dans les procédures expérimentales sont dans les conditions optimales pour limiter stress, souffrance et inconfort. Si l’un ou plusieurs de ces points limites est atteint, des procédures de soin seront mises en place suivant un arbre décisionnel prédéfini, impliquant les expérimentateurs et le vétérinaire de la structure.
Choix des espèces
Le second test, qui nous permet d'évaluer la cinétique d'effet d'un traitement antidépresseur potentiel, a été validé chez le rat et n’est pas transposable à la souris. Les animaux seront utilisés au stade de jeune adulte (entre 7 et 9 semaines), qui correspond à ce qui est classiquement choisi pour le type d’expériences que nous réalisons.
THERMOCREATINE (Modification)
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
- Système endocrinien
Deux à trois semaines à 4-6 °C, vingt-quatre heures sur vingt-quatre, en cage individuelle, avec une prise de température rectale quotidienne : 610 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Pour 94 d'entre eux, le froid arrive après huit semaines passées à 28 °C, transition que le porteur décrit comme "un stress plus important", avec sortie du protocole si la température corporelle reste durablement sous 33,5 °C. L'objectif déclaré est de comprendre comment le tissu adipeux brun produit de la chaleur, piste explorée contre l'obésité. Le rat a été préféré à la souris parce que sa taille fournit davantage de tissu adipeux brun par animal, ce qui permet d'en utiliser moins pour une même expérience.
Objectifs
La progression de l'obésité dans le monde est une préoccupation cruciale de la recherche médicale. L’une des stratégies envisagées pour lutter contre ce fléau consisterait à stimuler la thermogenèse, en particulier par le tissu adipeux brun et beige, qui ont la capacité de produire une grande quantité de chaleur à partir de la graisse qu’ils brûlent. La caractérisation des mécanismes de thermogenèse constitue donc une piste de recherche prometteuse pour la prévention et le traitement des maladies métaboliques. Le projet présenté ici permettra d'identifier précisément le rôle du système Créatine-Kinase / Phosphocréatine, dans le processus de production de chaleur par les tissus adipeux brun / beige et de déterminer si ce système pourrait être une cible thérapeutique potentielle dans la lutte contre l’obésité.
Bénéfices attendus
Le système Créatine-Kinase / Phosphocréatine (système CK / PCr) est connu depuis des années pour jouer un rôle majeur dans le transfert d’énergie (réserve et navette énergétique) au sein des cellules musculaires et nerveuses. Des travaux récents montrent une nouvelle fonction de ce système dans la thermorégulation par le tissu adipeux, et également dans la prévention des maladies métaboliques, Cependant, les mécanismes impliqués restent à être élucidés. Notre projet vise à caractériser pour la première fois le rôle du système CK / PCr dans la bioénergétique des tissus adipeux et de déterminer par quel(s) mécanisme(s) et à quelle ampleur, le système CK / PCr participe à la production de chaleur par les tissus adipeux brun/beige. Cette étude pourrait apporter une connaissance primordiale concernant la bioénergétique des tissus adipeux et conduire à de nouvelles approches thérapeutiques dans la prévention et le traitement des maladies métaboliques associées à l’obésité.
Procédures
Les 3 groupes d’animaux seront exposés aux différentes températures (respectivement à 4-6°C, 22-23°C ou 28°), 24h/24, 7J/7 durant 14 ou 21 jours (selon le protocole choisi lors de la série préliminaire), en armoire ventilée et en cage individuelle. La prise de température corporelle (sonde rectale) sera prise quotidiennement durant toute la période de stabulation (phase d’habituation de 5 jours avant le début de l’exposition aux différentes températures et pendant toute la durée de l’exposition jusqu’au jour de l’euthanasie de l’animal, soit durant 19 ou 26 jours (selon le protocole choisi lors de la série préliminaire). La prise de la température corporelle aura lieu 1 fois par jour pour tous les groupes, à l’exception des 5 premiers jours concernant les animaux du groupe exposé au froid (4-6°C), pour lesquels la température corporelle sera prise 2 fois par jour (début de matinée vers 9h et milieu d’après-midi vers 15h). Cette prise de température, qui nécessite une légère contention, ne dure pas plus d’une minute.
Impact sur les animaux
Dans ce projet, les rats seront hébergés en cage individuelle afin de pouvoir suivre précisément leur prise alimentaire. L'isolement constituera donc un inconfort pour l'ensemble des animaux. La seconde source d'inconfort sera liée à l'exposition au froid (4-6°C), 24h/24, durant 2-3 semaines. Elle concerne 204 animaux. Les études utilisant de tels protocoles d'exposition au froid, ne décrivent ni de chute drastique de la température corporelle, ni d'inconfort majeur. Après quelques jours d'acclimatation, durant lesquels les animaux peuvent frissonner et présenter une légère baisse de leur température corporelle, les animaux retrouvent une activité normale. L'inconfort lié à l'exposition au froid est d'autant moindre que, la température de thermoneutralité des rats étant autour de 28°C, lorsque ces derniers sont hébergés à 22°C, ils présentent déjà une certaine adaptation (présence marquée de tissu adipeux brun interscapulaire). Début de modification [Le protocole pour le lot supplémentaire (exposition des animaux à la neutralité thermique (28°C) pendant 8 semaines avant leur exposition au froid (4-6°C) constituera un stress plus important que le passage de 22°C au froid (94 animaux sont concernés), mais au vu des premiers résultats obtenus avec le protocole initial d'exposition au froid, cela semble nécessaire pour favoriser le brunissement du tissu adipeux blanc inguinal (en plus de l'induction du TAB interscapulaire). Les études utilisant ce type de protocole ne décrivent aucune nuisance majeure sur l’animal. On a pu également observer durant notre protocole initial d’exposition au froid, qu'aucun animal ne s’est retrouvé en difficulté et qu'aucune mesure corrective n'a été nécessaire.] Fin de modification.
Devenir
A l'issue de l'unique procédure 1, tous les animaux seront euthanasiés. Ceux qui auraient éventuellement été exclus de la procédure seront également euthanasiés dès la sortie du protocole. Des tissus pourront éventuellement être prélevés après euthanasie et congelés en vue d’une utilisation ultérieure en TP pour des dosages biochimiques.
Remplacement
Au vu de sa complexité, le phénomène de brunissement induit naturellement en réponse à l'exposition au froid, ne peut pas être entièrement reproduit in vitro. En effet, les tissus adipeux sont constitués de cellules de différents types qui interagissent entre elles et il est difficile de reproduire cette hétérogénéité et ce dialogue in vitro. De plus, l’étude des modifications adaptatives des tissus adipeux en réponse au froid nécessite une approche intégrée à l’échelle de l’organisme, qui préserve la communication nerveuse et hormonale, entre les différents types de tissus adipeux d’une part, et entre ces tissus et les organes impliqués dans le métabolisme, comme le foie et le pancréas, d’autre part. L'exposition au froid de l'animal, constitue donc une approche indispensable à l'étude du phénomène de brunissement et aucun modèle alternatif ne peut remplacer le modèle animal. Cependant, en parallèle de ces travaux à l'échelle de l'animal, l'utilisation de modèles cellulaires issus de tissus adipeux humains permettra de voir si certains mécanismes observés sur les adipocytes de rat acclimatés au froid sont retrouvés/ transposables chez l'Homme.
Réduction
Le choix du modèle animal, le rat plutôt que la souris, permet de limiter le nombre d'animaux à utiliser. En effet, les tissus adipeux brun et beige sont des tissus peu abondants et certains des protocoles de l’étude nécessiteraient, chez la souris, de grouper les TAB provenant de 3 à 4 animaux pour une seule expérimentation. Chez le rat, 2 animaux seulement devraient suffire pour obtenir la même quantité d’informations. Par ailleurs, le choix d'une exposition prolongée au froid (2-3 semaines) afin d'obtenir une adaptation maximale de l’animal, permettra d’atteindre les objectifs de l’étude tout en limitant le nombre d’animaux nécessaire. Grâce à l'utilisation d'appareillage de précision, une précision maximale des mesures pourra être obtenue avec très peu de matériel biologique. Pour finir, le niveau de dispersion des données attendues a été pris en compte, afin de calculer le nombre d'animaux au plus juste sans risquer pour autant de compromettre l'interprétation statistique des résultats. De plus, si les données issues de la série préliminaire pour la condition choisie sont exploitables, elles pourront être intégrées à l'étude principale, ce qui réduira le nombre total d'animaux de 8 individus.
Raffinement
Un suivi attentif des animaux, par un personnel formé, sera opéré chaque jour durant la période de stabulation avant et pendant l'exposition aux températures étudiées, afin d'évaluer l'inconfort subi (isolement, température ambiante) et leurs éventuelles conséquences sur le bien-être animal. Début de modification [Des critères comportementaux visant à évaluer l'état général de l'animal et la mesure de variables physiologiques concrètes (masse corporelle, température rectale) de façon journalière et la prise de nourriture (2 fois par semaine) ont été mis en place et seront également appliqués y compris dans ce nouveau protocole. Les animaux mis en cage individuelle, pourront se voir et se sentir dans les armoires ventilées. Afin de réduire le stress, l'habituation aux conditions de stabulation en armoire ventilée et en cage individuelle se fera en 2 temps. Durant notre protocole initial d’exposition au froid, aucun animal ne s’est retrouvé en difficulté et aucune mesure corrective n'a été nécessaire. Dans ce nouveau protocole, où la transition au froid sera plus marquée, la surveillance rapprochée (2 fois par jour) des animaux sera maintenue. Les points limites déjà définis permettront de mener des actions visant à réduire l'inconfort, pouvant aller jusqu'à la sortie du protocole si les signes de souffrance dépassent certaines limites fixées ou si la température corporelle chute durablement en dessous de 33,5°C.] Fin de modification. En plus des expériences prévues dans le projet ANR (sur les tissus adipeux), il est prévu de prélever d'autres organes (foie, coeur, cerveau, muscle, vaisseaux sanguins) afin de recueillir un maximum de données sur les effets du froid et sur l'impact de la température de stabulation (22-23°C versus 28°C neutralité thermique).
