Procédures modérées

150 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections, une greffe sous-cutanée de cellules de lymphome puis des injections intraveineuses d'immunoliposomes, avec un prélèvement sanguin. Le porteur indique que les tumeurs peuvent atteindre 1500 mm3 et provoquer une détresse de l'animal isolé. Il affirme qu'après une validation in vitro, le remplacement "n'est plus possible à ce stade" du projet préclinique.

Objectifs

Le Lymphome représente la moitié des cancers du sang, c’est un cancer des cellules du tissu hématopoïétique caractérisé par un blocage de maturation et une prolifération cancéreuse des cellules lymphocytaires matures. Le lymphome se caractérise par la prolifération excessive des lymphocytes au niveau des ganglions, du foie, de la rate, plus rarement d'autres organes. Ils provoquent une augmentation de leur taille. Les principaux symptômes consistent donc en une augmentation de la taille des ganglions. Malgré les améliorations des traitements actuels chez l’homme, les taux de rechute restent élevés. Ainsi, pour réduire l’intensité de la chimiothérapie et traiter avec succès les patients en rechute, il est encore nécessaire de développer de nouvelles thérapies. Nous avons identifié de nouveaux candidats thérapeutiques (liposomes) que nous avons validé dans un premier temps par des méthodes alternatives, à l’aide d’outils in vitro. Nous souhaitons maintenant étudier leurs efficacités dans cette étude préclinique in vivo. Pour cela, nous allons utiliser des modèles murins incluant des xénogreffes de cellules humaines dans des souris immunodéficientes ou des greffes de cellules lymphomateuses murines dans des souris. Lors de cette étude préclinique, les souris seront traitées avec ces liposomes afin d’étudier leurs effets sur l’activation de l’immunité antitumorale et le ralentissement de la croissance tumorale.

Bénéfices attendus

En effectuant des expérimentations in vitro sur nos modèles de Lymphomes, nous avons identifié de nouveaux composés (Immunoliposomes artificiels ou liposomes biologiques issus de la culture cellulaire des cellules de Lymphome) qui bloquent la prolifération des cellules cancéreuses. Après avoir validé in vitro leurs actions, nous souhaitons maintenant tester leurs efficacités sur nos modèles murins in vivo lors d’études précliniques. Le bénéfice attendu du projet concerne la découverte de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le traitement des Lymphomes.

Procédures

Les animaux seront soumis à des traitements par voie intra péritonéale (i.p.) 15 et 7 jours (J-15 et J-7) avant l’injection des tumeurs. Les animaux seront soumis à des transplantations de cellules lymphomateuses par des injections sous cutanées (s.c.) dans leur flanc. Une seule injection est prévue par souris, durée de 30 secondes). Après la greffe, des injections intra-veineuses (i.v.) d’immunoliposomes (3 injections par souris sont prévues, à J+6, J+9, J+12, durée par injection de 5 secondes). Un prélèvement de sang à partir de la veine de la queue (un seul prélèvement par souris, durée de 1 minute) sera réalisé à J+15 jours après la greffe.

Impact sur les animaux

Les nuisances et effets indésirables causés durant les actes expérimentaux sont des injections intraveinales et intraperitonéales, des contentions des souris dans un tube de contention afin de prélever le sang, des coupures sur la veine caudale pour prélever le sang. Les animaux vont développer des cancers, avec une multiplication proliférative des cellules lymphomateuses au niveau de la zone d’injection du flanc de l’animal, jusqu’à 1500 mm3. Ce développement tumoral peut engendrer une détresse de l’animal qui peut se trouver isolé. L’ensemble de ces nuissances justifient la classe de sévérité des expérimentations.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à l’issue des expériences

Remplacement

Pour remplacer des modèles animaux, il est parfois possible de travailler sur des cellules ou des tissus (in vitro). Le recours aux modèles in vitro doit être l’objectif du chercheur si son expérimentation le permet. Les immunoliposomes et les liposomes biologiques que nous allons tester dans ce projet préclinique ont d’ores et déjà été testé in vitro sur des méthodes alternatives, sur des lignées cellulaires. Ceci nous permet d’être sûr que les composés qui vont être étudiés in vivo sont fonctionnelles sur les cellules cancéreuses. Il nous faut maintenant valider sur des études précliniques in vivo l’efficacité de ces molécules et le remplacement par des méthodes alternatives n’est plus possible à ce stade du projet de recherche.

Réduction

Dans ce projet, nous allons diminuer le nombre d’animaux utilisés à des fins de recherche. S’il est essentiel d’utiliser le plus petit nombre d’animaux possibles, il faut néanmoins éviter que cet effort de réduction nuise à la fiabilité des résultats. Une réflexion biostatistique a alors été intégrée à la construction de ce projet. Les effectifs des souris seront déterminés et nos résultats seront analysés avec des tests statistiques adaptés.

