Procédures modérées

240 truites arc-en-ciel vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 120 tuées en fin d'étude et les autres réutilisées, dont 80 gardées un mois avant d'être tuées pour des travaux pratiques de dissection. Chaque poisson reçoit l'antibiotique par voie intraveineuse, orale et par gavage sous sédation, puis subit trois séries de prélèvements sanguins. L'étude vise à réévaluer le dosage de l'oxytétracycline en pisciculture pour lutter contre la furonculose. Le porteur affirme que la pharmacocinétique ne peut s'étudier que sur animal vivant, tout en indiquant qu'un modèle in silico permettra ensuite de s'en affranchir.

Objectifs

Le projet FEAMP Medic’EAU vise à évaluer et optimiser les pratiques vaccinales et thérapeutiques appliquées par les pisciculteurs afin de contrôler la furonculose, une maladie causée par la bactérie Aeromonas salmonicida subsp Salmonicida (ASS). Pour la partie thérapeutique qui fait l’objet de la présente demande, l’objectif est de proposer une méthodologie qui permette de réévaluer le schéma posologique des antibiotiques, afin d’améliorer leur efficacité thérapeutique, de réduire la mortalité associée à la furonculose, mais également de limiter l’impact de l’antibiothérapie sur la sélection et dissémination de gènes de résistance aux antibiotiques. Une compréhension fine de la pharmacocinétique (= interaction entre l’antibiotique et l’organisme de l’animal) de l’antibiotique (oxytetracycline) chez la truite Arc-en-ciel est indispensable pour s’assurer d’une exposition suffisante d’Aeromonas chez l’animal infecté, et optimiser ainsi le schéma posologique. Une méta-analyse des données pharmacocinétiques déjà existantes dans la littérature nous a permis d’évaluer les lacunes et d’identifier les covariables d’intérêt (c’est-à-dire les éléments qui peuvent modifier de manière importante le comportement de l’antibiotique chez la truite Arc-en-ciel : poids, température de l’eau, voie d’administration, forme galénique, ploidie. Ce projet va donc nous permettre de réaliser une étude pharmacocinétique de l’oxytétracycline chez la truite Arc-en-ciel, en station expérimentale, par une approche en cross-over. Cette approche classique chez les mammifères est rarement conduite chez le poisson, car elle nécessite plusieurs prélèvements, et donc des poissons d’une taille suffisante. Ainsi, chaque poisson recevra le médicament par voie intraveineuse et par voie orale, ce qui permettra de mieux caractériser la variabilité de la pharmacocinétique dans cette espèce, notamment la variabilité interindividuelle, et de quantifier plus finement l’influence des différentes covariables d’intérêt. Ces données seront intégrées dans un modèle pharmacocinétique dit « de population » qui permettra par la suite de prédire le comportement de l’oxytétracycline chez la truite. Une optimisation du schéma posologique pourra alors être proposée, pour un usage plus vertueux des antibiotiques, garantissant une efficacité optimale tout en limitant le risque de sélection de dissémination de gènes de résistance aux antibiotiques.

Bénéfices attendus

A très court terme, à l’issu de ce projet, nous disposerons d’une modélisation décrivant le comportement de l’oxytétracycline chez la truite Arc-en-ciel. Ce modèle nous permettra également de prédire la pharmacocinétique de cet antibiotique dans différentes situations sans devoir recourir à de nouvelles expérimentations animales. A court terme (d’ici 1 an), dans le cadre du projet MEDIC’EAU, nous réévaluerons le schéma posologique de l’oxytétracycline pour le traitement de la furonculose chez la truite Arc-en-ciel, afin de s’assurer d’une meilleure efficacité dans la lutte contre la furonculose tout en limitant le risque de sélection de gènes de résistance aux antibiotiques. A moyen/long terme, l’ambition est que cette méthodologie soit aisément duplicable pour réévaluer par la suite d’autres antibiotiques couramment utilisés en fermes piscicoles, et dont les schémas posologiques posent question

Procédures

L’oxytétracycline sera administrée aux 240 truites avant chaque séquence de prélèvement : - Par voie IV, par injection dans le sinus veineux caudal, sous anesthésie générale - Par prise spontanée par voie orale : un aliment médicamenteux sera distribué aux animaux, sans manipulation particulière, après 24h de mise à jeûn - Par gavage oral : l’aliment médicamenteux sera administré aux animaux sous sédation, après 24h de mise à jeûn. Après le gavage, le poisson sera transféré dans un réservoir individuel pendant quelques minutes pour surveiller le réveil et la régurgitation. Trois séquences de prélèvement sanguin sont prévues, espacées d’au moins 4 semaines de washout, principalement pour s’assurer d’une récupération complète de l’hématocrite des animaux. Durant chaque séquence, 3 prélèvements de sang seront réalisés sur chaque truite. Chaque prélèvement représente un volume sanguin de 0,4 mL (seringue à insuline), soit un prélèvement total de 1,2 mL de sang maximum par poisson par séquence, ce qui représente moins de 15% du volume sanguin circulant de la truite Arc-en-ciel. Les prélèvements seront répartis sur 15 jours pour une même séquence.

Impact sur les animaux

La réalisation de pharmacocinétiques longitudinales permet à la fois de réduire le nombre d’animaux nécessaires à l’étude, d’évaluer la variabilité inter-individuelle ainsi que de mieux caractériser l’influence des différents cofacteurs. Cette approche est permise par le choix de travailler avec des animaux plus gros, qui tolèrent plusieurs prises de sang, et sont plus représentatifs de la population de truite cible (la furonculose en élevage touche des animaux plus âgés que les classes d’âge habituellement choisies en expérimentation animale). Le protocole expérimental peut entraîner de la nuissance chez les poissons, liée à la ponction de sang dans le sinus veineux et au gavage. Une anesthésie est donc systématiquement mise en œuvre pour chaque manipulation, l’anesthésie se fait par balnéation à l’aide de tricaïne (80 mg/L).

Devenir

120 poissons seront euthansiés à la fin de la procédure. 80 animaux seront gardés en vie 1 mois pour ensuite être euthanasiés dans le but d'être utilisés pour les TPs dissection/démarche nécropsique réalisés sur poissons fraichement tués à l'école vétérinaire de Maisons Alfort. 40 animaux pourront être gardé en vie pour permettre la mise en place d'essai pour un projet sur le bien-être animal, DAP sera déposée fin d'année 2022.

Remplacement

L’objectif étant d’évaluer la pharmacocinétique de l’oxytétracycline chez la Truite Arc-en-ciel, cela ne peut se faire que sur animaux vivants. Toutefois, l’utilisation d’outils de modélisation moderne permet de mieux valoriser les données récoltées, en quantifiant la variabilité de chaque covariable d’intérêt plutôt que de travailler en valeurs moyennes comme historiquement. De plus, dans un second temps, le modèle créé in silico permettra de s’affranchir de l’expérimentation animal pour définir le schéma posologique optimum, sans devoir réaliser des essais de dose/titration nécessitant un grand nombre d’animaux de laboratoire.

Réduction

Réaliser une étude pharmacocinétique en cross over, avec plusieurs prélèvements par poisson, permet de réduire significativement le nombre de poissons, chaque poisson étant son propre témoin. Le nombre de poissons nécessaire à cette expérimentation a été déterminée en considérant les objectifs scientifiques mais également en posant plusieurs postulats qui ont permis de réduire le nombre de modalités à tester, et donc d’animaux nécessaires. Ainsi, toutes les modalités d’intérêt identifiées seront testées sur les truites triploïdes (ce qui nécessite le recours à 180 poissons), alors que ces modalités seront réduites sur les diploïdes (soit 60 poissons uniquement).