Choix des espèces
La plupart des études sur les mécanismes de thermorégulation ont été menées sur les modèles rat ou souris. Plus récemment, le cycle futile de la créatine a été décrit chez la souris. Le choix de focaliser l'étude sur le modèle rat a été motivé principalement par le fait que la taille de l'animal étant supérieure, la quantité de tissu adipeux brun est considérablement plus importante et que par conséquent le nombre d'animaux nécessaire pour une même expérience pourra être réduit par rapport au modèle souris. Par ailleurs, le rat est considéré comme étant un modèle plus proche de l'humain, ce modèle est couramment utilisé et de nombreuses données existent. Les animaux mâles et femelles seront utilisés à l'âge jeune adulte, environ 8-10 semaines. Début de modification [afin de limiter le développement du TAB avant l'exposition au froid, les animaux seront placés à la neutralité thermique dès l'âge de 4 semainesleur réception Chez l'adulte tous les mécanismes de thermorégulation sont établis et l'influence hormonale est stabilisée.
Corticogénèse cérébrale du primate
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Réutilisées d'une gestation à l'autre, 42 femelles macaques de cette colonie enchaînent jusqu'à six césariennes chacune, à raison d'une tous les onze à quinze mois. 59 macaques à longue queue sont comptabilisés au total, quinze opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil, 44 soumis à des procédures d'un niveau de souffrance modéré, deux rendus à l'élevage. Les fœtus, 75 en tout, sont tués pour prélever leur cerveau et étudier la formation du cortex. Ceux de moins de 105 jours de gestation ne sont pas comptés dans les effectifs du projet, ce que le porteur justifie par leur utilisation avant le dernier tiers du développement.
Objectifs
Nous avons pour but de caractériser les mécanismes biologiques qui contrôlent la mise en place les caractéristiques structurelles uniques du cerveau humain. La compréhension de ces processus biologiques fondamentaux est un pré-requis pour progresser dans l'étiologie des pathologies neuro-développementales qui sont à l'origine de troubles invalidants (épilepsie, autisme, schizophrénie, etc). Le matériel histologique humain prénatal est rare et la préservation des tissus souvent non optimale, rendant l'interprétation des résultats difficile. Le singe représente un maillon préclinique incontournable. Des travaux récents ont en effet montré que certains mécanismes gouvernant le développement du cerveau sont communs au singe et à l’homme.
Bénéfices attendus
Le bénéfice est de permettre d’avancer dans la compréhension du développement du cortex cérébral de l’homme. Notre projet constitue une étape incontournable pour faire avancer la recherche clinique sur les pathologies neurodéveloppementales chez l’homme.
Procédures
Les femelles auront plusieurs anesthésies générales pour les échographies et les césariennes. Les femelles participeront à un maximum de 6 césariennes selon l’avis de notre vétérinaire référente. En moyenne une femelle subit une césarienne tous les 11 à 15 mois
Impact sur les animaux
L'anesthésie générale provoquera en elle-même un inconfort au réveil avec d'éventuelles nausées. La césarienne pourra susciter des douleurs post-opératoires pendant le temps de la cicatrisation, normalement maitrisé par l'administration d'analgésique et un suivi rapproché par les expérimentateurs et les zootechniciens.
Devenir
Nous avons une colonie de reproduction de Macaques cynomolgus composée d’environ 44 femelles pubères âgées de 4 à 8 ans et 4 mâles qui nous permettront d'obtenir 75 embryons (mis à mort pour recuperer leur cerveau), 45 (9/an) utilisés pour l'étude des précurseurs de la corticogénèse à différents stades embryonnaires (de E35 à E120) et 30 (6/an) utilisés pour des analyses génétiques (sc RNA-Seq, miRNA-Seq). A la fin de la procédure, les animaux pourront être réutilisés pour d’autres procédures ou placés dans des structures d’accueil appropriées.
Remplacement
Le macaque cynomolgus possède un cortex cérébral gyrencéphalique dont l’organisation anatomique et l’ontogénèse présentent des similitudes importantes avec le cortex humain, contrairement à d’autres espèces de primates (marmoset, microcèbe). Le génome du macaque est bien décrit et des atlas neuroanatomiques et d’expression de gènes sont disponibles pour cette espèce. La corticogénèse du macaque est bien caractérisée et a des caractéristiques communes avec le développement du cortex cérébral humain, notamment en ce qui concerne l’organisation des zones germinales. Le macaque constitue donc un modèle de prédilection pour étudier les mécanismes de spécification des aires corticales et les mécanismes développementaux responsables de la mise en place de la connectivité des aires corticales.
Réduction
Les femelles pourront être utilisées pour des gestations successives sauf avis contraire du vétérinaire. En moyenne une femelle subit une césarienne tous les 11 à 15 mois (estimations statistiques réalisées sur une vingtaine d'années). Nous utilisons des tranches organotypiques de cerveaux embryonnaires que nous maintenons en culture pendant 8 à 15 jours pour des observations de la prolifération et de la migration en cinétique videomicroscopique. Afin de minimiser le nombre d’embryons nous avons fait réaliser sur mesure une platine d'observation du microscope biphotonique nous permettant de doubler le nombre de tranches organotypiques observées (48 tranches) ce qui permet de réduire le nombre d’embryons utilisés d'un tiers. Nous menons en parallèle des recherches sur les capacités de différenciation neuronale des cellules souches pluripotentes (cellules souches embryonnaires et cellules souches pluripotentes induites) de primate ce qui permet d'étudier certains aspects de la différentiation des neurones du cortex de primate, ce qui permet de ne pas avoir recours à des tranches organotypiques issues de fœtus.
Raffinement
Nous entrainons les animaux à coopérer (conditionnement par renforcement positif) pour certaines procédures de manière à diminuer le stress de l’animal (déplacement en cage de transfert pour mise au mâle ou changement de volière) et pour des actes non invasifs et non douloureux comme les échographies de contrôle de manière à éviter le recours à l’anesthésie. Actuellement un tiers des femelles sont suffisamment conditionnées pour réaliser cet acte en vigile. Les femelles subissent une anesthesie générale pour la réalisation des césariennes et une fiche de suivi après la chirurgie nous permet d’évaluer en fonction de critères spécifiques les signes indicateurs de gêne ou de souffrance et d'adapter le traitement antalgique si nécessaire.
Choix des espèces
Nos travaux sur la corticogénèse chez le primate non-humains nécessite un accès à des embryons d'âge précis. Les techniques de substitution (organoïdes cérébraux) ne peuvent remplacer le tissu vivant pour l’analyse des mécanismes cellulaires et moléculaires qui opèrent in vivo. En effet, les organoïdes obtenus in vitro permettent d’obtenir un échantillon de tissu cérébral sans identité régionale particulière, déconnecté de son environnement physiologique (par ex structures sous corticales, tronc cérébral) et maintenu dans des conditions artificielles qui induisent un stress cellulaire important. Ceci conduit à des anomalies de l’identité des progéniteurs corticaux et de leur différenciation dans les organoïdes. De plus, l’expression des gènes dans les organoïdes cérébraux varie en fonction de la composition du milieu et des conditions de culture, conduisant à des résultats qui ne reflètent pas la situation in vivo. Animaux matures: Femelles de plus de 4 ans et mâles de plus de 5 ans. Les mâles sont utilisés uniquement comme reproducteurs lors des reproductions naturelles et ils ne sont pas comptabilisés dans les animaux utilisés. Fœtus âgés de 35 à 130 jours embryonnaires (durée gestation 165 jours). Comme indiqué en 3.4.10, les fœtus âgés de 105 jours et moins (dans les deux premiers tiers de gestation) ne sont pas comptabilisés dans le nombre d'animaux car ils sont utilisés avant le dernier tiers de leur développement. Nous projetons d’étudier 15 fœtus âgés de plus de 105 jours (dans le dernier tiers de gestation) pour les analyses moléculaires in situ.
Étude de l’efficacité de nouvelles molécules dans des modèles de cancer colorectal chez la souris immunodéficiente
- Recherche fondamentale
- Oncologie
376 souris immunodéficientes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit une injection de cellules tumorales de cancer colorectal, jusqu'à trente injections de traitement à raison de deux par semaine, et jusqu'à quinze séances d'imagerie sous anesthésie générale. Le porteur annonce cachexie, obstruction intestinale, risque de péritonite lié aux injections répétées et sensibilité accrue aux infections, liée au phénotype dommageable de ces souris. Les molécules testées ont déjà donné des résultats qu'il qualifie de "très prometteurs" en culture cellulaire, et il affirme que reproduire l'environnement tumoral impose désormais un "organisme entier".
Objectifs
Nous avons identifié, via des analyses in vitro (données non publiés), des molécules prometteuses pour le traitement des cancers colorectaux. L’objectif ce projet est de valider in vivo cette hypothèse et d’évaluer l’efficacité de ces molécules comme nouvelle stratégie thérapeutique du cancer colorectal.
