Procédures modérées
Mise en place et caractérisation d’un modèle murin de neuropathie induite par la monométhyl auristatine E
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
40 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent une injection quotidienne d'un cytotoxique anticancéreux, la monométhyl auristatine E, pendant sept semaines, et subissent chaque semaine le test de la plaque chaude, le test des filaments de von Frey, le rotarod et le grip-test. Le projet vise à créer un modèle de neuropathie induite par la chimiothérapie, les souris étant tuées pour prélever nerfs, peau et ganglions. Le porteur affirme qu'aucune méthode alternative ne reproduit l'ensemble des mécanismes de la douleur, une étude in vitro sur neurones humains étant menée en parallèle.
Objectifs
Parmi l’ensemble des thérapies anticancéreuses, de la chimiothérapie « traditionnelle » à la thérapie ciblée en passant par l’immunothérapie, de nombreux agents sont responsables d’une forte neurotoxicité à l’origine de neuropathies. Ces NPIC, pour neuropathies périphériques induites par la chimiothérapie, dépendent de l’agent utilisé et de la dose. Elles se manifestent par l’apparition de troubles sensitifs telles que des douleurs neuropathiques ou des pertes de sensibilité. Les NPIC sont très fréquentes impactant fortement la bonne mise en œuvre des protocoles de chimiothérapie, pouvant conduire à une diminution des chances de survie des patients. A ce jour, la seule prévention reconnue repose sur le dépistage des neuropathies périphériques préexistantes et/ou la détection précoce de signes de neuropathie chez des sujets soumis à une chimiothérapie neurotoxique. Il apparaît évident que connaitre les mécanismes physiopathologiques des thérapies cancéreuses et les prévenir par une thérapeutique efficace sont une priorité pour améliorer la qualité de vie des patients et leur permettre de suivre leur traitement anti-cancéreux. Les immunoconjugués ou "antibody drug conjugate (ADC)" forment une nouvelle classe d'agents anticancéreux. Les immunoconjugués résultent d'un couplage entre un anticorps dirigé contre une cible spécifique d'un type de cancer et d'un cytotoxique. La monométhyl auristatine E (MMAE) est un puissant cytostatique anti-tubules, utilisé pour la synthèse de nombreux immunoconjugués. Un des effets indésirables imputés aux ADC-MMAE, et figurant parmi les plus fréquent, est l'apparition de neuropathies périphériques et des douleurs associées. Les douleurs neuropathiques secondaires à l'administration d'ADC-MMAE sont indépendante de la cible de l'anticorps et donc du type de cancer. Le relargage de la MMAE dans la circualation systémique serait fort probablement à l'origine de cette neurotoxicité. Aucun modèle animal de neuropathie périphérique induite par la MMAE n’a encore été développé. Un tel modèle serait l’outil idéal pour l’évaluation de potentielles thérapeutiques pour la prévention des neuropathies induites par des ADC-MMAE. L’objectif de ce travail est donc de développer et caractériser un modèle murin de neuropathie induite par la MMAE afin d’utiliser cet outil pour la mise en évidence future de molécules neuroprotectrices.
Bénéfices attendus
De plus en plus d'études montrent que les mécanismes pathophysiologiques inhérents au développment de neuropathie périphérique induite par la chimiothérapie sont spécifique à chaque agent anticancéreux. Ainsi, par exemple, une stratégie thérapeutique efficace dans la prévention de la neuropathie périphérique induite par l'oxaliplatine (un agent anticancéreux alkylant indiqué principalement dans la prise en charge des cancers colorectaux), pourrait s'avérer infructeuse dans le cadre d'une neuropathie induite par la vincristine (un agent anticancéreux stabilisateur des microtubulues, principalement indiqué dans la prise en charge des leucémie lymphobloïde aiguë). Les "antibody drug conjugate" (ADC) associés à la monométhyle auristatine E sont de plus en plus nombreux sur le marché. Bien que la plupart des effets indésirables sytémiques associés aux chimiothérapies soient moindre avec les ADC-MMAE, ceux-ci induisent très fréquemment des neuropathies périphériques. Ce nouveau modèle de neuropathie induite par la MMAE serait un outil pertinent pour comprendre les mécanismes pathophysiologiques de ces neuropathies et pour la mise en évidence future de molécules neuroprotectrices. La découverte d'un stratégie thérapeutique efficace à l'aide de ce modèle, permettrait une translation chez l'Homme plus rapide et pour la prise en charge de neuropathies induites par plusieurs ADC (example: le polatuzumab-vedotin (lymphome diffus à grandes cellules B), le brentuximab-vedotin (lymphome de Hodgkin), le tisotumab-vedotin (cancer du col de l'utérus), le sofituzumab-vedotin (cancer urothélial) ).