Raffinement

Les animaux sont observés deux fois par jour durant toute la durée du protocole (4 mois + temps d’acclimatation) Les points limites sont : (1) d’une part les paramètres d’ambiance de l’élevage (oxygène, qualité de l’eau). Les paramètres de températures et d’oxygénation sont mesurés en permanence via des sondes. Si les point critiques sont atteints (oxygène 20°C) et ne peuvent être rectifiés, l’expérimentation sera arrêtée. La qualité de l’eau (pH, teneurs en nitrites et en nitrates) est vérifiée chaque semaine. (2) d’autre part la santé des poissons. Les poissons moribonds (nage erratique sur le dos, apathie, anorexie) seront retirés de l’expérimentation et euthanasiés par surdosage d’anesthésique. La densité sera de 15 kg/m3 (en début d’expérimentation) à maximum 30 kg/m3 (en fin d’expérimentation, en raison de la croissance des animaux), ce qui est bien en deça de ce qui est réalisé en élevage (50-70 kg/m3). Les bacs sont de plus enrichis de tubes permanents permettant aux poissons de se cacher. Pour nous assurer d’un minimum incompressible de 3 prises de sang par poisson par séquence de prélèvement, nous avons choisi de travailler avec des poissons de grande taille, de minimum 300g, ce qui reflètera également plus fidèlement la biologie des animaux qui seront traités en élevage. Nous pourrons ainsi prélever 1,2 mL de sang par séquence de prélèvement, à raison de 0,4 mL par prise de sang sur une période d’environ 15 jours (soit 0,4% du poids vif total). L’approche populationnelle retenue permet également d’espacer les prélèvements sur chaque poisson. Enfin, une période de wash out d’au moins 4 semaines sera appliquée entre chaque séquence de prélèvement, pour s’assurer que les poissons ont retrouvé un hématocrite normal.

Choix des espèces

La truite Arc-en-ciel est un hôte naturel d’Aeromonas salmonicida subsp salmonicida. C’est de plus l’espèce de poisson la plus élevée en France. C’est enfin l’espèce sur laquelle nous voulons optimiser l’utilisation de l’oxytétracycline dans un contexte « one health ». Les truites utilisées pèseront minimum 300g. La furonculose est une maladie que l’on observe à différents stades d’élevage (alevins, truites portions = 200/250 g, grosse truite = >1 kg). Du fait des contraintes de la station aquacole (taille des bassins), il ne nous est pas possible de loger des truites Arc-en-ciel de poids trop important en nombre suffisant pour permettre l’acquisition de résultats interprétables. L’étude sur des poissons de 300g est un compromis entre le poids total des poissons pouvant entrer dans la station, une taille suffisante pour permettre des prélèvements de sang répétés, et la volonté d’un modèle qui soit le plus proche possible de la population de truite à évaluer. A ce poids (300g), les animaux sont considérés comme physiologiquement proches des animaux d’un poids plus élevé (hors période de gamétogenèse).

2 240 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Souris immunodéprimées, elles reçoivent des greffes de tumeurs d'ostéosarcome puis des traitements par voie orale deux à quatre fois par semaine pendant trois à dix semaines, en portant sous la peau des tumeurs pouvant donner des métastases. Le porteur décrit une molécule première de sa classe censée vaincre la résistance aux chimiothérapies, les bénéfices pour les patients étant renvoyés aux essais cliniques à venir. Il affirme que les modèles cellulaires ne rendent pas la complexité de l'organisme et conclut au caractère indispensable du recours à l'animal.

Objectifs

L’objectif principal de ce projet est d’évaluer l’activité d'une molécule et d'évaluer spn efficacité anti- tumorale et de mieux comprendre les mécanismes ciblés par cette molécule, en vue de vaincre la résistance aux traitements et d’améliorer la réponse des patients à mauvais pronostics (ostéosarcome pédiatrique). Après nos résultats prometteurs obtenus avec la molécule seule et en association avec des chimiothérapies in vitro, nous évaluerons la sensibilité de cette molécule in vivo sur des modèles d’ostéosarcome (lignées cellulaires et des modèles dérivés de patients), administré seul et en combinaison avec les traitements standards qui devraient avoir une synergie avec la nouvelle molécule. Nous étudierons les mécanismes d’action de cette molécule et évaluerons leur application thérapeutique pour des ostéosarcomes de mauvais pronostic.

Bénéfices attendus

Ce projet apportera les éléments précliniques permettant d’évaluer l’effet thérapeutique d'une nouvelle molécule et de mieux comprendre les mécanismes liés à cette molécule. Cette molécule a le potentiel de vaincre la résistance des cancers à certaines chimiothérapies et est la première de sa classe à entrer en clinique prochainement. Le traitement pourra être utilisé dans des essais cliniques sur l’ostéosarcome pour améliorer la survie des patients de mauvais pronostic.

Procédures

Une procedure chirurgicale unique sera réalisée pour le développement des greffes de tissus de patients, avec une durée maximale de 5-10min par souris. Les souris seront soumises à des traitements par voie orale de 2 à 4 fois par semaine pendant 3 à 10 semaines (durée 1 minute). Un prélèvement de sang unique sera réalisé, sous anesthésie générale, pour les études fonctionnelles (durée: 5-10 minutes).

Impact sur les animaux

Les effets indésirables seront liés aux interventions (greffes, gavages) et à la présence de tumeurs sous la peau. Dans le cas des modèles d’ostéosarcome sous-cutané les animaux peuvent aussi potentiellement développer des métastases.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés afin d'étudier au mieux la réponse antitumorale mise en place après traitement par notre molécule.

Remplacement

Les modèles cellulaires alternatifs ne permettent pas d’appréhender le comportement tumoral dans toute sa complexité, en particulier les interactions avec le microenvironnement ou encore la réponse aux traitements impliquant souvent différents systèmes au sein de l’organisme (système vasculaire, osseux…), l’utilisation des modèles appliqués in vivo reste indispensable. Ces modèles vont à la fois nous permettre d'étudier l’efficacité de la molécule XCE853 et son lien avec les mécanismes oncogéniques et métastatiques des cancers à mauvais pronostics mais également explorer et valider l'efficacité de thérapies susceptibles d’être utilisées chez les patients.

Réduction

Peu de modèles d’ostéosarcome sont décrits, ce qui montre la difficulté d'obtenir un modèle stable et représentatif de cette maladie. Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés, les doses seront calibrées par rapport à la littérature et sur nos résultats obtenus in vitro. Pour les modèles issus des patients, la quantité de tissu disponible est limitée donc, selon les évaluations sur les lignées cellulaires in vivo, les modèles PDX seront choisis afin de compléter les observations sur les lignées cellulaires in vivo. Considérant un taux d'échec de greffe de 50%, nous considérons donc un effectif de 30 animaux par groupe pour obtenir 15 animaux traités par groupe pour l’efficacité et un effectif de 20 animaux par groupe pour obtenir 10 animaux traités pour la pharmacodynamique.. Trois modèles cellulaires (2 lignées résistants au traitement actuel et la lignée parental) et 5 modèles PDX d'ostéosarcome, représentant l'hétérogénéité de la maladie seront utilisés et chaque modèle sera traité avec la molécule d'intérêt administrée seule et en combinaison avec des chimiothérapies utilisées dans le traitement de la maladie et supposées avoir une synergie avec la nouvelle molécule d’après nos études préliminaires. Afin de réduire le nombre d'animaux implantés, nous avons choisi de réaliser un suivi du développement tumoral longitudinal par imagerie. Dans notre étude, l’imagerie sera utilisée pour une analyse, de façon à confirmer la présence/croissance tumorale et le développement des métastases.

Raffinement

Les souris sont greffées et imagées sous anesthésie générale . Les animaux sont surveillés chaque jour après la chirurgie afin de détecter toute modification dans le comportement/déplacement de l'animal. Les zones implantées sont également observées quotidiennement afin de détecter précocement un développement de la tumeur. Des points limite précoces ont été définis et seront strictement appliqués. De plus, si nous détections des signes de douleur, nous donnerions un antalgique ou morphinique pour soulager les animaux. Toutes les injections seront précédées d’une anesthésie locale . Les animaux sont stabulés en groupe, avec accès illimité à la nourriture et à la boisson. Un enrichissement adapté à l'espèce sera systématiquement ajouté dans les cages. Un enrichissement supplémentaire pourra être ajouté si nécessaire.

Choix des espèces

La souris est le modèle le plus utilisé en oncologie notamment du fait de l'existence de souches immunodéprimées qui permettent le développement de tumeur d'origine humaine. D'après notre expérience, nous avons pu observer que l’ostéosarcome se développe mieux chez la souris immunodéficiente, aussi les métastases semblent se développer davantage chez ces souris, ce qui en fait un modèle de choix pour notre projet. Nous travaillons sur des cancers qui atteignent des individus entre l'enfance et l'adolescence. De ce fait, nous serons amenés à utiliser des jeunes animaux âgés de 4 semaines à 6 semaines afin de pouvoir mimer le stade de développement.

40 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées pour ne pas exprimer le récepteur CD36 sur la langue, elles subissent un régime obésogène, des mises à jeun répétées, des tests de préférence au gras, un gavage au glucose et des prélèvements de sang, avant le prélèvement des organes. Le porteur reconnaît que l'obésité induite entraîne un inconfort et de possibles complications. Le bénéfice annoncé se limite à décrire une nouvelle souche génétiquement modifiée servant de modèle pour de futures questions sur le goût du gras.