Bénéfices attendus
Le cancer du côlon est la quatrième cause maligne diagnostiquée et la cinquième cause de décès par cancer dans le monde. En France, il touche chaque année plus de 47 500 personnes et cause près de 17 000 décès. Il présente un des pronostics les plus sombres en raison notamment d’un arsenal thérapeutique actuel peu efficace. Ce projet nous permettra de valider une nouvelle stratégie pour le traitement du cancer du côlon.
Procédures
Une partie des souris sera soumise à une seule injection de cellules tumorales sous anesthésie générale (moins de 5 minutes/animal). Une partie des animaux vigiles sera soumis à une seule injection de cellules tumorales (moins de 5 minutes/animal). Une partie des animaux vigiles seront soumis à des injections de traitements antitumoraux (pour un total maximum de 30, 2 fois par semaine, moins d’une minute par animal). Une partie des souris sera soumise à des examens non invasifs d’évaluation tumorale sous anesthésie générale (dix minutes par animal, une fois par semaine, 15 fois maximum). A la fin des expériences, tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
Les souris immunodéficientes ont un phénotype dommageable et présentent une sensibilité accrue aux infections. L’anesthésie peut induire de l’hypothermie et de la détresse respiratoire. La croissance tumorale peut conduire à des effets indésirables (cachexie, obstruction intestinale) et peut induire une gêne chez l’animal. Les injections peuvent induire une douleur légère (éventuellement accompagnée d’une irritation au niveau du site d’injection) et un risque de péritonite associé aux administrations fréquentes. Les sites d’injections peuvent s’infecter. La manipulation et la contention des animaux peut induire un stress.
Devenir
Tous les animaux à la fin de la procédure seront euthanasiés selon une méthode réglementaire. La procédure requiert l’injection de cellules tumorales, ce qui implique l’impossibilité de garder les souris en vie à la fin de l’expérience. De plus, des analyses seront effectuées sur tissus et organes post-mortem.
Remplacement
Cette étude consiste à évaluer l’efficacité thérapeutique de nouvelles molécules pour la thérapie du cancer du colon. Ces molécules ont été identifiées et ont données des résultats très prometteurs in vitro. Cette étude peut exclusivement être conduite in vivo, car il est essentiel d’utiliser un model reproduisant au mieux l’environnement tumoral. Cela se traduit par la nécessité d’utiliser un organisme entier dans lequel les cellules et les cytokines peuvent circuler, permettant ainsi une représentation plus fidèle des interactions biologiques complexes à l’intérieur du corps.
Réduction
Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 376 souris. Les expérimentations seront regroupées au maximum afin de réduire le nombre d'animaux contrôles. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation. Ces tissus seront également partagés avec nos collaborateurs dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés. Pour la réalisation de cette étude, nous utiliserons des groupes homogènes de souris pour permettre une évaluation statistique solide des effets analysés. Nous utiliserons des tests statistiques pour évaluer et comparer les effets dans les divers groupes de traitements. Une veille bibliographique attentive et constante sera effectuée pour s’assurer que les expériences planifiées n’ont pas été déjà rapportées dans la littérature scientifique.
Raffinement
Les conditions d’hébergement seront conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposeront de nourriture et d’eau ad libitum ; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification, bâtons à ronger, maisonnettes, …). Les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux. Les animaux seront observés quotidiennement afin de respecter leur bien-être. De plus, le personnel impliqué dans ce projet est qualifié sur le plan technique et formé en continu sur les pratiques d’expérimentation animale. Le comportement général des animaux sera suivi. Le poids sera mesuré 1 fois par semaine. Avant l’administration des produits, les sites d’injections seront désinfectés. Des points limites surveillés seront mis en place lors des procédures de croissance tumorale. L’anesthésie générale des animaux sera effectuée (avec tapis chauffants). Si les souris apparaissent affaiblies (prostration) pendant la procédure, la nourriture et l’eau seront mises à l’intérieur de la cage pour leur faciliter l’accès ainsi que du coton pour les réchauffer.
Choix des espèces
Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordres scientifiques et éthiques. La souris est le modèle animal le plus couramment utilisé par la communauté scientifique internationale et pour les études précliniques. La méthodologie envisagée est d’une mise en place relativement aisée sur ce type d’animal et nous avons acquis une pratique expérimentale sur cette espèce. Notre établissement utilise principalement des souris ce qui offre de nombreux avantages en termes d’élevage, d’expertise en techniques d’expérimentation animale ainsi que le suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. Selon les procédures, les animaux seront utilisés à partir de 6 semaines afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé.
Etudes de pharmacologie de sécurité chez le rongeur (Rat, Souris) : Evaluation des effets des candidats médicaments sur la fonction respiratoire et le système nerveux
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Rats : 2560
Privés de nourriture et d'eau jusqu'à huit heures dans des chambres d'enregistrement respiratoire, parfois placés seize heures en cage à collecte d'urine et de fèces, 2 560 rats et 1 600 souris vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Ces études de pharmacologie de sécurité mesurent les effets de candidats médicaments sur la respiration et le système nerveux, étape que la réglementation impose avant toute première administration à un être humain. Le porteur justifie la mise à mort systématique par la volonté d'éviter qu'un même animal reçoive plusieurs composés, et décrit ces animaux comme "naïfs", sélectionnés sur des critères d'âge et de poids stricts pour rester comparables aux données historiques. Il annonce une observation fine du comportement lors des tests sur le système nerveux, sans nommer un seul des tests employés.
Objectifs
L'objectif de ce projet est d’évaluer de potentiels effets liés aux médicaments sur les systèmes vitaux de l’organisme tels le système respiratoire et le système nerveux. Les effets potentiellement indésirables d'un ou plusieurs composés pharmaceutiques sont évalués après administration unique ou répétée chez le rat ou la souris. Ces études de pharmacologie de sécurité entrent dans le cadre réglementaire du développement de médicament et sont exigées avant la première administration chez l’Homme. Le présent projet comprend 2 procédures de pharmacologie de sécurité chez le rongeur et couvre l’évaluation de la fonction respiratoire (procédure 1) et du système nerveux (procédure 2).
Bénéfices attendus
Le projet est réalisé dans un cadre réglementaire, conformément aux lignes directrices. Il s’agit d’un prérequis indispensable à la réalisation de la première administration chez l'Homme conformément aux lignes directrices et aux recommandations ICH (éditées par l’International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use (ICH)). Les bénéfices escomptés sont la détermination de marge de sécurité dans les doses de médicaments lors de la première administration chez l’Homme. Le but est d’assurer la sécurité des futurs médicaments. Les doses à administrer aux volontaires sont déterminées grâce à ces études et permettent d’assurer l’absence d’effets secondaires sur les fonctions vitales telles que la fonction respiratoire et le système nerveux.
Procédures
Les animaux sont généralement traités par une voie d’administration identique à celle envisagée chez l’Homme (orale, intramusculaire, sous-cutanée ou intraveineuse…). Il s’agit, le plus souvent, d’une administration unique. Parfois, l’administration peut être répétée. La durée de l’administration est généralement rapide (quelques secondes à quelques minutes) et peut atteindre au maximum 1 heure dans le cas de perfusion intraveineuse. La durée totale des études est de maximum 7 jours. Des prélèvements de sang, de fèces ou d’urine pourront être réalisés au cours du temps et analysés afin d’établir des bilans de santé et de déterminer les taux de médicaments chez les animaux. Ces prélèvements sont réalisés à une fréquence et aux volumes conformes aux recommandations éthiques en vigueur. Les animaux seront examinés quotidiennement afin de déceler tout signe clinique. Le poids corporel sera mesuré à différents temps au cours du projet. Les animaux seront euthanasiés à la fin du projet et un examen microscopique pourrait être réalisé sur les tissus collectés si nécessaire. Une mise dans des cages permettant de récupérer les fèces et les urines est parfois nécessaire, au maximum pendant 16h. Dans certaines situations, les animaux peuvent être soumis à un hébergement individuel dans leur cage mais, dans ce cas, leur environnement est amélioré. Il ne s’agit pas d’isolement : les contacts visuels, auditifs, olfactifs entre animaux sont maintenus. Lors des tests sur la fonction respiratoire, les animaux sont hébergés dans les chambres permettant l’enregistrement des paramètres respiratoires. Ils n’ont pas accès à la nourriture ni à l’eau pendant une période de 8h maximum. Lors des tests sur le système nerveux, le comportement des animaux est finement observé, avec une manipulation et une contrainte très limitée.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus correspondent aux effets pharmacologiques du produit administré (ex : action au niveau de la respiration ou du comportement), à l’inconfort, au stress et/ou à la douleur transitoires liés aux procédures (ex : manipulation et contention des animaux, administration en dose unique ou répétée). Une perte de poids peut être observée par exemple. En particulier, la mesure des paramètres respiratoires se fait alors que les animaux n’ont pas accès à la nourriture ni à l’eau. La durée maximum des enregistrements est de 8h.
Devenir
Les animaux utilisés dans le cadre de la pharmacologie de sécurité sont des animaux naïfs n’ayant reçu aucun traitement au préalable. Ces animaux sont généralement acceptés dans ces études en fonction de critères d’âges et de poids très strictes, facilitant une comparaison avec les données historiques obtenus conformément à ces critères. Enfin, pour éviter toute interaction entre plusieurs composés évalués sur un même animal, tous les animaux de ce projet seront euthanasiés à la fin de chaque étude.
Remplacement
Ce projet a pour but d’évaluer les effets indésirables de futurs médicaments sur les fonctions vitales de l’organisme, notamment la fonction respiratoire et le système nerveux. Cette évaluation doit être réalisée sur un organisme entier car les études in vitro ne sont pas une alternative. Seule l’observation sur un organisme entier permet de tenir compte de la complexité des interactions entre les différentes fonctions de l’organisme (ex : système respiratoire et système nerveux).