Raffinement

Afin de réduire, supprimer ou soulager la douleur ou la détresse des animaux, et ainsi améliorer leur bien-être, en amont des expériences, nous allons planifier les protocoles nous allons aussi planifier et établir les points limites (ou critère d’arrêt anticipé) de la procédure. Afin de limiter le stress des animaux, ils sont placés par groupe de 5 à 10 dans des cages agrémentées d’éléments en carton ou en plastique leur permettant de se regrouper dans un nid. La litière des cages est changée une fois par semaine et les animaliers veillent plusieurs fois par jour à ce que les animaux ne manquent ni d’eau, ni de nourriture. Ces informations seront par ailleurs transmises au personnel de l’animalerie.

Choix des espèces

Pour qu’un nouveau traitement puisse être commercialisé, il est nécessaire de mener des études précliniques et cliniques, afin de prouver son efficacité, d'optimiser les dosages mais aussi d'identifier ses effets indésirables possibles. Les études précliniques nécessitent d’avoir recours à des animaux. Nous disposons d’échantillons de cellules Lymphomateuses qui sont des lignées cellulaires établies et commercialisées. Trois jours après l’injection, les cellules lymphomateuses forment une boule qui peut être palpable au niveau du site de l’injection sous cutané. Ces études ne peuvent se réaliser que dans le modèle murin (A1, mus musculus). L’étude sur l’immunité anti tumorale des souris est en effet celle qui se rapproche le plus de l’homme est c’est ce modèle qui est choisi dans la littérature afin de réaliser des études précliniques sur les Lymphomes en général. Les animaux âgés entre 2 et 5 mois seront utilisés, ceci correspond à un âge optimal pour la greffe des cellules lymphomateuses sur le flanc des animaux.

104 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Rendues obèses par une alimentation grasse, elles reçoivent un gavage quotidien puis le composé anti-obésité par gavage, et passent 72 heures en cages métaboliques en hébergement individuel. Le porteur reconnaît que l'isolement "peut induire une nuisance" chez ces animaux sociables, mais le juge "incontournable" et lié à la "nécessité" de mesurer les dépenses énergétiques. Il conclut que l'utilisation d'animaux devient "indispensable" faute de méthode de substitution, l'étude étant menée pour un client industriel.

Objectifs

Le présent projet vise à tester l'efficacité d'une série de composés développés en tant que traitements anti-obésité sur le métabolisme énergétique chez la souris rendue obèse par une alimentation enrichie en graisse.

Bénéfices attendus

Si la présente étude permet de mettre en évidence une efficacité des composés en développement sur les dépenses énergétiques, ces deniers seront employés ultérieurement dans le cadre d'études cliniques et pourraient, à terme, obtenir une autorisation de mise sur le marché.

Procédures

Les animaux recevront des administrations quotidiennes de véhicule par gavage pendant 7 jours avant traitement pour les habituer à la procédure d'administration. Le traitement en lui-même est aigu et donc limité à une seule administration, également par gavage. Le poids corporel des animaux sera mesuré 7 fois au cours de l'étude. Les animaux seront hébergés dans des cages équipées d'un système de mesure par calorimétrie indirecte pendant 72h (24h d'habituation suivies de 48h de mesure).

Impact sur les animaux

L'hébergement individuel peut induire une nuisance chez les souris qui sont des animaux sociables, mais il s'avère incontournable de par la nécessité de mesurer les dépenses énergétiques, l'activité locomotrice et la prise alimentaire individuels lors du passage dans les cages métaboliques. Si les animaux n’étaient isolés que pendant les mesures en cages métaboliques, cet isolement soudain pourraient induire un stress sur les animaux et perturber la validité des mesures. C’est pourquoi nous préférons isoler les animaux dès réception, et les laisser s’habituer à cet état pendant ls 14 jours que précèdent la mesure en cages métaboliques. Il est à noter que pour ces dernières, les méthodes d'enregistrement employées sont totalement non-invasives. Les traitements par voie orale et les mesures de poids corporel à l'état vigile peuvent être source de stress ou de nuisances.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à l'issue de la procédure. En effet, l'étude implique des analyses biochimiques et histologiques sur les organes prélevés (tissus adipeux, foie) qui doivent ainsi être collectés à l'issue de la procédure.

Remplacement

Les composés testés par le client ont tout d'abord été développés sur la base d'une approche computationelle des données existantes sur les cibles d'intérêt (ici la thermogenèse adptative). Ces approches ont permis de développer des composés ciblant théoriquement la thermogéenèse adaptative. Dans un second temps, des données préliminaires ont été acquises par le client par le biais d'approches sur cultures cellulaires d'adipoytes et sur explants tissulaires. Ces travaux ont permis de mettre en évidence un impact des composés tests sur la thérmogénèse adaptative, notament par une forte activations du gène UCP-1. A ce stade de développement, l’utilisation d’animaux à des fins scientifiques devient indispensable car il n’existe aucune méthode de substitution n’utilisant pas l’animal de laboratoire et permettant l’étude de l’impact global d’un composé sur les dépenses énergétiques, le poids corporel, la prise alimentaire et les autres paramètres altérés dans le cadre des troubles métaboliques.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés a été rationalisé à partir de l'expérience acquise par notre laboratoire sur l'analyse des paramètres d'intérêt. Ainsi, le nombre d'animaux par groupe a été adapté en fonction des paramètres d'intérêt de façon à être en mesure de mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés. Le fait de travailler avec des animaux préconditionnés par le fournisseur permet de limiter la variabilité du phénotype obtenu, les animaux livrés ayant tous répondus au régime (pas d'animaux résistants). Ceci permet de limiter les effectifs de chaque groupe (pas d'animaux résistants).