Objectifs

Des études récentes chez l’homme comme chez la souris indiquent que l'obésité est associée à une altération du goût avec une préférence élevée pour les corps gras. Les bourgeons du goût localisés dans les papilles gustatives linguales représentent le siège de la perception gustative. Chaque bourgeon est constitué par un amas cellulaire constitué de 4 types cellulaires. C’est plus précisément grâce aux récepteurs gustatifs (taste receptors TR), présents sur ces cellules que les saveurs sont détectées. Il existe des récepteurs aux acides gras dont l’un est appelé CD36. Il est impliqué dans la détection des lipides (acides gras) alimentaires et par conséquent la préférence pour les aliments gras. Cette étude a pour but d’étudier le rôle spécifique de CD36 au niveau de la langue. Pour mener à bien les objectifs, nous utiliserons des souris génétiquement modifiées n’exprimant pas le récepteur CD36 au niveau de la langue.

Bénéfices attendus

A court terme, ce projet permettra la description et l’utilisation ultérieure d’une nouvelle souche génétiquement modifiée, qui pourra donc servir de modèle animal pour de nouvelles questions sur CD36 et le « gout du gras ».

Procédures

L’ensemble des souris subira une mise sous régime (obésogène ou standard), une pesée hebdomadaire, une glycémie toutes les deux semaines (prélèvement d’une goutte de sang) (technique de mesure non invasive nécessitant une simple contention pendant 1 minute), et une individualisation ainsi qu’une mise à jeun hydrique 6h avant chaque test double choix (2 tests par semaines). Les souris seront individualisées pendant 5J pour réaliser des doubles choix. Les tests de préférence rapide au gras (mesure des lapements pendant 5 minutes) nécessiteront également une mise à jeun de 12h avant chaque test avec une pesée avant mise à jeun et après test permettant l’évaluation du poids des souris. Les souris seront soumises à un test nécessitant un gavage au glucose (contention de quelques secondes et gavage de 100 µL pour 10g de masse corporelle) et 5 prélèvements sanguins de faible volume (5 µL à chaque temps soit 25 µL au total) seront réalisés sous anesthésie locale. A la fin du régime, les organes seront prélevés, après mise à mort.

Impact sur les animaux

Cette étude à un impact sur les souris puisqu’on induit une obésité, ce qui implique un certain inconfort et de potentielles complications liées à l’obésité. De même, les animaux peuvent être sous stress, des suites de prélèvements répétés lors de la glycémie ou encore des suites d’individualisation pour les tests double-choix.

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour réaliser des prélèvements d’organes.

Remplacement

L’obésité est une pathologie faisant intervenir une communication inter-organes in vivo qui se caractérise par des altérations du métabolisme des lipides, des glucides et du comportement alimentaire. Ces paramètres métaboliques et comportementaux ne peuvent s’étudier que sur des animaux vivants, ceci expliquant la nécessité de toute la partie expérimentation in vivo. Ainsi, aucun modèle cellulaire ne peut être utilisé pour substituer totalement l’utilisation de modèles animaux

Réduction

L’utilisation de lignées cellulaires in vitro nous a permis de réduire le nombre d’animaux dont nous aurions initialement eu besoin pour les études mécanistiques. Le nombre d’animaux nécessaire à cette étude correspondra au nombre minimum permettant une étude statistique valable avec un test non paramétrique adapté aux petits échantillons. Ainsi, la taille minimale des groupes est de 10 animaux.

Raffinement

Les animaux seront hébergés en groupes dans les conditions habituelles de l’animalerie et le calme sera maintenu tant que possible dans la salle d’hébergement. Pour le bien être des souris, du matériel d’enrichissement permettant la construction de nid sera fourni en permanence avec un accès libre à la nourriture et la boisson. Lorsque les souris seront isolées, un enrichissement supplémentaire sera apporté. De plus, les souris sont habituées à la contention pour les pesées hebdomadaires, et après la mise à mort des souris la collecte des tissus permet de construire une banque d’organes. Enfin, chaque geste technique est réalisé par les personnels qualifiés et entrainés ce qui diminue le stress.

Choix des espèces

Du point de vue scientifique, la souris reste le modèle de choix dans l’étude de l’obésité car c’est un modèle qui est assez documenté conduisant à l’apparition de syndrome métabolique comme chez l’homme. De même, la durée d’induction de l’obésité à partir de 6 semaines chez la souris est relativement courte (entre 3 et 4 semaines), ce qui permet la création des groupes expérimentaux dans des délais raisonnables. D’un point de vue technique, la disponibilité des outils (Anticorps, kits de dosage etc …) contribue au choix de modèle de souris. De plus, l’élevage et l’induction du KO étant plus facile sur les souris, cette espèce est un modèle de choix quant à notre étude. Des souris mâles de 8 semaines seront mises sous régime obésogène.

292 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont hébergées seules et soumises à un régime gras et sucré pauvre en fibres pendant dix semaines, avec des gavages, des prises de sang et des collectes de fèces sur près de deux ans, pour étudier l'effet d'une rupture de la symbiose microbiote-hôte sur le vieillissement et la descendance. Le porteur surveille la perte de poids pour qu'elle ne dépasse pas 20 %, seuil au-delà duquel les souris seraient mises à mort. Les retombées annoncées pour l'humain restent renvoyées à une compréhension future, et il affirme que le recours à l'animal s'impose faute de pouvoir modéliser cette dynamique.

Objectifs

Chaque année, 41 millions de personnes décèdent des conséquences de maladies chroniques, également appelées maladies non transmissibles (obésité, diabète, asthme, cancer, …), ce qui représente 71% des décès dans le monde. L’augmentation de l’incidence de ce type de maladie est entre autres associée à une mauvaise alimentation. Il apparait aujourd’hui essentiel d’identifier de nouvelles solutions permettant le dépistage et le traitement des maladies chroniques. Ces dernières tendent à être de longue durée et résultent de l’association combinée de facteurs génétiques, physiologiques, comportementaux et environnementaux (Source : Organisation Mondiale de la Santé) dont l’environnement microbien. Le microbiote intestinal est l’ensemble des micro-organismes vivant au sein des intestins. Ces micro-organismes forment une association intime, durable et à bénéfice mutuel avec l’hôte que l’on qualifie de symbiose. Depuis plusieurs années, de nombreux travaux scientifiques ont décrit des déséquilibres dans la composition du microbiote intestinal de patients atteints de maladies chroniques. Cette altération de la symbiose microbiote-hôte est caractérisée par une modification de la composition du microbiote couplée à la perturbation du statut immuno-physiologique de l’hôte qui conduit à la mise en place d’états « pré-pathologiques » et/ou pathologiques. Cette symbiose altérée est associée à différentes maladies chroniques et a été décrite chez l’animal et l’humain. Elle se caractérise souvent par une diminution de la richesse du microbiote et de ses fonctionnalités. L’objectif de notre projet est d’évaluer la possibilité d’une rupture de la symbiose microbiote-hôte par l’utilisation d’un régime dit « occidental », riche en gras, en sucre et appauvri en fibre, qui chez l’animal induit une perméabilité intestinale et une inflammation intestinale et globale. Au travers de ce projet, nous souhaitons évaluer l’impact de la rupture de symbiose microbiote-hôte sur le vieillissement des animaux et sa transmission à la descendance. Les résultats obtenus au cours de ce projet serviront de base pour la compréhension du mécanisme chez l’homme et permettront d’indentifier des leviers permettant de retarder, prévenir et/ou traiter la rupture de la symbiose dans le cadre des maladies chroniques.

Bénéfices attendus

Les maladies chroniques sont une préoccupation majeure de santé publique et leur incidence est en constante augmentation. Diagnostiquées précocement au cours de la vie de l’individu, elles sont souvent de longue durée et en partie associées à une mauvaise alimentation. De nombreux travaux en lien avec un régime alimentaire déséquilibré témoignent d’une perturbation du microbiote intestinal associée à une dérégulation métabolique de l’hôte. Malgré la prise en charge thérapeutique des patients la persistance d’un déséquilibre dans la symbiose microbiote-hôte conduit souvent à un retour de la maladie au cours de la vie de l’individu. Il apparait alors aujourd’hui essentiel d’identifier de nouvelles solutions permettant leur dépistage et leur traitement. Notre projet amènera à une meilleure compréhension mécanistique de la rupture de symbiose microbiote-hôte en lien avec un régime alimentaire déséquilibré et permettra d’anticiper les effets de cette rupture sur le vieillissement et la descendance.