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe correspond toujours au minimum requis pour permettre une analyse statistique fiable, conformément à la règlementation en vigueur. D’autre part, en fonction du composé testé et de son indication thérapeutique, seul le sexe ciblé ou potentiellement sensible au composé testé est utilisé. En revanche, le plus souvent, le recours aux deux sexes s’avère nécessaire pour une évaluation d’un effet sexe sur les paramètres considérés. Ces caractéristiques sont spécifiques au produit et auront été déterminées au préalable grâce à des études préliminaires.
Raffinement
Les doses utilisées sont généralement similaires à celles envisagées chez l'Homme. En conséquence, des effets toxiques ne sont pas généralement pas attendus à ces doses physiologiques. Une habituation préalable à l’utilisation du pléthysmographe (et du cylindre de contention en cas d’administration intraveineuse) est mise en place avant le traitement. Des enrichissements sont proposés pour les animaux groupés et des enrichissements supplémentaires avec maintien du contact visuel auditif et olfactif sont proposés aux animaux hébergés individuellement, ainsi que la mise à disposition de matériaux de nidification.
Choix des espèces
Les espèces rat et souris sont des espèces de laboratoire très largement utilisée en recherche biomédicale (littérature et connaissance très larges) et sont couramment utilisées lors du développement de nouveaux médicaments. Ce sont des modèles acceptés par les autorités assurant la protection de la santé publique en évaluant les bénéfices et les risques. Le choix de l’espèce/souche est dicté par différents facteurs : résultats déjà existants (essais préliminaires in vitro et in vivo), voie d'administration et parfois sur la base des données historiques sur de médicaments similaires. De façon standard, les rats et les souris seront âgés de 6 à 10 semaines et 6 à 8 semaines, respectivement, correspondant à un développement « jeune adulte » de croissance et de développement nécessaire et suffisant pour conduire les expérimentations (capacité fonctionnelle des organes, volume circulant, etc.).
Modulation cholinergique des comportements motivés
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
1 240 souris vont être utilisées pour étudier l'addiction à la nicotine, 30 opérées sous anesthésie et tuées avant tout réveil, les 1 210 autres soumises à des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune subit une chirurgie cérébrale, puis des tests en cage opérante ou en grande cage sociale pouvant s'étendre sur vingt jours, sous restriction alimentaire maintenant son poids entre 90 et 95 % du poids libre, connectée à une fibre optique jusqu'à deux heures par jour. Les enregistrements de l'activité cérébrale se font sous anesthésie profonde et peuvent durer cinq heures. Toutes sont tuées pour que leurs cerveaux soient analysés, ce que le porteur juge "nécessaire" afin de vérifier la localisation des injections.
Objectifs
L’addiction à la nicotine du tabac est un enjeu majeur de santé publique. Malgré les campagnes de prévention et les traitements existants, de nombreuses personnes ont des difficultés à arrêter de fumer, en raison des effets de la nicotine sur le cerveau. La nicotine agit sur des circuits cérébraux impliqués dans la motivation et la récompense. Parmi ces circuits, certaines régions du cerveau, comme le striatum, jouent un rôle central dans le contrôle du comportement et le développement de l’addiction. Ce projet vise à mieux comprendre comment une substance naturellement présente dans le cerveau, appelée acétylcholine, influence les neurones impliqués dans la récompense et la motivation. Mieux comprendre ces mécanismes permettra d’identifier de nouvelles pistes pour prévenir ou traiter la dépendance à la nicotine. Pour répondre à ces questions, des études seront menées chez la souris, un modèle largement utilisé en recherche biomédicale pour étudier le fonctionnement du cerveau. Les résultats obtenus permettront d’améliorer nos connaissances sur les mécanismes cérébraux impliqués dans l’addiction et pourraient contribuer au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à améliorer la compréhension des mécanismes cérébraux impliqués dans la dépendance à la nicotine. À long terme, ces travaux pourraient contribuer au développement de traitements plus efficaces pour aider les personnes souhaitant arrêter de fumer. L’addiction au tabac représente un problème de santé publique majeur, responsable de nombreuses maladies et décès chaque année. Mieux comprendre les mécanismes biologiques qui sous-tendent cette dépendance est une étape essentielle pour proposer des approches thérapeutiques innovantes.
Procédures
Un prélèvement sanguin peut être réalisé au moment de la mise à mort. Des enregistrements de l’activité cérébrale peuvent être effectués sous anesthésie profonde, une seule fois par animal (durée maximale de 5 heures), éventuellement associés à l’administration d’une substance. Les tests comportementaux (en cage opérante ou en grande cage sociale) sont réalisés chez des souris en restriction alimentaire contrôlée, peuvent s’étendre jusqu’à 20 jours, et les animaux sont connectés à une fibre optique au maximum 2 heures par jour.
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent ressentir une douleur légère à modérée et temporaire après les interventions chirurgicales, généralement limitée à quelques jours. Une fatigue passagère peut également être observée durant cette période. Une légère perte de poids transitoire peut survenir après la chirurgie ou lors de certaines phases expérimentales, notamment en cas de restriction alimentaire contrôlée (maintien à 90–95 % du poids libre), appliquée sur une durée pouvant aller jusqu’à quelques semaines. Les manipulations et les tests comportementaux peuvent entraîner un stress léger et de courte durée (quelques minutes à quelques heures), généralement réduit par l’habituation progressive des animaux. Dans l’ensemble, les nuisances résiduelles attendues après mise en place des mesures de raffinement sont principalement légères à modérées, limitées dans le temps et réversibles. Le bien-être des animaux est surveillé quotidiennement et des mesures spécifiques sont prévues pour interrompre la procédure si des signes de souffrance apparaissent.
Devenir
La mort des animaux en fin de projet est nécessaire afin de permettre l’analyse détaillée des cerveaux. Ces analyses permettent de vérifier la localisation des injections et d’obtenir des informations essentielles sur les modifications observées au niveau cellulaire et moléculaire.
Remplacement
La recherche de récompenses naturelles, comme les interactions sociales ou l’accès à la nourriture, repose sur des mécanismes cérébraux complexes impliquant plusieurs régions du cerveau. Comprendre comment certaines substances naturellement présentes dans le cerveau participent à ces comportements nécessite de travailler chez l’animal. Les cultures de cellules ne permettent pas de reproduire la complexité des circuits cérébraux impliqués dans la motivation et la récompense. Certaines analyses doivent être réalisées sur des organes prélevés, tandis que d’autres nécessitent un animal intact afin de préserver le fonctionnement normal du cerveau. Les mesures biologiques sont mises en relation avec les comportements observés chez les animaux, ce qui ne peut actuellement être reproduit par des modèles informatiques. Nous étudions également l’impact de la nicotine sur les interactions sociales entre souris et sur les mécanismes cérébraux associés, ce qui nécessite l’étude d’animaux vivant en interaction avec leurs congénères.
Réduction
Le nombre d’animaux prévu pour ce projet est déterminé à partir de données issues de la littérature scientifique et de l’expérience acquise dans des projets similaires. Il correspond au nombre minimal nécessaire pour obtenir des résultats fiables et interprétables. Les procédures ont été conçues de manière à limiter au maximum le recours à de nouveaux animaux. Lorsque cela est scientifiquement possible et pertinent, un même animal peut participer à plusieurs phases complémentaires d’une même étude, dans le respect de son bien-être et sans augmenter la sévérité globale des procédures. Les animaux issus d’une même portée sont utilisés autant que possible, sans distinction systématique de sexe, afin d’éviter un gaspillage inutile. Les analyses des résultats sont réalisées selon des méthodes reconnues permettant d’assurer la validité scientifique des conclusions, tout en évitant l’utilisation d’animaux en nombre excessif.
Raffinement
Les animaux sont hébergés dans une animalerie agréée, conformément à la réglementation en vigueur. Des mesures de raffinement sont mises en place afin de limiter la douleur, le stress et la détresse. Les interventions sont réalisées sous anesthésie avec prise en charge adaptée de la douleur. Les animaux sont suivis quotidiennement après les interventions. Une grille d’évaluation standardisée est utilisée afin de détecter précocement tout signe d’altération de l’état général. Des points limites ont été définis en amont du projet : l’atteinte d’un point limite déclenche immédiatement des mesures adaptées afin de préserver le bien-être de l’animal. Lorsque cela est nécessaire, des ajustements des conditions expérimentales ou d’hébergement peuvent être réalisés pour garantir la protection des animaux.
Choix des espèces
Les systèmes cérébraux impliqués dans la motivation et la récompense que nous étudions sont bien conservés chez les mammifères, et en particulier chez les rongeurs. Leur organisation et leur fonctionnement sont proches de ceux observés chez l’être humain, ce qui rend la souris particulièrement pertinente pour ce projet. Ces mécanismes ne peuvent pas être étudiés de manière adéquate chez des invertébrés ou d’autres espèces plus éloignées sur le plan évolutif, dont l’organisation cérébrale est très différente. La souris présente également l’avantage de disposer d’outils génétiques permettant d’étudier précisément certains mécanismes cérébraux, ce qui n’est pas le cas de nombreuses autres espèces. De plus, il s’agit d’un mammifère social, ce qui permet d’étudier les interactions entre congénères dans des conditions adaptées. Les animaux sont utilisés à l’âge adulte, lorsque le développement du cerveau est achevé et que les circuits impliqués dans la motivation et les interactions sociales sont pleinement fonctionnels. Cela permet d’obtenir des résultats interprétables et comparables aux situations observées chez l’adulte.