Raffinement

Le modèle animal qui sera utilisé est un modèle parfaitement caractérisé dans la littérature et couramment utilisé dans les études précliniques cherchant à mettre en évidence les effets bénéfiques de composés sur la prise alimentaire, le poids corporel et les troubles métaboliques. Le protocole a été planifié de façon à limiter au maximum tout stress et tout inconfort pour les animaux. Les animaux seront hébergés en cages individuelles du fait de la nécessité de mesurer précisement l'impact du composé sur la prise alimentaire individuelle des animaux. Néanmoins, les animaux conserveront des contacts visuels avec leurs congénères et un enrichissement des cages sera assuré par l'ajout de dômes en carton et de matériel de nidification spécifiques pour rongeurs. Les expérimentateurs en charge de la manipulation des animaux et des administrations orales sont rodés à ce type de pratique. Enfin, un suivi journalier des animaux à l'aide d'une grille de score permettra une action rapide en cas d'atteinte des points limites établis.

Choix des espèces

Le modèle de souris rendues obèse par une alimentation enrichie en graisse est un modèle parfaitement caractérisé dans la littérature et couramment employé dans les études précliniques de composés visant les troubles métaboliques. Ce modèle à pour avantage majeur de présenter une étiologie de la pathologie similaire à celle responsable de l'obésité chez l'humain.

50 moutons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit sous anesthésie une création d'infarctus par occlusion des artères coronaires, des séances d'imagerie, une ablation cardiaque par électroporation et des prises de sang répétées, avant l'euthanasie pour prélever le cœur. Les bénéfices annoncés pour les patients atteints de tachycardie ventriculaire, une procédure plus efficace et une meilleure qualité de vie, restent au conditionnel. Le porteur affirme que le remplacement "n'est actuellement pas possible" et présente un jumeau numérique en développement comme un remplacement futur.

Objectifs

La tachycardie ventriculaire est un trouble du rythme cardiaque complexe grave qui peut entraîner une mort subite. Dans la grande majorité des cas (>70%), les tachycardies ventriculaires surviennent dans un contexte d’infarctus du myocarde ancien. Le remodelage du tissu cardiaque suite à un infarctus permet la création d’hétérogénéités qui favorisent les tachycardies ventriculaires. L’ablation par cathéter de ces zones hétérogènes du cœur, est une thérapie qui peut significativement réduire les nombres de tachycardies ventriculaires des patients, en améliorant leur qualité de vie. Une nouvelle forme d’ablation, utilisant un champ électrique pulsé de haute amplitude appelée ablation par électroporation ou Pulsed Field Ablation (PFA), est une nouvelle technique de traitement pour obtenir une thérapie plus efficace, notamment si elle est combinée avec des techniques d’imagerie qui permettent d’avoir un modèle, trois dimensions du cœur du patients (jumeau numérique) pendant l’opération. Dans ce projet, nous souhaitons investiguer les effets et les propriétés de cette technique d’ablation dans un modèle animal ovin pathologique, avec l’assistance de jumeaux numériques. Les objectifs scientifiques sont les suivants : mieux caractériser les lésions de la technique innovante d’ablation PFA dans le tissu hétérogène du cœur en utilisant de techniques d’imagerie non invasive ; développer un modèle mathématique pour optimiser et personnaliser l'administration de la thérapie ; et l'inclure dans un logiciel de traitement d’images pour les procédures cliniques existantes, ce qui fournira un nouveau outil à la thérapie des patients.

Bénéfices attendus

Le projet permettra d’optimiser une technique d’ablation innovante (PFA) et de révéler des aspects importants de l'effet de cette technique sur les tissus d’intérêt du cœur (sur le modèle pathologique post infarctus développé). Il permettra un meilleur dosage de l’énergie d'électroporation et d’adapter le protocole en fonction de l’anatomie individuelle du cœur et de l’origine de la tachycardie ventriculaire. Le projet ouvrira également de nouvelles perspectives dans le domaine du traitement des images cardiaques en trois dimensions (jumeau numérique) grâce à cette première application pour la tachycardie ventriculaire. Cette technologie pourrait permettre de l’étendre à d’autres formes de maladies cardiaques. Autant de thèmes encore largement ignorés mais capitaux pour éviter les récidives et les interventions ultérieures sur les patients atteints de tachycardie ventriculaire. Les patients bénéficieront non seulement d’une procédure plus efficace et plus sûre, mais aussi d'une meilleure prise en charge pendant et après la procédure, avec une meilleure qualité de vie après le traitement. Ce travail permettra à cette technique d’ablation PFA de devenir progressivement le traitement de choix pour l’ablation des tachycardies ventriculaires.