Procédures

Les animaux recevront un régime appauvri en fibre et riche en gras et en sucre d'une durée de 10 semaines susceptible de moduler leur ingestion quotidienne et leur prise de poids de manière modérée. Les animaux seront hébergés en cage individuelle tout au long de l'expérimentation excepté lors des périodes de reproduction et de sevrage. Les cages seront transparentes et sans couvercle filtrant afin de maintenir des contacts visuels, olfactifs et sonores entre congénères. Des prélèvements de sang (n=24) pendant 96 semaines seront effectués sur toute la durée de la procédure. Nous effecturons aussi des gavages (n=30) et prélèvements de fécès (n=150) tout au long de l’étude. La durée d'un prélèvement de sang est d'une trentaine de secondes de même que celle d'un gavage . Les fèces seront collectées lors de l’émission naturelle de manière quotidienne, hebdomadaire ou mensuelle en fonction des différentes périodes établies dans la procédure.

Impact sur les animaux

Les animaux seront placés en cage individuelle ce qui entraine un stress modéré. Il est attendu que les animaux réduisent de 5 à 10% leur ingéré alimentaire durant les 5-7 jours qui suivent l'exposition au régime. Le poids et l'ingéré de ces animaux sera surveillé hebdomadairement pour s'assurer que la perte de poids n'excède pas les 20% du poids initial. Les contentions, les prises de sang et le gavage des animaux avec des solutions neutres pour leur santé pratiqués par un expérimentateur confirmé constitueront un stress modéré et limités dans le temps (quelques secondes).

Devenir

L'ensemble des animaux sera mis à mort à la fin de la procédure afin de récolter le sang et les tissus pour analyses.

Remplacement

Le recours à l'expérimentation animale est justifié par l'impossibilité de modéliser la dynamique de la rupture de la symbiose microbiote-hôte.

Réduction

Afin de réduire le nombre d'animaux nous proposons d’étudier l’impact d’un régime nutritionnel de type occidental à la fois sur la longévité de l’animal et sa descendance. D’après les études antérieures menées au laboratoire, nous estimons que 168 animaux, pour le groupe expérimental et 124 animaux pour le groupe controle, sont nécessaires afin de mettre en évidence des différences statistiques significatives compte-tenu de la variabilité connue des paramètres mesurés.

Raffinement

Les animaux bénéficieront d’un enrichissement avec du papier absorbant à déchiqueter et d'un abri en propylène rouge et auront accès à la nourriture et à l’eau ad libitum. Les animaux hébergés individuellement auront des contacts visuels, olfactifs et sonores. Pour détecter l’apparition de signes de souffrance et/ou blessures, les animaux seront surveillés quotidiennement. En cas de blessure, un traitement local sera appliqué si celle-ci est légère sinon l’animal sera exclu du protocole et mis à mort. Le poids et la consommation alimentaire seront renseignés dans un tableau hebdomadairement. Nous définissons un point limite sur l’apparence des animaux et leur comportement.

Choix des espèces

Les animaux utilisés dans notre étude seront des souris C57Bl6. Ce modèle est largement utilisé pour les recherches sur les maladies métaboliques induites par des régimes riches en énergie en raison de ses réponses reproductibles. Les animaux seront âgés de 6 semaines, ce qui nous permettra de débuter le traitement nutritionnel inducteur à 8 semaines. Ceci correspond à l’âge moyen auquel les modèles sont utilisés dans la grande majorité des laboratoires. Cet âge constitue donc un point d’ancrage pour les comparaisons avec les données disponibles dans la littérature et nos expériences précédentes. Il est également admis qu’à cet âge le microbiote de ces animaux est mature et stable d’un point de vue fonctionnel et compositionnel.

180 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour analyse des organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque souris est anesthésiée et intubée pour recevoir dans les poumons une injection unique d'un composé induisant une inflammation de type BPCO. Le porteur indique une possible blessure de la trachée et des difficultés respiratoires liées au développement de l'emphysème. Il affirme qu'aucun modèle non animal ne reproduit la complexité de la maladie et de la circulation des cellules immunitaires, les applications thérapeutiques étant renvoyées au long terme.

Objectifs

La bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) est une maladie chronique respiratoire. Chez les personnes atteintes, une inflammation des voies aériennes entraîne des perturbations dans le fonctionnement normal des poumons. Les alvéoles pulmonaires qui permettent les échanges gazeux lors de la respiration sont progressivement détruites, conduisant à un emphysème. On estime que la BPCO atteint 3,5 millions de personnes en France, soit 7,5% de la population. La maladie est plus fréquente chez les fumeurs, le tabac étant le principal facteur de risque. Les cellules du système immunitaire participent à la maladie et pourraient constituter une cible thérapeutiques intéressante. Ce projet vise à mieux comprendre le rôle des cellules immunitaires dans la BPCO.

Bénéfices attendus

A court terme sur un plan fondamental, ce projet permettra de faire avancer les connaissances scientifiques concernant la circulation et la prolifération des cellules immunitaires. Sur un plan pathologique, ce projet pourra déterminer la contribution des cellules immunitaires dans la BPCO. A plus long terme, cela permettra de proposer des applications thérapeutiques ciblant les cellules immunitaires dans cette pathologie.

Procédures

La BPCO est induite chez les souris par une injection unique, directement dans les poumons, d'un composé provoquant une inflammation. Pour cela les souris sont anesthésiés (environ 20 minutes) et intubées le temps de l'injection (environ 5 minutes).

Impact sur les animaux

En de rares occasions, une blessure de la trachée pourra être observée . Le développement de l’emphysème pourrait s’accompagner de difficultés respiratoires.

Devenir

Toutes les souris seront mises à mort à l'issue de la procédure. En effet, l'analyse du système immunitaire nécessite la mise à mort pour le prélèvement et l'analyse des organes.

Remplacement

Une évaluation exhaustive de la bibliographie nous a confirmé qu'il n’existe pas de modèle non animal permettant de reproduire les mécanismes biologiques complexes à l’œuvre au cours de la BPCO et de la circulation des cellules immunitaires entre les organes. Notre projet nécessite donc l’utilisation d’un modèle animal.

Réduction

Pour nos expérimentations, nous avons utilisé une analyse statistique a priori afin de limiter le nombre d’animaux au strict minimum.

Raffinement

La méthodologie utilisée a été optimisée dans le laboratoire afin de limiter l'utilisation des animaux. Les souris feront l’objet d’une surveillance rapprochée afin de détecter tout stress et souffrance et d'y pallier. Avant la procédure expérimentale, les souris seront anesthésiées afin d’éliminer la souffrance potentielle due à la procédure. De la naissance à la mort, les animaux seront hébergés dans des conditions optimales incluant un enrichissement.

Choix des espèces

Il n’existe aucun modèle n'utilisant pas les animaux capable de reproduire la complexité de la réponse immunitaire, le recours à l’animal est donc nécessaire. La souris est couramment considérée comme le modèle le plus proche de l'Homme pour l’étude du système immunitaire. L'utilisation de souris jeunes est indispensable puisque l’altération des poumons est un processus normal du vieillissement qui pourrait impacter sur les résultats.

168 souris âgées de 20 à 24 mois vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélèvement d'organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Pendant dix-huit semaines, chaque souris reçoit deux injections sous-cutanées par semaine, des prélèvements sanguins et des mesures répétées d'électroneuromyogramme et d'impédancemétrie, pour tester une molécule contre la fonte musculaire liée à l'âge. Le porteur indique des indurations possibles aux points d'injection et une perte de poids liée à l'âge ou à des tumeurs. Il affirme que le test de force ne peut se reproduire sur modèle cellulaire et que le recours à l'animal est un "prérequis réglementaire", les retombées visant les personnes âgées.