Evaluation de nouvelles thérapies immunomodulatrices pour le traitement des maladies auto-immunes induite par immunisation murine
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
Environ quinze études par an, commandées au fil de l'eau pour valider des candidats médicaments avant le passage à l'être humain : 4 500 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Injectées jusqu'à quatre fois par semaine pendant quinze semaines, elles développent une réaction immunitaire dirigée contre leur propre organisme, imitant le diabète de type 1, la maladie cœliaque ou le lupus, et subissent en plus des prélèvements sanguins, des mesures de glycémie et, pour certaines, des endoscopies sous anesthésie. Le porteur annonce perte de poids, déshydratation, lésions cutanées et diarrhées sanglantes comme effets attendus de ces maladies induites. Sur le remplacement, il affirme que les cultures cellulaires et les simulations informatiques ne reproduisent pas la complexité d'un "organisme entier", et qualifie ces modèles de "cruciaux".
Objectifs
Les maladies auto-immunes sont des maladies dans lesquelles le système immunitaire, qui normalement protège le corps contre les infections, se retourne par erreur contre les propres cellules et tissus de l'organisme. Parmi les maladies concernées, on trouve le diabète de type 1, la maladie cœliaque (intolérance au gluten), ou encore le lupus. Pour mieux comprendre ces maladies, les chercheurs utilisent des modèles animaux, principalement des souris. Ces modèles permettent d'observer comment la maladie se développe, quelles cellules du système immunitaire sont impliquées, et comment les dommages sur les organes se produisent ou peuvent être limités. Dans ce projet, des souris sont utilisées pour reproduire en conditions contrôlées certains mécanismes de ces maladies. Pour cela, les animaux reçoivent des substances qui déclenchent ou amplifient une réaction immunitaire dirigée contre leur propre organisme. Cela permet d'étudier comment cette réaction se met en place et comment elle pourrait être freinée ou corrigée. L'objectif général est de mieux comprendre ces mécanismes, dans le respect des règles éthiques en vigueur, afin d'ouvrir la voie à de nouveaux traitements pour les patients. Environ 15 études sont prévues par an dans le cadre de ce projet.
Bénéfices attendus
Ce projet de recherche est susceptible d'apporter plusieurs bénéfices importants, tant pour la compréhension des maladies que pour le développement de futurs traitements : - Mieux comprendre comment le système immunitaire s'emballe : les chercheurs pourront observer comment certaines substances du corps déclenchent une réaction immunitaire anormale, et identifier les cellules responsables de cette réaction. - Étudier la réponse des cellules immunitaires : en particulier les globules blancs appelés lymphocytes T, qui jouent un rôle central dans les maladies auto-immunes. - Mesurer la production d'anticorps : les anticorps sont des protéines produites par le système immunitaire. Ce projet permettra d'évaluer si certaines substances sont capables de déclencher la production d'anticorps spécifiques, ce qui est important pour comprendre la maladie. - Tester des stratégies pour moduler la réponse immunitaire : c'est-à-dire explorer des approches pour calmer ou réorienter le système immunitaire lorsqu'il attaque le corps. - Valider des candidats médicaments : ce projet permettra d'obtenir une première preuve que certaines molécules thérapeutiques sont efficaces et faisables, avant d'envisager des essais chez l'humain. À terme, ces travaux contribuent à améliorer la prise en charge des patients atteints de maladies auto-immunes, en ouvrant la voie à des traitements plus ciblés et plus efficaces.
Procédures
Les animaux utilisés dans ce projet sont soumis à différents types d'interventions, toutes réalisées dans des conditions encadrées et par du personnel formé : - Administrations et injections : les souris reçoivent des substances par différentes voies. Ces gestes sont réalisés sur l'animal éveillé ou anesthésié, durent environ 10 secondes chacun, et peuvent être répétés jusqu'à 4 fois par semaine, sur une durée maximale de 15 semaines. - Prélèvements sanguins : de petites quantités de sang sont prélevées sur l'animal éveillé, en 15 à 20 secondes, au maximum une fois toutes les deux semaines. - Pour certains modèles, Mesure du taux de sucre dans le sang : une petite goutte de sang est prélevée 1 à 2 fois par semaine sur l'animal éveillé, en environ 15 secondes. Un test de tolérance au glucose (qui consiste à mesurer la glycémie à plusieurs reprises sur 2 heures) est réalisé 6 fois de suite, et répété 2 fois au cours de l'étude. - Pour d’autres modèles, analyse urinaire par miction spontanée ou massage abdominale ne durant que quelques secondes. Très rarement pour un modèle particulier de l’endoscopie peut être réalisée sur quelques animaux. Ils sont alors anesthésiés quelques minutes.
Impact sur les animaux
L'utilisation de ces modèles animaux peut entraîner certains effets indésirables, directement liés aux maladies étudiées et non aux traitements expérimentaux eux-mêmes : - Perte de poids - Baisse de l'activité et de la mobilité, souvent liée à la fatigue causée par la maladie - Déshydratation, notamment dans les modèles de diabète ou de maladie cœliaque - Atteintes cutanées (lésions ou irritations de la peau) - Diarrhées avec parfois présence de sang dans les selles Ces effets sont étroitement surveillés tout au long des études. Des mesures de prise en charge sont mises en place dès l'apparition des premiers signes, afin de limiter l'inconfort des animaux et d'intervenir rapidement si nécessaire
Devenir
Les animaux sont euthanasiés pour les prélèvements d’organes nécessaires à l’atteinte des objectifs de l’étude.
Remplacement
LL'utilisation de modèles d’immunisation est cruciale pour le développement et l'évaluation de nouvelles thérapies. Ces modèles permettent d'étudier les réponses immunitaires dans un environnement contrôlé, offrant une approche unique pour comprendre les interactions cellulaires et les mécanismes pathologiques spécifiques. Ils surmontent les limitations des systèmes in vitro (sur des cellules en laboratoire) et in silico(sur ordinateur), qui ne peuvent reproduire la complexité d'un organisme entier. Les simulations informatiques identifient des cibles pertinentes à valider expérimentalement. Les tests in vitro étudient certaines réponses cellulaires et testent des molécules immunomodulatrices, mais ne simulent pas les interactions dynamiques entre organes. Les modèles animaux, eux, offrent des avantages uniques : - Complexité physiologique : Ils permettent d'étudier les interactions entre le système immunitaire et d'autres organes, impossible à reproduire in vitro ou in silico. - Progression de la maladie : Ces modèles permettent d'observer l'évolution de la pathologie sur une longue période, crucial pour comprendre la maladie et évaluer l'efficacité des traitements. - Biomarqueurs et diagnostic : Ils facilitent l'identification de nouveaux biomarqueurs pour le diagnostic précoce et le suivi de la progression de la pathologie. - Évaluation de la sécurité : Essentiels pour tester la sécurité des nouvelles thérapies avant les essais cliniques humains. - Étude des complications : Ils permettent d'étudier les complications à long terme, comme les problèmes cardiovasculaires, cutanés, etc. - Personnalisation des traitements : Ces modèles aident à identifier des sous-groupes de patients répondant différemment aux traitements.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisé est préalablement basé sur les publications scientifiques. Ensuite, sur la base des données expérimentales, un biostatisticien est consulté pour optimiser le nombre d’animaux à utiliser selon le type de mesures effectuées. Seules les molécules ayant montré en amont une activité anti-inflammatoire in vitro sont testées sur les animaux (in vivo). L’utilisation de techniques précises de pointes comme l’examen permettant la caractérisation des types cellulaires, l’analyse de biomarqueurs et l’étude des tissus d’intérêt permettront d’obtenir des données détaillées à partir de petits échantillons. Les modèles décrits dans ce projet sont choisis pour leur pertinence clinique, réduisant ainsi le besoin de tests supplémentaires sur d’autres animaux.
Raffinement
De nombreuses mesures sont prises pour assurer le confort et le bien-être des animaux tout au long du projet : - Conditions d'hébergement optimales : les souris sont hébergées dans des environnements à conditions sanitaires strictement contrôlées (absence de pathogènes), en petits groupes de 5 animaux maximum par cage. Elles disposent d'une litière douce et d'éléments d'enrichissement favorisant leurs comportements naturels (abris, matériaux pour nicher, zones d'enfouissement). - Soins adaptés aux animaux malades : pour les souris développant des symptômes (comme le diabète ou la maladie cœliaque), un protocole de soins spécifique est mis en place dès les premiers signes : changement de litière trois fois par semaine, surveillance renforcée de la consommation d'eau, et apport de compléments nutritifs (gels hydratants et énergétiques). - Manipulation douce : les soigneurs utilisent des techniques de manipulation adaptées (tunnels, préhension dans le creux de la main) pour réduire le stress des animaux lors des interventions. - Surveillance continue 24h/24 : les animaux peuvent être hébergés dans des cages connectées qui détectent automatiquement toute anomalie de comportement (inactivité, agitation, litière humide), permettant une intervention vétérinaire rapide. - Grille de score et les points limites spécifiques à chaque modèle sont appliqués : un système d'évaluation régulière de l'état de santé des animaux est utilisé. Il permet de définir des seuils d'intervention clairs pour agir de manière anticipée et éviter toute souffrance inutile. - Mesures spécifiques pour les souris immunodéficientes : ces animaux, plus vulnérables aux infections, sont hébergés dans des équipements ventilés et manipulés sous hotte de protection.