Procédures

Les animaux utilisés subiront des interventions de création d’infarctus, d’imagerie et d’ablation par electroporation sous anesthésie générale et avec l’administration d’une thérapie anti-algique appropriée. La procédure de création d’infarctus (150 minutes) se déroule, sous guidance des rayons X, par occlusion progressive, sous surveillance, de deux ou trois branches des artères coronaires. Une prise de sang avant (animal sous anesthésie générale, 30 secondes) et 24 après l’infarctus (animal vigile, 30 secondes) de 5 ml nous permettra de mesure l’état inflammatoire (cytokine) et de dégâts subis par le tissu cardiaque (troponine). Apres 4-6 semaines de récupération, les séquences d’imagerie sont de type non-invasif, soit par IRM cardiaque et/ou une échocardiographie par sonde thoracique/transoeasophagienne et/ou par scanner cardiaque (environ 180 minutes). L’ablation par cathéter (90 minutess) est effectuée sous anesthésie et administration d’héparine pour prévenir la formation de caillots. Des systèmes de traitement d’image et de cartographie de contact nous permettent de cibler les zones potentiellement favorisantes des tachycardies ventriculaires. Une prise de sang avant (animal sous anesthésie générale, 30 secondes) et 24 après l’ablation (animal vigile, 30 secondes) de 5 ml nous permettra de mesure l’état inflammatoire (cytokine) et des dégâts subis par le tissu cardiaque (troponine). Apres 4-6 semaines de récupération, une imagerie (environ 180 minutes) et une cartographie de contact diagnostique (90 minutes) de suivi sont prévus pour évaluer les effets du protocole d’ablation par electroporation. Une prise de sang avant l’euthanasie (animal sous anesthésie générale, 30 secondes) de 5 ml nous permettra de mesure l’état final du contexte inflammatoire et du remodelage cardiaque.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables éventuels peuvent être liés aux anesthésies (hypothermie) réalisées aux différentes phases du projet notamment lors du réveil de l'animal (désorientation, apathie), ces effets disparaissent rapidement car les moyens nécessaires pour faciliter le réveil des animaux (lampe chauffante, molécules de réanimation par exemple si besoin) sont mis en place. Les examens d’imagerie (échocardiographie, IRM et cartographie de contact) sont effectués sous anesthésie générale et thérapie antalgique. La création de l’infarctus aura lieu durant la perfusion continue d’anti-arythmiques et de bétabloquant, dont le débit sera ajusté en fonction des signes cliniques observés sur le monitoring. Pendant l’ablation, notamment avec la PFA, on pourrait observer une paralysie temporaire du nerf phrénique ou du diaphragme, mais ces conditions n’empêchent pas la ventilation mécanique. En phase d’étude diagnostique pendant la cartographie de contact, des déclenchements de tachycardie ventriculaire et potentiellement débordants en fibrillations, seront traitées immédiatement par un défibrillateur toujours présent en salle. Des saignements mineurs peuvent avoir lieu aux sites d’introduction des cathéters pour la cartographie.

Devenir

Afin de prélever le cœur et effectuer des études ex vivo d’histologie et de microscanner, qui nous permettront de mieux comprendre la structure des cicatrices induites par l’infarctus et l’ablation, l'ensemble des animaux seront euthanasiés.

Remplacement

Pour répondre aux questions d’ordre clinique, pour développer et optimiser la prise en charge des patients, des modèles animaux de pathologies humaines sont nécessaires. Le remplacement des animaux n’est actuellement pas possible. En effet, l'étude des mécanismes physiologiques complexes dans leur globalité nécessite d’avoir recours à un modèle animal et il n'existe pas à ce jour de modèle de modélisation numérique ou in vitro. Au cours des dernières années, un travail est en cours sur une technologie de traitement des images préopératoires permettant de construire un jumeau numérique du cœur sain et malade. En utilisant cet outil en clinique, nous évitons aujourd’hui d’utiliser des animaux pour l’optimisation des protocoles d’ablation. Ce projet permettra à terme d’obtenir un modèle numérique remplaçant l’utilisation de modèles animaux.

Réduction

Notre stratégie pour réduire le nombre d'animaux utilisés repose sur la création, dans notre modèle, de plusieurs cicatrices, ce qui nous permettra d’obtenir des sites d’ablation. Nous utiliserons des tests statistiques pour comparer la taille des lésions entre les groupes et pour définir la vulnérabilité à la tachycardie ventriculaire avant et après la thérapie. Cela nous donnera une idée de la variabilité individuelle liée à la structure du tissu et au remodelage du tissu cardiaque. Nous allons également minimiser les temps des différents examens, pour que nous puissions utiliser les mêmes animaux pour différentes techniques d’imagerie non invasive l'une après l'autre, notamment l’IRM ou l'échographie. Dans le meilleur des cas, cela nous permettra de diminuer jusqu’à 50% le nombre d’animaux nécessaires. En phase de création du modèle nous allons utiliser certains animaux comme leurs propres contrôles. Cette dernière stratégie nous permettra de ne pas inclure d’animaux supplémentaires.