Objectifs

Au cours du vieillissement, la masse et la fonction musculaires diminuent progressivement de façon involontaire. Lorsque la perte musculaire est excessive, elle peut conduire à une pathologie : la sarcopénie (forme d' atrophie musculaire liée au vieillissement). La sarcopénie est à l'origine d'une détérioration générale de la condition physique qui se traduit par un risque accru de chutes, des problèmes moteurs et une perte d'autonomie progressive. Elle conduit inévitablement à une augmentation du taux de morbidité et de mortalité. Il n'existe actuellement aucun traitement pharmacologique de cette pathologie. Les évènements biologiques contrôlés par le GDF5 (Growth Differentiation Factor 5) sont connus pour être activés dans certaines conditions conduisant à une atrophie musculaire (écrasement du nerf par exemple): leur activation permet de contrer les effets de la fonte musculaire. Dans le cas du vieillissement, il a été montré que l'expression de GDF5 diminue dans les muscles, et que la sur-expression locale de la protéine recombinante rGDF5 dans un muscle de souris âgée augmente la masse musculaire. Des études de preuve de concept réalisées à une concentration unique de rGDF5 ont permis de mettre en évidence une amélioration du poids et de la force musculaire chez des souris âgées, ce qui permet d'envisager une transposition clinique de cette molécule chez des patients atteints de sarcopénie. Dans cette optique, ce projet aura pour but de définir la dose minimale efficace de rGDF5 nécessaire pour améliorer le poids et la force musculaire dans un modèle murin de souris âgées.

Bénéfices attendus

A court terme, les effets bénéfiques du traitement chez les souris devraient consister en une stabilisation ou une augmentation du poids des muscles, une amélioration de la composition corporelle (ratio masse grasse/masse maigre), de la communication nerf-muscle (mesurée par un test de l'activité électrique transmise du nerf au muscle) et de la force globale et spécifique des muscles, ainsi qu'une amélioration de la survie à 24 mois. Ce projet de développement non clinique devrait permettre de déterminer la dose minimale efficace de la molécule thérapeutique rGDF5 afin d'envisager dans un second temps une transposition en clinique chez le sujet âgé. Plus de 25% des personnes âgées de plus de 70 ans étant affectées par la sarcopénie, le bénéfice en termes de santé, et par voie de conséquence en termes de financement des soins liés à cette pathologie, est potentiellement très important.

Procédures

Les souris subiront deux injections sous-cutanées par semaine pendant une durée de 18 semaines. Chaque injection dure environ 1 minute. Des prélèvements de sang seront réalisés à 4 points de temps: au moment de l’inclusion des souris, puis 15 jours et un mois après l’administration, et en fin de protocole. Chaque acte ne durera pas plus de 2 minutes. Les souris subiront 3 mesures d'électroneuromyogramme espacées chacune de 2 mois. Chaque mesure ne prendra pas plus de 20 minutes. Les souris subiront 5 mesures d'impédencemétrie, espacées chacune de 1 mois. Chaque mesure ne prendra pas plus de 20 minutes. Les souris subiront une mesure de force musculaire juste avant l'euthanasie. Chaque mesure ne prendra pas plus de 30 minutes. Les souris seront euthanasiées en fin de mesure de force musculaire et les organes prélevés pour analyses histologiques.

Impact sur les animaux

Nous utiliserons des souris âgées de 20 à 24 mois qui peuvent présenter une perte de poids possible due à l'âge ou développer des tumeurs. L'injection de protéine rGDF5 par voie sous-cutanée deux fois par semaine pourrait entrainer la formation d'indurations aux points d'injection.

Devenir

Euthanasie pour prélèvements des organes et évaluation de l'efficacité du traitement.

Remplacement

Le projet a pour but de mesurer l'effet thérapeutique de la molécule rGDF5 au niveau de la musculature dans un modèle de vieillissement, notamment par des mesures de force musculaire: le test de force ne peut pas être reproduit dans des modèles cellulaires car il n'existe pas de modèle cellulaire ou d'organoides pouvant reproduire le nerf, la jonction neuromusculaire et le muscle dans toute leur complexité. De plus, le recours à l'animal est un prérequis réglementaire pour les études d'efficacité non-cliniques. L'utilisation d'animaux ne peut donc pas être remplacée dans notre projet.

Réduction

Afin de respecter le principe de réduction du nombre d'animaux, nos prévisions d'effectifs sont basées sur des calculs de statistiques prédictives visant à observer une augmentation de la force musculaire de 14% minimum. Le calcul permet de conclure que 8 animaux sont nécessaires par groupe. Considérant l'expérience de nos collaborateurs, une mortalité élevée de 35% en moyenne a été observée chez les souris entre l'âge de 20 et de 24 mois: pour cette raison, l'effectif a été majoré, soit 8 animaux + 4 animaux supplémentaires = 12 animaux par groupe de souris par condition afin de permettre une analyse statistique fiable et d'éviter que la variabilité des paramètres de mesures in vivo n'empêche la bonne exploitation des résultats.

Raffinement

Les souris étant des animaux sociaux, aucun animal ne sera isolé dans une cage, sauf si des traitements spécifiques s'avéraient nécessaires. Les animaux étant âgés, ils seront observés attentivement 2 fois par semaine. Tous les tests fonctionnels seront réalisés dans une pièce dédiée isolée du lieu d'hébergement, dans un environnement calme. Les grip tests ne sont pas source de stress pour l'animal, qui s'agrippe naturellement à la grille. Pour l'ENMG ou la mesure de la force sur le TA, afin d'éviter les douleurs éventuellement créées par la stimulation électrique, une prémédication par un antalgique fort sera administrée par voie sous-cutanée. La procédure sera réalisée sous anesthésie gazeuse pour l'ENMG et sous anesthésie générale pour la mesure de force sur le TA. La mesure d'impédencemétrie n'est pas douloureuse (courant de très faible intensité), mais les souris seront anesthésiées par anesthésie gazeuse pour permettre le placement des électrodes et les mesures. Au cours des différentes procédures, les souris seront placées sur une plaque chauffante afin de maintenir la température de leurs corps A l'exception du test de mesure de force sur le TA qui est terminal, en fin de procédure, les animaux seront remis dans une cage et surveillés jusqu'à leur réveil. Après l'ENMG, ils recevront par voie sous-cutanée un antalgique fort toutes les 12h pendant 48h. Ils seront ensuite surveillés très attentivement et pesés deux fois par semaine pendant tout le protocole afin de relever le moindre signe de souffrance. Les prélèvements de sang se feront par voie sous-mandibulaire durant le protocole et par voie rétro-orbitale au moment de l’euthanasie. Dans le cas du prélèvement sous-mandibulaire, l’animal sera maintenu par contention, des lancettes à usage unique seront utilisées puis une compresse sera appliquée quelques secondes au point de prélèvement pour stopper le saignement. Les souris seront surveillées individuellement après les prélèvements pour s’assurer que le saignement ne reprend pas, et un nouveau point de compression sera réalisé le cas échéant. Dans le cas du prélèvement rétro-orbital, le sang sera prélevé à l’aide d’un capillaire sur animal anesthésié par la voie générale, puis la souris sera euthanasiée. Les actes seront rapides (moins d’une minute).

Choix des espèces

Les souris reproduisent bien les caractéristiques des maladies neuromusculaires, notamment la sarcopénie liée au vieillissement, et sont les modèles les plus couramment utilisés par la communauté scientifique du domaine pour estimer l'efficacité d'approches thérapeutiques sur ces pathologies. De plus, ce modèle permet une évaluation fonctionnelle très complète à de multiples niveaux, comme mis en évidence lors de sa caractérisation (Grip test, mesure de force sur TA in situ, impédencemétrie, ENMG). Les souris C57BL/6 seront des adultes âgées de 20 mois en début de protocole et de 24 mois en fin de protocole afin que la sarcopénie soit à un stade avancé. Ces âges ont préalablement été définis par nos collaborateurs lors de la preuve de concept de l'efficacité de rGDF5. La caractérisation du modèle à donc également été réalisée à ces âges.

9 moutons et 9 bovins vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, le porteur indiquant qu'ils peuvent ensuite retourner dans le troupeau expérimental. De jeunes agneaux et veaux non faunés sont inoculés avec un protozoaire puis subissent, sur quatre mois, des prélèvements répétés de contenu ruminal par sonde œsophagienne, de sang et de fèces. Il décrit un léger inconfort lié surtout à la contention et une douleur légère lors des prises de sang. Il affirme que la culture in vitro de ces protozoaires reste trop limitée, l'objectif étant d'étudier leur rôle dans la digestion et la production de méthane.

Objectifs

Ce projet propose d'utiliser des jeunes ruminants (ovin, bovin) naturellement dépourvus de protozoaires (non-faunés) qui seront ensuite inoculés par une seule espèce de protozoaire provenant de la cryobanque ERCULE (projet EU) avec l’objectif d’effectuer des études génomiques et fonctionnelles car les protozoaires du rumen ne peuvent pas être cultivés de manière axénique et en quantité suffisante in vitro.