Procédures
Chaque animal (soit 40 animaux) recevra une injection intrapéritonéale quotidienne pendant 7 semaines, et sera également soumis une fois par semaine pendant 7 semaines aux tests comportementaux suivants; le test de la plaque chaude pour évaluer la réponse à la chaleur, le test des filaments de von Frey pour évaluer la sensibilité tactile, le test du rotarod pour évaluer la coordination motrice et le grip-test pour évaluer la force musculaire. L'injection intrapéritonéale a été privilégiée par rapport à l'injection sous-cutanée et l'injection intra-veineuse. En sous-cutané, la MMAE peut comme de nombreux agents de chimiothérapie créer des lésions cutanées. Les injections seront répétées tous les deux jours pendant 7 semaines, ainsi la répétition des injections sera plus aisée en intrapéritonéal qu'en intraveineux. La pose d'un cathéter a été exclu afin de garantir une liberté de mouvement totale à l'animal nécessaire pour les tests comportementaux.
Impact sur les animaux
Les neuropathies périphériques induites par les ADC-MMAE se traduisent chez l'Homme par des troubles de la sensibilité, des douleurs neuropathiques ou des faiblesses. La MMAE est un agent ciblant les microtubules, tout comme la vincristine et le paclitaxel, deux agents anticancéreux "traditionnel". Nous avons dévellopé et caractérisé deux modèles de neuropathie induite par la vincristine et le paclitaxel. Dans ces modèles, nous observons l’apparition d’une allodynie mécanique suite à l’administration de vincristine. Cette allodynie se traduit par une hypersensibilité en réponse à un stimulus focalisé qui est l’application d’un filament de von Frey sur la voute plantaire. Les animaux ne présentent aucun trouble moteur (la coordination motrice et la force musculaire ont été évaluée). En dehors de la phase de test, les animaux ayant reçu de la vincristine et du paclitaxel présentent un comportement tout à fait similaire aux animaux témoins. Ils ne présentent aucun signe de souffrance ou de perte de poids. Ainsi, nous nous attendons à ce que les animaux recevant la MMAE présentent des symptômes similaires; ie. un hypersensibilité en réponse à un stimulus tactile provoqué, sans troubles moteurs associés.
Devenir
A la fin de l'expérimentation, les éventuelles altérations morphologiques associées à la MMAE seront mises en évidence par l’analyse histologique et immunohistologique des ganglions spinaux, du nerf sciatique et de l’innervation de la peau. Les prélèvements de GS, de nerfs sciatiques et de peau seront réalisés juste après la mise à mort. La mort sera donnée par dislocation cervicale après une anesthésie par inhalation d'isoflurane. L'ensemble des animaux seront mis à mort, puis les tissus du système nerveux sensitif seront prélèvés sur chaque animal (nerf sciatique, peau es pattes, ganglion rachidien dorsaux)
Remplacement
Il n'existe, à ce jour, aucune méthode alternative à l'expérimentation animale disponible qui reproduit l'ensemble des mécanismes mis en jeu à la génération d'une douleur induite par des cytotoxiques anticancéreux. Nous avons choisi un modèle dont la séquence d'injection des agents anti-cancéreux est la plus conforme aux protocoles de chimiothérapies neurotoxiques utilisés chez l'Homme. En parallèle de cette étude chez la souris, une étude in vitro évaluant l'effet de la MMAE seule ou conjuguée (brentuximab-vedotin) sur des neurones sensoriels humains dérivés d'iPSc (induced-pluripotents stem cells) est en cours. Ce modèle cellulaire nous permet de déterminer les mécanismes physiopathologiques (neurotoxicité, hyperexcitabilité, dérégulation du transport axonal, ...) mise en jeu en niveau du neurone sensitif humain, mais exclut les phénomènes de neuroinflammation inhérents aux neuropathies induites par la chimiothérapie, ainsi que toute la complexité des phénomènes aboutissant à la sensation douloureuse.