Raffinement

Au cours du projet, les animaux reçoivent un protocole analgésique approprié, ils sont sous anesthésie générale avec une ventilation mécanique et les constantes vitales sont suivies en permanence lors des opérations. Tout le nécessaire est mis en place pour leur prise en charge : opération réalisée par du personnel formé, anti-arythmiques en cas de risque de fibrillation ventriculaire, défibrillateur disponible... Pendant la phase de suivi, l'animal est hébergé dans des locaux adaptés et les méthodes de raffinement appropriées pour son espèce sont mise en place (groupe social notamment). Les animaux sont suivis quotidiennement par le personnel, qui peut intervenir rapidement. Le vétérinaire et le responsable du projet adapteront les soins analgésiques si nécessaire. Si une étape du protocole chronique affecte l'état de santé au point d'atteindre l'un des points limites sans qu'aucune action ne puisse permettre un retour à l'état basal alors le protocole sera interrompu.

Choix des espèces

Parmi les modèles animaux ayant des caractéristiques anatomiques et fonctionnelles proche de l’homme (mouton, porc, chèvre, chien), le mouton a été retenu car ce modèle est une référence pour la communauté scientifique dans l’étude des pathologiques cardiaques, de plus le personnel impliqué dans ce projet possède une expertise établie de la gestion de ce modèle. Le mouton atteint la fin de son développement entre 1 et 2 ans, à ce stade de développement, l’organe d’intérêt de l’étude, à savoir le cœur aura donc une taille et une maturité nécessaire pour répondre aux objectifs du projet.

82 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une colite leur est provoquée par du dextran sulfate de sodium dans l'eau de boisson, avec un gavage quotidien pendant seize jours et un hébergement individuel de vingt-trois jours. Le porteur reconnaît que l'isolement constitue une nuisance pour ces animaux sociables, mais le juge "incontournable" pour mesurer la prise alimentaire. Toutes les souris sont tuées pour prélever le côlon, afin de tester quatre composés contre les inflammations chroniques de l'intestin.

Objectifs

Le présent projet vise à tester l'efficacité d'une série de 4 composés d'intérêt thérapeutique en développement préclinique et visant à traiter les inflammations chroniques de l'intestin (maladie de Crohn ou colite ulcérative).

Bénéfices attendus

Si la présente étude permet de mettre en évidence une efficacité des composés en développement sur la colite, ces deniers seront employés ultérieurement dans le cadre d'études cliniques et pourraient, à terme, obtenir une autorisation de mise sur le marché.

Procédures

Les souris recevront une administration journalière par gavage pendant 16 jours (véhicule pendant 7 jours puis traitement pendant 9 jours). Hormis pour le groupe expérimental contrôle du modèle de colite, elles seront exposées à du Dextran sodium sulfate (DSS 3%) via leur eau de boisson. Les souris seront pesées deux fois par semaine avant traitement et quotidiennement pendant les 9 jours de traitement. Enfin, à l'issue de l'étude, les souris seront anesthésiées et mises à mort après anesthésie. Les souris seront hébergées individuellement pendant les 23 jours de l'étude.

Impact sur les animaux

Le modèle employé est un modèle de colite. Le taus de DSS employé ici (3%) est de nature à induire une colite modérée chez la souris. L'hébergement individuel peut induire une nuisance chez les souris qui sont des animaux sociables, mais il s'avère incontournable de par la nécessité de mesurer la prise alimentaire individuelle qui est un des paramètres principaux de l'étude. L'ensemble des traitements par voie orale et les pesées quotidienne à l'état vigile peuvent être source de stress ou de nuisances.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés à l'issue de la procédure. En effet, l'étude implique des analyses biochimiques et histologiques sur les colons qui doivent ainsi être collectés à l'issue de la procédure.

Remplacement

L’utilisation d’animaux à des fins scientifiques se justifie ici car il n’existe aucune méthode de substitution n’utilisant pas l’animal de laboratoire et permettant l’étude de l’impact d’un composé sur l’inflammation colique.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés a été rationalisé à partir de résultats préliminaires obtenus lors d’études antérieures menées par le client. Le nombre de 15 animaux par groupe a été défini comme le nombre minimum d’animaux à utiliser pour pouvoir mettre en évidence une différence statistiquement significative sur les paramètres étudiés. Un total de 82 souris Balb/cJ sera utilisé, divisé en 5 groupes de 7 (groupe contrôle du modèle) ou 15 (autres groupes) animaux. Le groupe contrôle du modèle a été réduit à 7 animaux puisqu'il ne présente pas de colite, réduisant la variabilité des mesures réalisées.