Bénéfices attendus

A l’issue du projet, nous aurons des données génomiques et fonctionnelles pour appréhender le rôle des protozoaires dans l’écosystème digestif du ruminant qui reste mal connu. Les données alimenteront la base de données publique du projet HoloRuminant. Les informations obtenues dans ce projet serviront à évaluer le rôle des certains protozoaires dans la digestion des aliments et leur effet sur la production de méthane dans le rumen.

Procédures

Les animaux feront l'objet de 3 types de prélèvements : Contenu ruminal : Le volume prélevé sera adapté à la taille et au développement de l'animal : jusqu’à 100 ml pour un agneau de 20 kg ou 200 ml pour un veau, 6 fois au cours de toute la période de 4 mois et sera réalisé en moins de 3 minutes (entre le début de la contention et la fin du prélèvement). Sang : Les animaux seront prélevés 2-3 fois pendant la période de "mono-faunation". Les quantités prélevées sont de 10-15 ml et largement inférieures à 10% du volume sanguin total afin d’éviter tout risque d'hypovolémie, anémie ou stress physiologiques et durera moins d'une minute. Fèces : Les agneaux et les veaux seront prélevés 6 fois au cours de toute la période de 4 mois. Le volume prélevé sera d'environ 5-10 g et durera moins d'une minute.

Impact sur les animaux

Les techniques des prélèvements sont des pratiques couramment appliquées. Le contenu ruminal sera prélevé par sonde oesophagienne. La procédure génère un léger inconfort, surtout du à la contention de l’animal mais aucune douleur ni souffrance n’est attendue. Si nécessaire, des prises de sang seront réalisées à la veine jugulaire. La prise de sang génère une douleur légère.

Devenir

Les procédures appliquées aux animaux sont peu invasives et la fréquence des prélèvements est faible. Les veaux et agneaux peuvent à l'issu de cette procédure retourner dans le troupeau expérimental.

Remplacement

A l’heure actuelle, la culture des protozoaires in vitro est très fastidieuse. La croissance in vitro est très limité et les cultures sont souvent perdus sans raison apparente après quelques jours. En plus, le nombre réduit des protozoaires que puissent être obtenues in vitro ne permet pas d’effectuer certaines études et il n’y pas asses d’information indiquant que les caractéristiques fonctionnelles des protozoaires cultivés in vitro sont similaires à celles des protozoaires dans son milieu naturel, le rumen.

Réduction

Le nombre des animaux tient compte surtout des aspects éthiques (compagnie des animaux grégaires). L’animal n’est pas l’unité expérimentale mais le moyen pour obtenir des protozoaires en quantité suffisante pour des études de séquençage du matériel génomique.

Raffinement

Tout signe de souffrance, se manifestant par de l’abattement, un refus de s’alimenter, ou un comportement anormal (considérés comme points limites) sera signalé, consigné dans le cahier d’expérimentation et pourra entrainer l’arrêt des prélèvements et la fin de l’expérimentation pour un individu donné voire l’euthanasie si nécessaire. Néanmoins, les prélèvements ne devraient pas induire de douleur car ils sont réalisés rapidement par du personnel expérimenté.

Choix des espèces

L'objectif est de comprendre les déterminants microbiens déclancheurs des diarrhées chez le jeune ruminant, un travail sur les ovins et les bovins s'avère donc, par définition en tant qu’espèce-cible et espèce-modèle, plus pertinent qu'un autre modèle pour les ruminants d’élevage. L'étude de la modulation du microbiote gastrointestinal après le sevrage nécessite d'utiliser des agneaux ou veaux qui ont eu un contact limité avec des adultes pour éviter la comtamination en protozoaire.

4 932 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélèvement d'organes et de fluides, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent par injection ou inhalation des molécules pharmacologiques pendant quelques jours, avec deux prélèvements sanguins, pour étudier la régulation de l'interleukine-33 dans l'inflammation allergique. Le porteur indique que les traitements peuvent provoquer une inflammation des bronches et une gêne respiratoire, outre un stress modéré et une irritation. Il affirme devoir travailler sur un organisme intégré tout en revendiquant un criblage in vitro pour limiter le nombre d'animaux, les bénéfices restant des avancées de connaissance sur l'asthme.

Objectifs

L'inflammation allergique joue un rôle crucial dans les maladies allergiques telles que l'asthme qui touche 30 millions d'Européens. Ce nombre a doublé au cours des dix dernières années et continue d'augmenter. De nombreuses études sur des modèles animaux et des données cliniques ont démontré de manière concluante le rôle critique de l’interleukine-33 (IL-33) dans l'inflammation allergique. L’IL-33 est une protéine présente au niveau des cellules des vaisseaux sanguins et des tissus en contact avec l’extérieur, comme l’appareil respiratoire. L’IL-33 ne joue pas véritablement de rôle à l’intérieur des cellules ; sa quantité est variable et dépend de nombreux facteurs. Elle est libérée en dehors des cellules suite à divers stimuli, notamment après exposition à des allergènes comme Alternaria alternata, un allergène clinique majeur chez les patients asthmatiques. Une fois libérée dans l'espace extracellulaire, l'IL-33 va jouer le rôle de messager et alerter le système immunitaire d’un danger, comme la présence d’un champignon, en activant rapidement les cellules immunitaires qui sont impliquées dans l'inflammation allergique. Bien que l'IL-33 constitue une cible thérapeutique prometteuse pour l'asthme et d'autres maladies humaines importantes, il existe encore plusieurs questions non résolues concernant la biologie et la biochimie de la protéine. Par exemple, on ne sait pas quels sont les facteurs importants qui régulent la présence de l’IL-33 dans les cellules et sa quantité. Ou bien, comment l’IL-33 est libérée dans le milieu extracellulaire, après exposition à des allergènes comme Alternaria alternata ? L'objectif principal du projet est de fournir une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans la régulation de l'expression de la protéine IL-33 et sa libération à l’extérieur de la cellule, conduisant à l'inflammation allergique.

Bénéfices attendus

Une meilleure connaissance des mécanismes impliqués dans la régulation de l'expression et de la libération de la protéine IL-33 est essentielle étant donné ses rôles critiques dans l'immunité, l'allergie, l'inflammation et d'importantes maladies humaines, comme l'asthme. Nous pensons que ce projet permettra de mieux comprendre ces questions non résolues dans la biologie de l'IL-33, et conduira à des avancées scientifiques importantes. Nos résultats préliminaires effectués in vitro, dans des cellules en culture, indiquent qu’il est possible de moduler les niveaux d’expression de la protéine IL-33 dans les cellules productrices. Les expériences proposées ont pour but de démontrer que si l’on arrivait à diminuer l’expression de l’IL-33 in vivo, on pourrait limiter l'inflammation allergique. En outre, nous pensons que le projet permettra de mieux comprendre les mécanismes biochimiques et moléculaires impliqués dans l’expression et/ou la libération rapide de l'IL-33 lors d’un stress, comme l'exposition à des allergènes environnementaux. Enfin, de nouveaux inhibiteurs pharmacologiques de l’expression/libération de l'IL-33 devraient être identifiés et pourraient également contribuer au développement d'applications industrielles et thérapeutiques.

Procédures

Injection ou inhalation de molécules pharmacologiques 1 fois par jour sur un maximum de 4 jours. 2 prélèvements sanguins à 6 semaines d'intervalle. Prélèvement post-mortem d'organes et de fluides biologiques.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sont un stress modéré lors de la manipulation des animaux, une légère douleur lors de l’inhalation et de l'injection des produits. Ainsi qu'une légère irritation cutanée ou de la mucqueuse nasale suite aux injections ou aux inhalations. De plus, les produits injectés ont pour but d’augmenter (ou diminuer) l’expression et/ou la libération de l’IL-33. Ainsi, les nuisances attendues sur les animaux sont liées à la quantité d’IL-33 libérée par ces traitements qui peuvent induire une inflammation des bronches et une gêne respiratoire.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure. Différents organes et fluides biologiques (lavages broncho-alvéolaires) seront prélevés post-mortem afin de pouvoir réaliser les analyses nécessaires à la compréhension de l'expression et de la libération d'IL-33 sous l'effets des différents inhibiteurs utilisés.