Choix des espèces
La souris est le modèle de choix en pharmacologie. Elles partagent une grande partie de leur génome avec les humains, permettant de modéliser les maladies humaines et d'étudier les effets des médicaments. Leur petite taille et leur cycle de reproduction rapide facilitent les études à long terme. Les souris, étant des mammifères, ont des systèmes biologiques comparables à ceux des humains, rendant les résultats plus pertinents. Les souris adultes (à partir de 8 semaines d’âge) sont utilisées dans ce projet pour mimer la pathologie chez les patients adultes car l’immunité varie fortement en fonction de l’âge. De plus le système immunitaire est complètement mature à partir de 6 semaines d’âge chez la souris.
Signatures physiopathologiques des réseaux épileptogènes dans les hétérotopies corticales
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Rats : 589
Électroporées in utero après ouverture de l'abdomen de leur mère, opérées à la naissance ou à l'âge adulte par craniotomie pour recevoir électrodes ou canules, 779 souris et 589 rats vont être utilisés, dont 184 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils développent des crises d'épilepsie spontanées ou provoquées par des injections répétées d'un agent convulsivant ou par un séjour de vingt minutes dans une enceinte chauffée, avec secousses musculaires, mâchonnements et hypersalivation. Leur activité cérébrale est enregistrée trois jours par mois, pendant un à six mois selon l'espèce. Tous sont tués pour prélever le tissu cérébral, les crises provoquées qui ne cessent pas d'elles-mêmes après cinq minutes étant stoppées par injection d'une benzodiazépine.
Objectifs
Les malformations du cortex cérébral sont à l'origine d'épilepsies pharmaco-résistantes chez l’enfant et l’adolescent. L'étude des mécanismes conduisant à ces épilepsies est un défi, car les malformations corticales sont généralement diagnostiquées seulement après les premières crises. En outre, il est impossible d'accéder directement aux changements qui se produisent dans le cerveau des patients et conduisent à l'émergence et à la progression de l'épilepsie. C’est pourquoi les organismes modèles sont essentiels pour mieux comprendre cette maladie et de son évolution, et pour développer de meilleurs traitements. Dans ce projet, nous utiliserons des enregistrements électrophysiologiques pour étudier l'activité électrique du cerveau, des analyses du transcriptome pour mesurer l'expression des gènes, ainsi que des analyses histologiques et anatomiques. Cette approche combinée, multimodale, sera appliquée chez plusieurs modèles rongeurs reproduisant des malformations corticales similaires à celles rencontrées chez l’humain, et responsables de crises d’épilepsie. Cette étude nous aidera à mieux comprendre l’évolution pathologique de l'activité cérébrale, en la reliant aux régions cérébrales impliquées et aux changements dans l'expression des gènes, à des étapes cruciales de cette évolution : avant que les crises n’apparaissent, au moment des premières crises et lorsque la maladie est établie. Notre objectif à long terme est d’identifier de nouveaux marqueurs prédictifs de la progression de l’épilepsie, ainsi que des candidats potentiels pour des thérapies ciblées visant à en infléchir l’évolution.
Bénéfices attendus
Notre objectif à long terme est de mieux comprendre les réseaux responsables des crises dans les hétérotopies de la matière grise (des malformations cérébrales responsables d'épilepsie), d’identifier de nouveaux marqueurs prédictifs de la progression de l’épilepsie, ainsi que des gènes candidats ou mécanismes potentiels pour des thérapies ciblées visant à en infléchir l’évolution. Le volet expérimental présenté ici fait partie d’un projet collaboratif au périmètre plus vaste impliquant également des études cliniques menées chez des patients, permettant ainsi un dialogue fructueux entre recherche clinique et préclinique.
Procédures
Les animaux seront soumis à interventions chirurgicales réalisées sous anesthésie/analgésie : 1) pour les femelles gestantes, laparotomie afin d’exposer les cornes utérines et procéder à la transfection par électroporation (entre 30 min et 1h) ; 2) pour les jeunes adultes et les adultes, incision de la peau et implantation des émetteurs de télémétrie entre peau et muscle, incision du scalp et craniotomie pour implantation des électrodes (2h) ; 3) pour les nouveau-nés et juvéniles, incision du scalp et craniotomie pour mise en place de canules pour délivrer des vecteurs viraux (15 à 25 min). Ces interventions sont uniques et sont associés à des soins pré-, per- et post-opératoires. Les animaux seront également soumis à des protocoles d’induction de crises d’épilepsie par des moyens pharmacologiques (injections répétées toutes les 10 min de doses sous-convulsives d’un agent convulsivant, maximum 6 doses et 1h), ou par l’hyperthermie (placement dans une enceinte chauffée pendant 20 min maximum). Lorsque ces crises induites ne cessent pas spontanément après 5 min, elles sont stoppées par injection d’une benzodiazépine. Les animaux seront également soumis à des enregistrements continus et à long terme de l’activité cérébrale réalisés sous monitoring vidéo, sur des périodes de 1-3 mois pour les souris et 4-6 mois pour les rats. Ces enregistrements sont réalisés dans la cage et l’environnement de stabulation, sans contrainte (émetteurs sans fil pouvant être allumés/éteints sans contention grâce à des transpondeurs magnétiques). Ces périodes d’enregistrement durent 3 jours par mois (4-5 sessions de 3 jours sur une période de 6 mois chez le rat ; 3 sessions de 3 jours sur une période de 3 mois chez la souris).
Impact sur les animaux
Les animaux vont subir les nuisances associées aux interventions chirurgicales (laparotomie pour les femelles gestantes et l’implantation des émetteurs de télémétrie, incision du scalp et craniotomie pour implantation des électrodes et des canules), ainsi qu’à l’inconfort associé à la récupération post-chirurgie. Ces nuisances seront contrôlées par l’anesthésie et l’analgésie, ainsi que par les soins pré-, per- et post-opératoires. Les animaux vont subir des crises d’épilepsie spontanées ou induites par des moyens pharmacologiques ou l’hyperthermie. Les crises d’épilepsie spontanées du modèle rat présentant des malformations bilatérales sont des crises « absence » associées à un arrêt comportemental mais sans convulsion ni perte de conscience ni de contrôle postural. Même si elles sont très fréquentes, elles n’entrainent aucun désagrément majeur. Lorsqu’elles sont induites par des conditions favorisant leur survenue (pharmacologie, hyperthermie), les crises sont d’abord associées à des secousses myocloniques des membres et du corps, des mâchonnements, de l’hypersalivation. La phase ultime de la crise est convulsive, tonico-clonique et généralisée. Elle est associée à une perte de conscience brève et transitoire. Si les crises d'épilepsie n'entraînent pas de douleurs physiques, des blessures peuvent néanmoins survenir, liées à des chocs possibles contre les parois de l'enceinte d’observation lors des secousses myocloniques ou des convulsions. Ces blessures, très légères (ex saignements du museau suite à un choc), sont difficiles à prévenir (les parois de la cage ne peuvent pas être capitonnées afin de permettre l’observation) et ne surviennent que très rarement. De plus, les manifestations épileptiques sont peu marquées du fait de l'immaturité des animaux aux stades de développement testés (étude limitée aux stades juvéniles). La récupération post-crise fait l’objet d’un suivi attentif. Si un état de mal épileptique survient et se prolonge plus de 5 minutes, il est stoppé par injection d’une benzodiazépine. La mort de l’animal peut survenir dans de rares cas.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux sont mis à mort pour prélèvement du tissu cérébral en vue d’analyses histologiques et anatomiques. Ces analyses sont destinées à confirmer la présence de malformations corticales et à mesurer leur position et étendue, ceci, notamment, afin de réaliser des corrélations anatomo-fonctionnelles. Ces analyses sont également destinées à mesurer l’étendue des régions cérébrales concernées par l’expression des protéines transduites par les vecteurs viraux ou confirmer le site d’implantation des canules ou des électrodes. Enfin, la mise à mort est nécessaire afin d’explanter, le cas échéant, les dispositifs expérimentaux utilisés pour les explorations fonctionnelles (implants de télémétrie, électrodes).
Remplacement
Une part importante des expérimentations est réalisée in vitro (principe de remplacement), sur tranches de tissu cérébral maintenue en survie artificielle lors d’enregistrements électrophysiologiques, ou pour des études transcriptomiques et anatomiques réalisées après extraction de tissu et préparation de spécimens histologiques. Les explorations fonctionnelles menées in vivo sont limitées aux explorations ne pouvant être effectuées que chez l’animal entier. C'est le cas des explorations liées aux crises d'épilepsie, qui nécessitent pour se manifester de préserver le contexte in vivo, permettant d'évaluer modifications comportementales liées à la crise, en plus de l'activité électro-clinique globale.
Réduction
Ce projet combine des approches multiples (moléculaires, anatomiques et fonctionnelles, in vivo et ex vivo) menées chez 4 organismes modèles (et des témoins) appartenant à 2 espèces de rongeurs au sein d’une même équipe de recherche (3 chercheurs, 1 post-doctorant, 1 doctorant, 2 ingénieurs), permettant une utilisation au plus juste des effectifs d’animaux soumis à expérimentation. Les estimations d'effectif sont faites en utilisant un outil d'estimation des effectifs basé sur le calcul de puissance et en tenant compte du taux de succès des expérimentations.
Raffinement
Les explorations fonctionnelles menées in vivo sont limitées aux explorations ne pouvant être effectuées que chez l’animal entier : il s’agit de l’enregistrement de l’activité cérébrale par électro-encéphalographie, pratiquée dans des conditions très semblables aux explorations effectuées chez les patients avec épilepsie (principe de raffinement). Ces enregistrements sont effectués par télémétrie, grâce à des transmetteurs télémétriques permettant des enregistrements sans contrainte ("sans fil"). Les transmetteurs utilisés permettent, en plus du suivi de l'activité électrique cérébrale, de suivre la température corporelle, l'activité motrice et le rythme cardiaque, ce qui garantit une surveillance continue des indicateurs cliniques. Enfin, une partie des animaux explorés fait l'objet d'un suivi vidéo continu pour surveiller les indicateurs comportementaux associés aux crises d'épilepsie.