Raffinement

Le modèle animal utilisé est un modèle d’inflammation colique induite par administration de DSS chez la souris qui est un modèle particulièrement bien caractérisé dans la littérature. Le protocole a été planifié de façon à limiter au maximum le stress induit aux animaux (périodes d’acclimatation et d’habituation des animaux aux procédures d’administration) et à établir des points limites appropriés. Les animaux seront hébergés individuellement (du fait des mesures de prise alimentaire et des récoltes de matière fécale imposées par le protocole) et une enrichissement de leur environnement sera mis en place sous forme de briquette de bois spéciales pour rongeurs et de dômes en cartons.

Choix des espèces

Le modèle animal utilisé est un modèle d’inflammation colique induite par administration de DSS chez la souris qui est très bien caractérisé dans la littérature et couramment utilisé dans le cadre d'études précliniques. Les animaux seront réceptionnés à 5 semaines d'âge et les traitement débuterons à 7 semaine d'âge. Chez la femelle, cela correspond à un stade de jeune adulte mimant la population cible majoritaire des inflammations chroniques de l'intestin chez l'humain.

10 cochons vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent une lipoaspiration puis l'implantation sous-cutanée de bioprothèses mammaires, avec pansements répétés et prélèvements sanguins, avant explantation. Le porteur décrit des douleurs faibles à modérées et un risque d'infection du site opératoire. Les animaux sont tués par surdosage anesthésique à la fin, le porteur justifiant le choix du cochon par la proximité de sa peau avec la peau humaine.

Objectifs

Développement d’une nouvelle bioprothèse mammaire constituée, à sa surface d’une matrice de derme porcin decellularisé et en son sein de cellules adipeuses du sujet receveur associées à une molécule de transport de l’oxygène le M101 Hemo2life ®. L’objectif ici est de déterminer in vivo après implantation sous cutanée chez un porc la survie des cellules adipeuses au sein de la bioprothèse contenant du M101 comparativement à une prothèse dépourvue de M101.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet sont le developpement d’une bioprothèse mammaire utilisable dans le cadre de la reconstruction mammaire après cancer du sein. Aucune évolution majeure n’est apparue depuis la creation des prothèses en sillicone dans les années 1970. En revanche de nombreuses complications restent fréquentes (infection, exposition, coque et réactions inflammatoires). Le traitement de ces complications reste difficile et inclus soit le changement des prothèses exposant de nouveaux aux mêmes complications, soit le passage à une reconstruction mammaire avec tissus autologues si elle est possible. Ainsi la creation d’une bioprothèse remplie par des cellules adipeuses du patient receveur permettrait d’offrir aux patientes une reconstruction durable dans le temps, présentant un resultat plus naturel et surtout une tolérance meilleure de par l’origine biologique de ces composants.

Procédures

Intervention unique : -Lipoaspiration (1h ) -> Implantation de bioprothèses biologiques en sous cutané ( 45 min) -> Explantation des implants (45 min) Interventions multiples à la demande : Prelevements sanguins

Impact sur les animaux

L’implantation des implants biologiques sous cutanés chez le porc pourrait entrainer des douleurs d’intensité faible à modérée ainsi qu’une limitation possible de l’activité. L’infection de site opératoire est un évènement possible. Pour éviter la survenue de cette complication, le site chirurgical sera fermé hermétiquement et une antibioprophylaxie sera mise en place pendant les 7 premiers jours post-opératoires. Aucune réaction immunologique n’est attendue chez l’animal, les composants de l’implant étant faits de derme porcin décellularisé (non immunogène) et de sa propre graisse. La molécule M101 (hemoglobine de ver marin permettant une augmentation du transport de l'oxygène et un relargage en situation d'ischémie) a déjà été testée chez le porc en injection systémique et n’a pas démontré d’effet indésirable. Dans le cadre de notre étude, elle ne sera pas utilisée dans la circulation systémique mais seulement au sein de l’implant sous cutané.

Devenir

Lipoaspiration et mise en place des implants sous cutanés: Vivant pour suivi Prélevement sanguin peripherique: Vivant Pansement: Vivant Explantation des implants: Euthanasie par surdosage anesthésique après sédation : sous anesthésie, injection de Doléthal (solution injectable pour euthanasie ; flacon de 250 ml ; 10 kg/10 ml)., fin de l'étude. La mise à mort des animaux est nécessaire en fin de procédure car les animaux présenteront d'importantes cicatrices (retractions cicatricielles, atrophies musculaires) entrainant des douleurs chroniques ne permettant pas de garder les animaux en vie dans les meilleures conditions possibles à la suite des expériences.