Remplacement

Les procédures expérimentales ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux et susceptibles d'apporter le même niveau d'information. En effet, ce projet nécessite de mener des expériences chez l’animal, car nous devons travailler dans des conditions intégrées permettant l’interaction de plusieurs systèmes cellulaires complexes dont le système immunitaire et le microenvironnement inflammatoire. Cependant afin de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés, nous avons développé des expériences de screening in vitro qui nous permettent de remplacer le screening in vivo afin de sélectionner les meilleures molécules candidates capables de moduler l’expression et /ou la libération de l’IL-33, mais ces expériences in vitro ne peuvent pas à l'heure actuelle intégralement remplacer les expériences in vivo pour les raisons évoquées ci-dessus. De plus, l’IL-33 est présente uniquement chez les mammifères et ces études ne peuvent donc pas être conduites dans un organisme modèle autre qu’un mammifère. L’espèce animale choisie est la souris car notre étude nécessite l’utilisation d’animaux modifiés génétiquement et qui sont déficient pour l'IL-33.

Réduction

Le nombre d'animaux, qui sont utilisés pour répondre aux différentes questions du projet, est réduit au strict minimum afin d’obtenir des résultats statistiquement significatifs. Il s’agit d’un nombre maximum d’animaux qui pourra être significativement réduit; Par exemple, nous avons prévu des expériences avec plusieurs sites d'injection mais si le premier site d'injection donne des résultats satisfaisant, nous ne réaliserons pas les expériences pour les autres sites d'injection ce qui réduira automatiquement le nombre d’animaux. De même, nous avons prévu dans certaines expériences plusieurs injections si une seule injection n’était pas suffisante mais si une seule injection suffit, alors les expériences avec plusieurs injections ne seront pas réalisées. De plus, certaines procédures ne seront pas réalisées si les procédures précédentes ne sont pas concluantes. Les expériences menées in vitro avant la réalisation des expériences in vivo nous permettront de sélectionner les meilleures molécules candidates capables de moduler l’expression et /ou la libération de l’IL-33, et ainsi d’éviter de tester directement toute une panoplie de molécules chez l’animal, ce qui permet une réduction certaine du nombre d’animaux.

Raffinement

Les conditions d'hébergement et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour réduire le plus possible toute angoisse ou dommage durable que pourraient subir les animaux. L’ensemble de nos procédures fera l’objet d’expériences pilotes avec un nombre très réduit d’animaux (2 maximum) par groupe de traitement. Ces expériences nous permettront de vérifier que les traitements n’entrainent pas de détresse et de douleur majeure chez les animaux pendant tout le temps de la procédure. Les expériences sur des groupes plus importants d’animaux ne seront réalisées que si les expériences pilotes montrent que les points limites adaptés au modèle sont corrects. Les inhalations auront lieu sous anesthésie gazeuse pour réduire le stress chez l’animal. Les procédures seront courtes puisqu’elles dureront de 1 à 4 jours maximum. De plus, nous procèderons à un nombre d’injections minimum (le plus souvent, une seule injection) qui ne sera augmenté (jusqu’à trois maximum) que si les résultats obtenus avec une seule injection sont insuffisants. Pour chaque procédure, le suivi des animaux sera journalier avec un suivi établi selon une grille de score. Enfin, tous les prélèvements seront effectués post-mortem.

Choix des espèces

Le modèle murin est le modèle le plus couramment utilisé dans la littérature scientifique pour étudier la biologie de l’IL-33 et son implication dans le développement de l’inflammation allergique. De plus, il existe des souris déficientes pour l'IL-33 ce qui est capital pour étudier les mécanismes d’expression et de libération de cette cytokine. Nous utiliserons des souris femelles adultes âgées de 6 à 8 semaines car c'est un modéle validé pour l'inflammation allergique et qui est en relation avec le développement d'asthme allergique dont l'incidence est plus importante chez les femmes que chez les hommes.

15 910 souris et 972 mini-porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue pour analyse des organes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur décrit un modèle de souris à phénotype dommageable dont environ 30 % meurent dans les premières 48 heures et 10 % développent des complications sévères comme une hydrocéphalie ou des troubles respiratoires. Les souris subissent des prélèvements sanguins jusqu'à sept fois par semaine, une biopsie d'oreille et des injections, les mini-porcs des prélèvements de sperme, de sang et des injections. Il affirme que le projet ne peut se faire sans modèle animal, le bénéfice pour les patients d'une maladie osseuse rare étant présenté comme "éventuel" et à long terme.

Objectifs

Le but de ce projet est de développer un traitement pour une pathologie osseuse rare. Il s'agit d'une maladie osseuse génétique qui cause une forme rare de nanisme chez l'être humain (1 naissance sur 100 000). Elle est caractérisée par une petite taille avec un raccourcissement du tronc et du cou, induisant un risque important d'instabilité au niveau des vertèbres cervicales pouvant provoquer une paralysie. Les patients souffrent également d'anomalies au niveau de l'oeil et d’une perte d'audition. Ce projet a pour but de continuer le développement d’un potentiel traitement pour cette pathologie. Ce projet nécessite l'utilisation de souris atteintes de la maladie mimant la pathologie humaine ce qui permettra de tester l’approche thérapeutique validée et l’améliorer.

Bénéfices attendus

Ce projet va nous permettre de faire la preuve de concept chez l’animal d’une approche thérapeutique pour cette maladie rare. Il s’agit d’une maladie rare sévère pour laquelle à l’heure actuelle il n’existe aucune approche thérapeutique. Dans le cas où cette approche fonctionnerait cela nous permettrait de continuer le développement dans le but d’apporter un jour un traitement efficace pour les patients. Il s’agit donc d’un bénéfice éventuel à long terme pour ces patients.

Procédures

Souris: prélèvements de sangs (30s), maximum 7 fois par semaine pour les microprélèvements et 1 fois par semaine pour les prélèvements de 7,5% du volume sanguin circulant. biopsie d'oreille (quelques secondes), une fois dans la vie de l'animal. Injection 1 à 3 fois dans la vie de l'animal (30sec à 10min) Miniporc: prélèvements de sperme (10-20min), maximum 1 fois par semaine. injections (1-60min), maximum 1 fois par semaine dans la vie de l'animal sauf pour les injections terminales 2 dans la même journée. prélèvements de sang (3-10min), maximum 2 fois par semaine.

Impact sur les animaux

Le modèles de souris utilisé dans ce projet est à phénotype dommageable. En effet, les animaux malades présentent des complications qui surviennent de façon chronologique et si les souris survivent les premières semaines, elles restent modérément atteintes. Environ 30% des animaux malades meurent dans les 48 premières heures et environ 10% développent des complications sévères (hydrocéphalie, pectus excavatum, troubles respiratoires) dans les 3 premières semaines de vie. Une attention toute particulière est apportée à ces animaux qui sont surveillés quotidiennement dès leur naissance. En ce qui concerne les souris et miniporc non malades, il n'y a pas d'effets indésirables prévues suite aux procédures. Il s’agit d’injection et de prélèvements réalisés par des personnes compétentes et formées. Les tampons qui sont prévus d’être utilisés sont à pH physiologique et peu visqueux.

Devenir

Tous les animaux inclus dans les procédures seront euthanasiès à la fin des procédures afin de pouvoir analyser les organes.

Remplacement

Ce projet ne peut pas se faire sans modèle animal car avant de pouvoir envisager un traitement, et de commencer une étude clinique sur les patients souffrant de cette pathologie osseuse, il est nécessaire de démontrer que les molécules choisies ont l'effet attendu au niveau du modèle animal de la maladie et qu'elles ne présentent pas d'effets toxiques majeurs.

Réduction

Le nombre d’animaux a été calculé de manière à produire les animaux nécessaires pour la partie expérimentation. Nous avons inclus dans les procédures des contrôles communs dès que possible.

Raffinement

Le suivi quotidien (weekends et jours fériés inclus) des animaux par le personnel de l’établissement utilisateur et les visites régulières des expérimentateurs (à minima trois fois par semaine) nous permettront de déceler précocement tout signe de souffrance ou d’angoisse et nous appliquerons strictement les points limites définis. En cas d'altération de l'état de l'animal, la surveillance sera rapprochée et les animaux seront soignés en fonction de la sévérité de la douleur observée. En cas d'apparition d'une souffrance ou toxicité inattendue, les animaux seront exclus de l'étude et mis à mort dans les 24 heures avec l’accord du directeur d’étude.