Choix des espèces
Le rat est adapté aux études électrophysiologiques et comportementales, mais il n’existe que peu de rats génétiquement altérés. La transfection par électroporation (voir procédures) permet d’inactiver l’expression corticale de gènes d'intérêt de manière focale et de créer un cortex mosaïque au sein duquel une population altérée se développe dans un environnement sauvage. Il est ainsi possible de créer des modèles avec des hétérotopies sous-corticales semblables à celles des patients, comme des hétérotopies en bande ou des hétérotopies nodulaires. La souris est adaptée aux études électrophysiologiques et comportementales, et de nombreuses lignées génétiquement altérées sont disponibles, permettant l'étude des conséquences de l'invalidation d'un gène, dans un tissu ou un organe spécifique. Ici, nous étudierons 2 modèles d'hétérotopies induites par l'inactivation conditionnelle et restreinte au télencéphale dorsal de 2 gènes, par croisement avec une lignée Cre. Les 2 modèles présentent des hétérotopies sous-corticales et péri-ventriculaires semblables à celles des patients.
Etude des mécanismes de l’inflammation et de la coagulation responsables de la formation de caillots cérébraux dans certains cancers du sang chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Une chirurgie de 60 minutes pour insérer un caillot dans une veine du cerveau, puis trois à huit injections destinées à modifier plaquettes et globules blancs : 804 souris porteuses d'une mutation reproduisant un cancer du sang vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles risquent des saignements du fait de la mutation, de l'aspirine et de la baisse des plaquettes, et des infections du fait de la baisse des globules blancs. Toutes sont tuées pour prélever leurs tissus cérébraux. Les effets déclarés mentionnent des tests comportementaux provoquant anxiété et stress, alors que la description des procédures n'en fait état nulle part.
Objectifs
Ce projet vise à comprendre pourquoi certains patients atteints de cancer du sang présentent un risque accru de développer un caillot dans les veines du cerveau. Des études récentes suggèrent que certaines cellules sanguines, notamment les globules blancs et les plaquettes, pourraient favoriser à la fois la coagulation et l’inflammation, contribuant ainsi à la formation et à la gravité de ces caillots. L’objectif est de mieux comprendre ces mécanismes afin d’identifier de nouvelles pistes thérapeutiques et d’améliorer la prise en charge des patients.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra d’améliorer les connaissances sur les liens entre inflammation, coagulation et formation de caillots dans le cerveau chez les patients avec cancer du sang. Les résultats obtenus pourraient conduire au développement de nouvelles stratégies de prévention et de traitement, ainsi qu’à l’identification de marqueurs prédictifs permettant une prise en charge plus précoce et plus personnalisée des patients à risque.
Procédures
Pour reproduire la maladie étudiée, un caillot sera inséré dans une veine du cerveau chez des souris présentant une anomalie génétique reproduisant certaines caractéristiques d’un cancer du sang observé chez l’être humain. Cette procédure chirurgicale d’environ 60 minutes sera réalisée sous anesthésie générale et avec un traitement contre la douleur. Afin de comprendre le rôle de certaines cellules sanguines dans la gravité de ce caillot, les animaux recevront différents traitements permettant de modifier le nombre ou l’activité des plaquettes et des globules blancs. Chaque animal recevra entre 3 et 8 injections de produits modifiant les cellules étudiées (plaquettes et globules blancs). Les produits sont injectés dans le ventre, sous la peau ou dans une veine (traitement et anesthésie profonde) à l’aide d’une aiguille très fine et parfois sous anesthésie gazeuse. Un des traitements est donné directement dans l’estomac. L’administration de ces traitements dure en moyenne 10 secondes. Deux prélèvements sanguins (avant et après la chirurgie) ne dépassant pas 2 minutes seront réalisés afin d’étudier les modifications des cellules du sang et d’identifier des marqueurs de la maladie. Enfin une imagerie (procédure non invasive) du cerveau réalisée sous anesthésie durera environ 15-30 min sans jamais excéder 2 heures afin de visualiser et quantifier les conséquences du caillot et l’effet des traitements testés.
Impact sur les animaux
Le modèle de souris présentant une mutation dans les cellules du sang permet de reproduire les caractéristiques observées chez les patients atteints du cancer du sang, avec une augmentation des globules rouges. Elles peuvent présenter un risque de saignement en cas de blessure ou de chirurgie mais pas spontanément. Les injections dans le ventre, sous la peau ou dans une veine des différents traitements sont responsables d’un stress et d’une légère douleur de courte durée. Les prélèvements sanguins sont également responsables d’un stress et d’une légère douleur de courte durée. La procédure chirurgicale comporte un risque de saignement et peut provoquer une douleur pouvant entrainer une posture en dos courbé de la souris. La diminution des globules blancs peut induire un risque infectieux. La prise d’aspirine et la réduction du nombre de plaquettes peuvent induire un risque de saignement. Les tests comportementaux induisent un stress, de l’anxiété ou un stress modéré de courte durée. L’imagerie peut induire un stress de courte durée au moment de l’anesthésie de l’animal.
Devenir
Les souris seront mises à mort afin de prélever les tissus cérébraux pour des analyses biologiques.
Remplacement
Le modèle de formation d’un caillot pour boucher une veine du cerveau chez la souris permet une reproduction fiable du spectre des lésions cérébrales observées chez l’homme. L’utilisation d’animaux est justifiée par le fait que le modèle décrit dans ce projet inclut l’évaluation des paramètres neurologiques (moteurs) et la recherche de saignement qui se produisent dans des organismes vivants. Il n’existe pas d’alternatives, hors organismes vivant, pour réaliser cette étude.
Réduction
Les groupes ont été conçus de manière à réduire au maximum le nombre d’animaux. Le calcul du nombre de souris est basé sur les résultats antérieurs obtenus avec ce modèle et sur une étude statistique. De plus, le modèle de thrombose veineuse cérébrale que nous utilisons est bien maîtrisé par notre équipe, ce qui nous permet de mener nos recherches de façon rigoureuse et éthique. Pour analyser les résultats, nous appliquerons des méthodes statistiques adaptées, garantissant une interprétation fiable des données tout en respectant notre engagement à réduire l’usage des animaux.
Raffinement
Leur suivi sera assuré par une équipe qualifiée : un soigneur spécialisé s’occupera d’eux chaque jour, et un chercheur expérimenté effectuera un contrôle approfondi deux fois par semaine. Les souris seront hébergées par groupes de cinq dans des cages ventilées, équipées de matériel pour leur permettre de construire des nids et d’améliorer leur confort. Afin de prévenir toute douleur qui pourrait être associée au modèle, les animaux recevront un traitement antalgique en pré et post-opératoire de manière systématique jusqu’à 24h après chirurgie. Avant la chirurgie, une anesthésie locale sera appliquée. La chirurgie est par ailleurs réalisée par une anesthésie adaptée (anesthésie gazeuse). En post-chirurgie nous surveillerons attentivement leur état de santé grâce à une grille d’évaluation précise, prenant en compte des points limites stricts et adaptés au projet. Cette méthode permettra de détecter rapidement toute souffrance et d’y remédier. En cas de douleur, un traitement adapté sera administré, et si nécessaire, une euthanasie sera réalisée.
Choix des espèces
L’espèce utilisée sera la souris sur laquelle toutes les techniques décrites ont déjà été validées dans la littérature. De plus, le modèle de thrombose étudiée ici et recréé chez la souris est le seul permettant une reproduction fidèle de ce qui est observé en clinique. Les souris seront utilisées à l’âge adulte (14 à 18 semaines). C'est à cet âge que les modèles utilisés sont validés.
Détermination de l’efficacité d’un pansement liquide nouvelle génération pour le traitement de plaies cutanées cicatrisants par seconde intention chez le lapin
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Quatre plaies cutanées par animal, soit 72 au total, sont créées chirurgicalement sur 18 lapins sous anesthésie de 30 à 45 minutes, avec quatre anneaux cousus dans la peau au fil non résorbable et laissés en place trente jours. Le niveau de souffrance déclaré est modéré, avec hypothermie, douleur post-opératoire, perte d'appétit et déshydratation. Tous sont tués à trente jours pour prélever la plaie cicatrisée et évaluer un pansement liquide destiné à une demande d'autorisation de mise sur le marché. Le lapin a été choisi parce que les rongeurs arrachent les corps étrangers posés sur leur peau, un gilet sur mesure permettant ici d'empêcher l'accès à la zone lésée.