Remplacement

Aucune alternative non animale n’est possible à ce stade du projet. L’utilisation d’animaux vivants permet d’évaluer en condition in-vivo la durabilité de la prothèse ainsi que son efficacité dans les échanges gazeux pour maintenir la viabilité des cellules adipeuses contenues dans la prothèse. Les expériences in-vitro ont déjà été réalisés et ont montré l'efficacité de notre procédé pour maintenir les cellules adipeuses viables dans ce milieu. Nous en sommes donc à l'étape pré-clinique non réalisable sans animaux.

Réduction

Deux groupes composés de 5 animaux chacun permettront de comparer l'efficacité de la solution Adipolife dans les échanges gazeux à l'intérieur de la bioprothèse et ainsi la survie des cellules graisseuses. De plus le même animal sera utilisé pour le prelevement de la graisse et l'implantation des implants, réduisant le nombre d'animaux nécessaires. Ces deux groupes incluent le risque d'échec (2 echecs par groupes) par infection du site opératoire, ainsi en l'absence d'échecs moins d'animaux seront utlisés (6 seulement). 3 animaux par groupes étant indispensable pour obtenir une significativité statistique.

Raffinement

Toutes les conditions nécessaires à une antalgie efficace en per et post opératoire seront mises en place. Ainsi une surveillance accrue de la douleur en post opératoire sera réalisée, ainsi qu’un contrôle quotidien des sites opératoires pour s’assurer de l’absence de réaction inflammatoire ou infectieuse post opératoire. En cas de constatation de modification comportementale des animaux, l'équipe veterinaire sera alertée et consultée afin de determiner l'attitude therapeutique à adopter. Des points limites (signes de souffrances des animaux) ont été définis et un arbre decisionne Hébergement en cage individuel – jeux (boule avec granule, jeux de mordillements) alimentation en poudre avec de l’eau.

Choix des espèces

En matière de recherche en chirurgie plastique et reconstructrice, l’utilisation du porc se justifie par la proximité de la peau porcine avec la peau humaine. Ainsi l’anatomie de la peau du porc est semblable à celle des humains composés de trois couches, l’épiderme, le derme et l’hypoderme. Le prelevement de tissu graisseux par lipoaspiration dans le modèle porcin est une méthode decrite, reproductible et peu douloureuse chez cet animal. Compte tenu de la taille de l’implant testé (150cc), les espèces animales murines, beaucoup plus éloignées des caractéritiques de la peau humaine, sont de plus inadaptées à ce type de recherche. Des animaux femelles adultes pesant environ 70kg seront utilisés dans cette expérience, nous avons besoin d'animaux adultes présentant un important pannicule adipeux pour réaliser la lipoaspiration

192 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent une injection d'azoxyméthane, un cancérogène, puis sont nourris de charcuteries testées et placés en cage à métabolisme pendant 48 heures. Le porteur indique que l'étude s'arrête au stade des lésions précancéreuses microscopiques et qu'aucune douleur n'est attendue. Tous les rats sont tués pour prélever le côlon et le sang, afin de comparer l'effet des nitrites et d'antioxydants sur le risque de cancer.

Objectifs

La consommation de charcuteries est associée à une augmentation du risque de cancer du côlon. Sur la base de données épidémiologiques (données issues de questionnaires de volontaires humains et de santé humaine), l’organisation mondiale de la santé (OMS) a classé la charcuterie comme cancérigène avéré pour l’Homme (Classe I). Ces données ont été consolidées par des études expérimentales à l’aide de modèles animaux (rats et souris). Les mécanismes mis en jeu impliquent la production de composés toxiques par la présence de lipide dans l’alimentation et de constituants de la charcuterie tel que le rouge de la viande (fer héminique) et les nitrites ajoutés. Des travaux précédents ont démontré que les antioxydants dans le régime ou ajoutés dans la charcuterie peuvent limiter l’effet néfaste des viandes dont les charcuteries. De plus, ces travaux ont permis d’observer un déséquilibre de la flore intestinale chez le rat comparable à celle observée pendant la cancérogenèse colique. Nous proposons de modifier la production des charcuteries pour limiter le risque de cancer du côlon associé à leur consommation. Nous évaluerons l’effet d’un régime riche en charcuteries et de régimes riches en charcuteries modifiées (réduction de concentration en sel nitrité ou ajout d’antioxydant) sur la formation des composés toxiques, l’inflammation, le microbiote intestinal et la promotion de la carcinogenèse colorectale au stade très précoce. Dans ce projet, nous proposons une procédure où 192 rats Fisher 344 mâles seront nourris avec un régime contenant de la charcuterie modèle type jambon cuit et type saucisson pendant 100 jours. Leur urine et leur fèces seront récupérés séparément et leur côlon post mortem sera prélevé à la fin de l’expérimentation. Ces échantillons permettront des mesures des produits d’oxydation des lipides, de l’inflammation, du microbiote, de marqueurs de la promotion de la cancérogenèse colique et des analyses pour la compréhension mécanistique au niveau du tissu colique.