Réduction
Le nombre de 10 animaux par groupe a été calculé à partir de résultats (moyenne et écart-type) obtenus au cours d'une étude sur le modèle de neuropathie induite par la vincristine (un agent ciblant les microtubules, comme la MMAE) (Bessaguet, et al., 2018). Les résultats générés par les animaux du groupe MMAE de l'étude pilote (n = 5) pourront être utilisés pour l'analyse statistique de l'étude principale et ainsi permettre de réduire le nombre d'animaux du groupe MMAE de l'étude principale (de n = 10 à n= 5). Si les valeurs obtenues suivent la loi normale, nous utiliserons des tests statistiques paramétriques (ANOVA à deux facteurs, ANOVA, test t de Student). A l'inverse, si les valeurs ne sont pas distribuées normalement, nous utiliserons des tests non-paramétriques (Scheirer-Ray-Hare, Kruskal-Wallis et Mann et Whitney). L'analyse statistique sera réalisée à l'aide de deux logiciels; les logiciels R studio et Graph Pad Prism. Pour réduire le nombre d'animaux, chacun subira toutes les expérimentations les unes après les autres dans l'ordre chronologique : les injections, les tests de comportements puis la mise à mort pour prélèvements en fin d'expérimentation. Les prélèvements (peau, nerf et ganglions rachidiens dorsaux) seront effectués sur chaque animal mort (dislocation cervicale après anesthésie par inhalation d’isoflurane 3 %) avant qu'il soit placé dans le congélateur des cadavres.
Raffinement
Une étude pilote permettra d'évaluer l'effet de la MMAE à différentes doses (20, 50 et 100 µg/kg) sur l’état général des animaux et le développment d'une neuropathie sensitive sans troubles moteurs dans nos conditions d"hébergement : l’apparition de signes de souffrance ou de toxicité sera évaluée à l’aide d’une grille de suivi biquotidien et l'apparition de la neuropathie sensitive sera évaluée à l'aide de tests comportementaux. En fonction des résultats, cette étude pilote sera renouvelée avec des doses deux fois inférieures. Si aucun signe de souffrance ou de toxicité n’est observé au cours de cette étude pilote, alors nous procèderons à l’étude principale. Les animaux seront élevés dans des conditions d’hébergement (température et hygrométrie de l’environnement, densité d’animaux, présence systématique d’enrichissement, change régulier de la litière, nourriture et eau ad libitum, surveillance quotidienne de l’état général des animaux) qui respectent leur bien-être. Un temps d'habituation et/ou d’entrainement sera respecté pour chaque test comportemental afin de limiter le stress de l’animal et de réduire la variabilité des résultats. Seuls des test d'évitements seront utilisés pour l'évaluation de la sensibilité, et une valeur limite est établie pour chaque test à partir de laquelle l’animal est soustrait au stimulus même s’il ne présente aucun signe d'évitement. Les animaux exposés à la MMAE doivent présenter un comportement naturel similaire aux animaux Ctrl pour pouvoir particper à l'analyse comportementale. Les animaux présentant des signes de fatigue, troubles moteurs ou souffrance seront retirés du protocole. L’équipe de recherche maitrise les modèles de neuropathie chimio-induite et les tests de sensibilité associés qui requiert un savoir-faire et un suivi précis des réactions de l'animal.
Choix des espèces
Des modèles murins de NPICs ont déjà été validés, publiés et ont montré leur intérêt pour tester l'effet neuroprotecteur de molécules. Leur physiopathologie est très proche de celle de l'Homme. Nous utilisons un équipement adapté à la souris. Ce matériel est maitrisé par l’équipe et le porteur de ce projet, ce qui permet de limiter les étapes de mises au point et d’éviter une source de stress supplémentaire pour l’animal. Pour obtenir des résultats statistiquement fiables, malgré les faibles effectifs par lot, nous utilisons des souris présentant le moins de variabilité : même fond génétique, même âge, poids identique. Ces conditions sont les mieux réunies avec des adultes jeunes (7-8 semaines, poids 25-30g).
Etude animale sur le traitement d’un modèle d’anévrisme sacciforme chez le lapin par un dispositif endovasculaire de nouvelle génération
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
200 lapins vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, la grande majorité tuée à l'issue et six individus seulement réutilisés ou proposés à l'adoption si l'anévrisme ne se forme pas. Chaque animal subit trois chirurgies d'une heure sous anesthésie pour créer un anévrisme, implanter un dispositif puis contrôler, certains recevant en plus un gavage quotidien pendant plusieurs semaines. Le porteur décrit surtout de l'anxiété et du stress comme effets attendus, et tue les animaux pour prélever la pièce anatomique. Il qualifie le recours à l'animal d'"indispensable", aucune méthode in vitro ne reproduisant selon lui la coagulation et la pression sanguines.