Objectifs
La peau est le plus étendu des organes du corps humain qui assure plusieurs fonctions vitales pour l’organisme. Cet organe est soumis tout au long de la vie à de nombreux dommages, provoqués par des facteurs extérieurs d’origine physique (coupures), mécanique (ulcères), thermique (brûlures) et/ou chimique (radiations). La sévérité des dommages couplés à d’autres facteurs, tels que l’âge, le diabète et la nutrition, peuvent conduire à une mauvaise voire non-cicatrisation des plaies, appelées les plaies chroniques. Elles impactent fortement la qualité de vie des patients, jusqu’à engager leur pronostic vital. Ce problème de santé publique est amené à s'accroître avec le vieillissement de la population et l'augmentation de la prévalence du diabète et de l'obésité. L’objectif de cette étude est de déterminer l’efficacité de différentes solutions de pansement liquide nouvelle génération développées par notre laboratoire (comparativement à des techniques utilisées couramment) le soin de plaies cicatrisant par seconde intention (plaies chronique ou aigüe) 1 – évaluer la qualité de la cicatrisation en fin du processus cicatriciel : un prélèvement histologique sera réalisé à J30 à la fin de la phase de ré-épithélialisation de la plaie. 2 – évaluer la durée de cicatrisation : un contrôle visuel 2 fois par semaine permettra d’évaluer le stade de cicatrisation de la plaie. Parmi les modèles de cicatrisation cutanée qu'on retrouve dans la littérature, nous avons retenu celui faisant appel à une biopsie cutanée suivie de la mise en place de disque de silicone permettant d’éviter la rétraction spontanée de la peau. Ce modèle présente l’avantage de refléter au mieux le phénomène de cicatrisation humaine. Par ailleurs, les tests précliniques sont indispensables à l’évaluation d’un dispositif médical avant le passage aux tests cliniques chez l’Homme. La formule sélectionnée pourra alors passer à l’étape suivante du marquage CE : l’étude clinique
Bénéfices attendus
Au travers de cette étude, nous espérons observer une diminution du temps de cicatrisation avec nos formulations comparativement aux pansements standard. Mais également une amélioration de la qualité de la cicatrise via une observation histologique en fin de cicatrisation. Par ailleurs, ces essais nous permettrons d’obtenir des preuves précliniques qui seront utilisées dans le cadre de la demande d’autorisation de mise sur la marché.
Procédures
Procédure chirurgicale induction des plaies et pansement sous anesthésie générale. L’anesthésie durera 30-45 min. 1 injection d’anesthésique 4 injections d’anti-inflammatoire 4 plaies cutanées 4 poses de pansement Suture de 4 anneaux sur la peau au fil non résorbable. Ces anneaux resteront en place durant toute la durée de l’étude
Impact sur les animaux
Hypothermie liée à l'anesthésie Douleur post opératoire Perte d’appétit, deshydratation
Devenir
Tous les animaux de l’étude seront mis à mort. A 30 jours, à la fin de la phase de ré-épithélialisation de la plaie, les animaux seront mis à mort et un prélèvement de la plaie cicatrisée sera réalisé pour évaluer la qualité de la cicatrisation.
Remplacement
Les plaies cicatrisants par seconde intention sont des plaies complexes qui touchent les différentes structures de la peau (allant de l’hypoderme à l’épiderme) et qui subissent des forces mécaniques qui peuvent être importantes en fonction de la localisation de la plaie. Par ailleurs, les méthodes d’analyse in vitro ne prennent pas en considération l’environnement locale et systémique impliqués dans le processus de cicatrisation. Il n’existe donc pas de modèles in vitro permettant de prendre en compte tous ces paramètres. De plus, dans le développement d’un dispositif médical innovant, il est nécessaire de tester les formulations sélectionnées sur des modèles animaux afin d’appréhender la biocompatibilité et l’efficacité des dispositifs avant le passage chez l’Homme.
Réduction
Cette étude est une étude pilote qui nous permet principalement de faire de l’imagerie pour observer les différences sur le processus cicatriciel en fonction de la solution de pansement utilisée. Pour chaque formule trois réplicas seront réalisés afin de pouvoir observer et comparer la cicatrisation sur 3 individus (lapins). Ces 3 réplicas nous permettrons également de comparer la différence de temps de cicatrisation entre différentes solutions de suture. 3 animaux par groupe est le minimum acceptable pour pouvoir conclure statistiquement sur l’étude. 4 plaies seront réaliser sur le dos d’un animal afin de réduire le nombre d’animaux dans l’étude.
Raffinement
Les animaux bénéficient de plateforme dans leurs cages, de jouets et de morceaux de bois à ronger dans leur environnement de vie. Les animaux font l’objet d’une surveillance quotidienne de la naissance à la mort par le personnel animalier. Ainsi qu’une visite quotidienne la première semaine post opératoire puis deux fois par semaine de la part de l’opérateur de l’étude. Au cours de l’étude, l’animal devra porte un gilet de protection des pansements. Les 2 semaines précédant la chirurgie, les animaux sont progressivement habitués au port du gilet. Jour 1 : le gilet est déposé dans la cage quelques minutes, Jour 2 : le gilet est mis en place sur l’animal 2 minutes. La durée augmente graduellement sur 2 semaines. Le dernier jour de l’habituation, l’animal porte le gilet 10 heures consécutives. L’animal sera placé sous anesthésie générale lors de la chirurgie. Les animaux recevront un traitement anti-inflammatoire et antalgique les 3 premiers jours post opératoire qui permettra de réduire la douleur ressentie. Le traitement pourra se poursuivre en fonction des signes cliniques observés quotidiennement les jours suivants. Les animaux seront suivis quotidiennement durant environ 30j (le temps de la cicatrisation) puis seront mis à mort. Au cours de l’anesthésie, l’animal pourrait se refroidir. Pour pallier cet inconfort qui pourrait engendrer une mauvaise récupération des suites de l’anesthésie, l’animal sera placé sur un tapis chauffant tout le long de la chirurgie, jusqu’à son réveil.
Choix des espèces
Les modèles animaux préférentiellement utilisés dans la littérature dans ce type d’expérimentation sont les rongeurs, le lapin ou encore le porc. Les rongeurs ont tendance à retirer/arracher tout corps étranger présent sur leur peau, ce qui empêche toute chance de conclusion sur l’efficacité d’un système de pansement de plaie. Chez le lapin, il est possible de protéger la zone lésée grâce à un gilet de protection conçu sur mesure. Ce gilet permet à la plaie de cicatriser sans sollicitations de l’animal. Animaux choisis : adulte, 2.5kg Poids des animaux adaptés au gilet de protection fait sur mesure pour des animaux matures. Surface (cm²) du dos adaptée à la réalisation des 4 pansements. Animal mature avec structure anatomique de la peau et système immunitaire adaptés au besoin de l’étude.
Maintien de souris génétiquement modifiées pour l’étude du diabète de type 1
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Pour entretenir des lignées de souris développant spontanément un diabète de type 1, 9 000 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les actes décrits se limitent à un prélèvement de tissu à l'oreille et à une goutte d'urine par semaine, l'hyperglycémie venant de la maladie que les animaux portent par construction. Une partie est gardée en vie pour renouveler les reproducteurs, les autres étant tuées pour analyse du pancréas, du foie, des intestins, de la rate et des ganglions. Le porteur juge le recours aux souris "indispensable" au motif qu'il faut observer l'"organisme entier", pour un projet qui consiste à maintenir des colonies.
Objectifs
Le diabète de type 1 est une maladie dans laquelle le système immunitaire détruit les cellules du pancréas qui produisent de l’insuline. En l'absence d'insuline, l'organisme est incapable de réguler correctement la glycémie, c'est-à-dire le taux de sucre dans le sang. Pour mieux comprendre les mécanismes de cette maladie, le laboratoire utilise des modèles de souris développant spontanément un diabète de type 1 dont certaines sont génétiquement modifiées. Ce projet a pour objectif d’assurer le maintien de ces lignées murines présentant un diabète de type 1.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif de comprendre les mécanismes d'action par lesquels les cellules immunitaires participent à l'apparition du diabète de type 1 chez la souris.
Procédures
Prélèvement d'un petit bout de tissu à l’oreille (1 fois, 3 secondes), d'une goutte d'urine (1 fois/semaine, 2 secondes)
Impact sur les animaux
Les souris peuvent développer une hyperglycémie modérée. Le prélèvement d'urine peut induire un stress de courte durée.
Devenir
Certains animaux seront gardés en vie pour renouveler les reproducteurs nécessaires à l'entretien des colonies. Les autres animaux seront mis à mort pour les analyses de tissus (pancréas, foie, intestins, rate et ganglions)
Remplacement
Le recours à l'animal est indispensable car les cellules immunitaires étudiées dans ce contexte sont localisées essentiellement dans les muqueuses comme l’intestin et dans le pancréas. Pour comprendre comment ces cellules interagissent dans l’organisme au moment du développement du diabète, il faut observer l’organisme entier. Ce type d’interactions complexes ne peut pas être reproduit correctement sur des cellules en culture. Néanmoins ce projet est associé à ces approches alternatives afin de limiter le recours aux animaux.
Réduction
La production des souris génétiquement altérées est planifiée. Un schéma d’accouplement optimisé est mis en place répondant au maintien des élevages.
Raffinement
Les petits prélèvements de tissus pour analyser les gènes des souris sont effectuées par du personnel expérimenté, formé à faire des gestes rapides et précis afin de limiter l'inconfort des animaux. Les animaux sont maintenus dans des groupes de plusieurs individus dans un environnement enrichi et des critères de surveillances ont été définis pour repérer rapidement toute souffrance éventuelle et y remédier. Enfin, pour le suivi du diabète de type 1, les animaux sont surveillés afin de détecter rapidement une augmentation du taux de sucre. Cela permet de prendre des mesures adaptées le plus tôt possible et de limiter les complications.
Choix des espèces
Le modèle de souris est adapté à l’étude immunitaire de cette maladie - Il permet d’avoir accès à de multiples modèles génétiquement modifiés pour permettre d’isoler des paramètres biologiques importants dans le développement du diabète. -Le système immunitaire de la souris est très proche de celui de l’homme, ce qui est important pour l’étude d’une maladie auto-immune et également facile à étudier par diverses techniques cellulaires ou biochimiques. Les animaux seront utilisés à partir de 3 semaines d’âge (jeune adulte).