Bénéfices attendus

Nous proposons d'évaluer des indicateurs de la cancérogenèse précoce tels que le microbiote, son déséquilibre, l'inflammation, la formation de composés toxiques et les lésions précancéreuses coliques (lésions à l'échelle cellulaire). Ce projet nous permettra de comparer différentes charcuteries selon qu’elles contiennent autant de nitrite ou moins que celles du marché ou encore selon qu’elles contiennent des antioxydants ou non.

Procédures

Une injection en intrapéritonéale durant 30 secondes / Tatouage d’identification durant 5 secondes / Passage en cage à métabolisme durant 48h précédé de 3h d'habituation / Aucun prélèvement invasif n'est prévu sur les animaux, seulement la récupération des urines et des fèces, sans contention de l'animal

Impact sur les animaux

Injection d'azoxyméthane en intrapéritonéale : douleur contrôlée / Tatouage : douleur contrôlée (un seul point de tatouage à une oreille) / Passage en cage à métabolisme durant 48h précédé de 3h d'habituation : stress contrôlé / les prélèvements de fèces et urines se font sans contention et l'étude est arrêtée au stade des lésions prénéoplasiques dites précancéreuses microscopiques qui ne concernent que quelques cryptes intestinales et ne provoquent pas de douleur : pas de douleur attendue / les charcuteries ont pour majorité été testées lors d'autres études sur ce modèle rat sans observation de modification sanitaire, les antioxydants ont été testés in-vitro et sélectionnés en fonction de leur non toxicité sur les cellules : pas d’effets indésirables attendus. Cependant les animaux sont continuellement surveillés à l'aide d'une fiche de suivi (sanitaire et comportement) construite spécifiquement pour le rat F344 mâle utilisé dans cette étude (sous couvert de la SBEA qui l'a validée).

Devenir

A l'issue de chaque procédure, tous les animaux seront euthanasiés afin que le côlon et le sang soient prélevés pour analyses.

Remplacement

Les antioxydants choisis pour ce projet sont testés au préalable pour qu’ils soient efficaces au niveau de leur capacité anti effet du nitrite, antioxydante et au niveau organoleptique (couleur et goût acceptable pour le consommateur). Cependant, aucune étude in vitro ne permet d'évaluer les répercussions de ces composés, sur la physiologie et le métabolisme d'un organisme entier. L'utilisation d'animaux permet de mesurer et/ou d’examiner des atteintes dans les voies intestinales et coliques (inflammation, atteinte tissulaire). Seule une approche in vivo permet de prendre en compte la complexité de l'épithélium colique sur la physiologie intestinale et leurs rôles dans l'inflammation et l'apparition de dommages à l'ADN dans l'épithélium ainsi que les modifications possibles du microbiote intestinal.

Réduction

Dans l'objectif de réduire au strict minimum l'utilisation d'animaux de laboratoire, leur nombre a été limité au maximum (n=12 animaux/lot). Lors d’expérimentations précédentes conduites sur ce même format et confirmé par un calcul de test de puissance statistique (paramètre suivi : nombre ACF (Aberrant Crypt Foci), un nombre de 12 rats par groupe a été déterminé pour mettre en évidence une modulation significative de la carcinogenèse.

Raffinement

Les animaux auront 5 jours d'acclimatation à leur arrivée de J-12 à J-7. La nourriture, expérimentale et l'eau de boisson sont fournies ad libitum. Le change de la litière sera réalisé 1 fois par semaine au moins. Les animaux seront suivis et surveillés quotidiennement à l'aide d'une fiche de suivi sanitaire (spécifique à cet animal et à cette étude ; validée par la SBEA). Pour ne pas souffrir d'isolement, les rats seront maintenus à 2 par cage (cage conventionnelle). Elles contiendront un enrichissement. Les animaux seront hébergés dans des cages à métabolisme individuelle pendant 48h (J70) précédées de 3h d'habituation (recueil des fèces et urines séparées). Les animaux seront euthanasiés en fin d’étude par 2 (même cage conventionnelle) et dans une salle différente de la salle d’hébergement (stress contrôlé).

Choix des espèces

Depuis les années 80, l’étude de la relation entre l’alimentation et le cancer est basée sur les études épidémiologiques mais aussi sur des approches expérimentales in vivo qui reposent sur les modèles animaux. Le modèle le plus utilisé est le rat chimio-induit (par injection intrapéritonéale d’azoxyméthane) qui a l’avantage de présenter une évolution cellulaire vers le cancer colorectal du tissu colique comparable à la situation humaine. Le rat F344 chimio-induit est un bon modèle pour étudier la modulation des biomarqueurs urinaires, fécaux et coliques associés à l’effet promoteur de l’hème des charcuteries sur une durée de 100 jours. Les mâles adultes sont privilégiés pour analyser le développement des pathologies à l’âge adulte afin d’éviter les effets hormonaux liés aux cycles de la femelle (observés sur l’inflammation et carcinogenèse). L'ensemble des études précédentes ont été menées sur des rats adultes dont la fonction digestive est totalement fonctionnelle. Afin de rester en accord avec ces résultats précédents, il est important de rester au même stade de développement.