Choix des espèces

Ce projet développe un traitement pour une pathologie rare de la croissance. Nous allons avoir besoin de souris pour faire du criblage de thérapie. Cela permet de cribler un grand nombre de molécules rapidement (gestation courte de 3 semaines et 5 à 8 petits en moyenne par portée). Le mini porc est utilisé pour démontrer la pénétration de l'approche thérapeutique dans la plaque de croissance d’une espèce non-rongeur. La plaque de croissance du mini porc est proche de celle de l’homme, donc cette espèce est un bon modèle dans le cadre de cette étude. Nous travaillons sur les porcelets, ce modèle permet d’avoir entre 6 et 10 petits par mise-bas et donc raffiner le nombre de femelles nécessaires. Nous allons utiliser des souris qui sont un mutant spontané caractérisé à l'état homozygote. Ces animaux ont un phénotype de nanisme similaire à la pathologie humaine. Chez la souris, les études de bio distribution seront réalisées sur des animaux âgés de 5 à 8 semaines et pour les études d’efficacité nous utiliserons les animaux de la naissance jusqu’à 18 mois d’âge. Dans le cas des mini porcs, les porcelets seront utilisés de la naissance jusqu’à l’âge de 12 mois maximum et les génitrices jusqu’à ce que les porcelets soient euthanasiés. Il n’est pas possible de remettre les génitrices en croisement après la mise bas. Cela nous permet de couvrir tous les âges potentiels d’utilisation du traitement chez l’homme.

7 200 souris, 1 200 rats et 1 600 hamsters vont être utilisés, tous tués à l'issue pour prélever le sang et les organes lymphoïdes, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Cette société de prestation les expose à des composés vaccinaux ou pharmacologiques par une à cinq injections sous anesthésie, afin de mesurer la réponse immunitaire induite. Le porteur indique attendre des pertes de poids et des douleurs transitoires au point d'injection. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit la complexité observée in vivo, l'évaluation chez l'animal étant présentée comme "nécessaire" pour sélectionner les candidats médicaments.

Objectifs

Notre société développe et propose des modèles de recherche, adaptés aux études visant à mesurer l’efficacité et l’innocuité de candidats thérapeutiques et vaccinaux. La réponse du système immunitaire est une composante importante de notre organisme à considérer dans le développement de nouveaux vaccins ou de nouveaux composés pharmacologiques, en particulier d’origine biotechnologique. En pratique, ces études consistent à injecter, dans la plupart des cas à plusieurs reprises à une ou plusieurs semaines d’intervalle, un produit à potentiel immunogène, dans le but d’évaluer la réponse immunitaire induite (dans le sang et les tissus lymphoïdes). Ce programme de recherche s’intéresse à mieux caractériser cette composante chez le rongeur, et plus particulièrement l’immunogénicité de nouvelles formulations ou composés (adjuvants, vaccins, protéines thérapeutiques, etc.). Pour cela, un composé induisant potentiellement une réponse immune sera injecté aux animaux. Afin d’évaluer et de caractériser cette réponse immune, des prélèvements, sanguins notamment, seront ensuite réalisés tout au long de l’étude afin de suivre, par exemple, l’émergence d’anticorps dirigés contre l’antigène injecté dans le sérum, ou l’activation cellulaire associée spécifiquement au composé d’intérêt. Dans cette procédure, aucun challenge infectieux ne sera réalisé sur les animaux.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de tester de nouvelles molécules candidates pour une utilisation en préventif de pathologies existantes ou dont l’immunogénicité doit être testée. A terme, cela permettra l’introduction en clinique de nouvelles stratégies thérapeutiques pour cette maladie pour laquelle les options sont pour le moment limitées.

Procédures

Les animaux (rats, souris ou hamsters) immunocompétents ou partiellement immunodéficients (à un niveau de déficit n’induisant pas de risque infectieux significativement supérieur pour l’animal) transgéniques ou non, humanisés ou non, seront exposés à des composés de différente nature (entité chimique de type vecteur ou adjjuvant vaccinal, biologique, et/oubiotechnologique (nucléique et protéique), etc.) Les animaux recevront en général 1 à 5 injections administrations du produit potentiellement immunogène avec au minimum une semaine d’intervalle entre les injections mais potentiellement plusieurs mois. Cette procédure aura lieu sous anesthésie générale qui durera environ une heure. Afin d’évaluer de potentiels traitements, des composés chimiques ou biologiques seront administrés aux animaux par toutes les voies possibles : intranasale et intratrachéale,soit sous anesthésie générale d’environ une heure, intramusculaire et intradermique sous anesthésie générale d’environ une heure avec analgésie, oralesoit sur animaux vigiles (acte bref d’une minute environ), sous cutanée et intrapéritonéale sur animal anesthésié ou vigile (acte bref d’une minute sur animal vigile, anesthésie d’environ une heure sinon). Les volumes administrés respecteront les recommandations. Les animaux seront observés tous les jours, et pesés au minimum 2 fois par semaine. Le site d’injection sera observé sur les quelques jours suivant l’administration pour surveiller l’absence de réactions dans la zone, et l’état général des animaux sera vérifié. Des prélèvements de sang ou d’urine pourront être réalisés au cours de la vie de l’animal pour le suivi des réponses immunitaires ou d’autres paramètres biologiques. Les prélèvements de sang sur animal vigile prendront environ deux minutes. En cas d’anesthésie, celle-ci durera environ une heure. La fréquence et le volume de ces prélèvements sera conforme aux recommandations vétérinaires pour la voie utilisée. Ces recommandations incluent une potentielle réhydratation sous cutanée des animaux en cas de prélèvements répétés / à volume important. En fin de projet, les animaux seront euthanasiés. Un prélèvement de sang terminal en intracardiaque pourra être réalisé sous anesthésie générale profonde puis des prélèvements d’organes pourront etre effectués après euthanasie.

Impact sur les animaux

Dans ce projet, nous pouvons nous attendre à des pertes de poids et des douleurs transitoires au site d’injection et dans la zone (ganglion drainant).

Devenir

En fin de procédure, les animaux seront mis à mort pour récupération de grandes quantités de sang et d’organes lymphoïdes afin de vérifier la réponse immunitaire induit par les vaccinations.

Remplacement

Des modèles in vitro permettent d’étudier certains processus de l’immunité et sont utilisés pour présélectionner les composés les plus intéressants mais aucun ne reproduit la complexité observée in vivo. C’est pourquoi l’évaluation chez l’animal des propriétés immunogènes des candidats médicaments chimiques ou biologiques est nécessaire, pour sélectionner le meilleur composé pouvant être amené dans les études cliniques chez l’homme.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés est le plus faible possible en fonction des objectifs de l’étude et de la puissance statistique nécessaire. Entre 3 et 50 animaux seront inclus par groupe. Seuls des rats, souris et hamsters seront utilisés dans le cadre de ce projet. Ces espèces sont utilisées pour tester les effets de composés sur le système immunitaire.

Raffinement

Les prélèvements sanguins sont de faibles volumes et seront réalisés à l’aide de la méthode la moins invasive possible. Les volumes et fréquences d’administration et de prélèvement sont conformes aux bonnes pratiques et toutes les techniques sont réalisées par du personnel formé et compétent. Enfin, les prélèvements d’organes/tissus sont réalisés après euthanasie. Dans tous les cas, les animaux sont observés régulièrement et des mesures sont mises en œuvre pour arrêter, minimiser ou diminuer la souffrance et/ ou détresse de l’animal en cas d’apparition de signe clinique indésirable.

Choix des espèces

Les études à l’aide des petits rongeurs, notamment les souris, sont depuis longtemps la première étape de l’exploration du rôle physiopathologique du système immunitaire ou de l’efficacité de tout nouvel immunomodulateur, qu’il soit d’origine chimique ou biotechnologie. Selon le type de profil immunologique ou le type de prélèvement nécessaire, le rat et le hamster pourront également être utilisés. L’excellente connaissance du système immunitaire des rongeurs, conduisant souvent à une meilleure connaissance du même système chez l’Homme, permet d’explorer de nouvelles pistes immuno-pharmacologiques. Les animaux pourront être partiellement immunodéficients (à un niveau de déficit n’induisant pas de risque infectieux significativement supérieur pour l’animal), puisque cela s’avère d’un fort intérêt pour certaines approches expérimentales pathologiques e.g. maladies infectieuses. Par ailleurs, les rats, les souris et les hamsters autorisent une variété de techniques d’administration et de prélèvement. Seuls les animaux sevrés seront utilisés. Les animaux seront utilisés à partir de 5 semaines pour la mise en œuvre de modèles expérimentaux stables et reproductibles, c’est-à-dire un système immunitaire établi, d’après la littérature sur le sujet.