Objectifs
Les anévrismes cérébraux correspondent à une dilatation fragile des artères du cerveau. Il s’agit d’une pathologie fréquente (60/1000 habitants) et grave qui expose au risque d’hémorragie cérébrale par rupture de l’anévrisme, conduisant au décès du patient dans plus de 50% des cas. Les traitements actuellement disponibles sont la chirurgie ou le traitement par voie endovasculaire (par l’intérieur des vaisseaux sanguins) notamment en implantant un dispositif dans l’artère portant l’anévrisme ou directement dans l’anévrisme pour empêcher le sang d’aller dans la zone dilatée, le rediriger dans l’artère normale, et permettre la cicatrisation de l’anévrisme. Cependant, malgré la mise en place d’un dispositif, il existe un pourcentage de cas (de 10 à 30 % en fonction du dispositif) dans lequel l’anévrisme n’est pas occlus lors des contrôles, et la cicatrisation de l’anévrysme n’est pas obtenue, ce qui incite aujourd’hui les industriels à développer de nouvelles technologies de ces dispositifs afin d’améliorer la cicatrisation biologique. Les industriels modifient également parfois la composition et/ou le la conformation du dispositif afin d’améliorer ses performances, ou créent de nouveaux dispositifs permettant de traiter ces anévrismes sans les contraintes de la double anti-agrégation plaquettaire, indispensable pour certains d’entre eux. L’adjonction d’un traitement médicamenteux pourrait également permettre de favoriser cette cicatrisation. Le projet consiste à étudier sur un modèle d’anévrisme chez le lapin la performance d’un dispositif implantable (accompagné ou non par l’adjonction d’un traitement médicamenteux) pour le traitement des anévrismes intracrâniens. Le but de ce projet, qui sera scindé en plusieurs études, sera d'étudier l’endothélialisation du dispositif par des analyses radiologiques, et nécessitera donc l'utilisation de l'animal pour être mené à bien.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’effectuer des analyses non réalisables chez l’être humain afin évaluer la faisabilité d'implantation, sécurité et/ou réponse biologique in vivo à l’implantation du dispositif en fonction du ou des traitements administrés aux lapins. Il permettra notamment d’évaluer l’efficacité et la sécurité du dispositif dans des conditions proches de l’humain. L’analyse de la prolifération tissulaire sur le dispositif et sa thrombogénicité, apportera des connaissances supplémentaires et une meilleure compréhension sur les indications du dispositif avant de l’utiliser chez l’Homme.
Procédures
Les animaux seront soumis à 3 procédures sous anesthésie générale comportant de la chirurgie d’une durée d’1h environ, pour la création d’un anévrisme, l’implantation du dispositif et le contrôle avant la mise à mort. Un ou plusieurs contrôles intermédiaires pourront être effectués d’une durée attendue de 45 min. Un ou plusieurs prélèvements de sang pourront être effectués sur animal vigile sous contention et anesthésie locale, d’une durée de 5 min. Pour les animaux recevant un traitement, ils seront manipulés 1 à 2 fois par jour pendant plusieurs semaines, placés dans une cage de contention et le traitement sera donné par une sonde de gavage (5 min).
Impact sur les animaux
L’anxiété et le stress sont des effets indésirables attendus avant, et après chaque procédure/prélèvement. Un stress supplémentaire peut être observable sur les animaux qui seront amenés à recevoir un traitement oral quotidien.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure pour le prélèvement de la pièce anatomique d’intérêt à des fins d’analyse sur les tissus.
Remplacement
Ce projet vise à étudier la faisabilité d'implantation, la sécurité et/ou ll’efficacité d’un dispositif de traitement d’anévrisme dans des conditions in vivo. Aucune méthode alternative in vitro ou ex vivo ne permet de reconstruire un modèle proche de ces conditions en ce qui concerne la coagulation, la pression sanguine, les contraintes liées au déploiement du dispositif ou le suivi après ces laps de temps. L'utilisation d'animaux dans le cadre de ce projet est ainsi indispensable.
Réduction
Ce projet est à visée exploratoire et a pour objectif l'obtention de résultats préliminaires au cours d'études de faisabilité et de sécurité. Ces données pourront au besoin servir de base pour établir un nouveau projet intégrant des analyses d'efficacité avec calcul statistique, dans un dossier APAFiS dédié (distinct de ce dossier). Dans le cadre de ce présent projet, pour chaque étude, le nombre minimal de lapin sera utilisé. Ainsi, pour chaque dispositif testé dans les conditions de procédure choisie (c'est-à-dire avec ou sans antiagrégants), et pour prendre en compte le risque d'échec de la création d'anévrisme et/ou de la procédure, 8 +/-3 lapins seront utilisés, conformément aux études précédemment réalisées. Par ailleurs, l’implantation chez le même lapin de plusieurs dispositifs pourra éventuellement servir de contrôle et diminuer le nombre de lapins nécessaires. Dans le cas où l’anévrisme ne se forme pas l’animal pourra être réutilisé dans le cadre de formations.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans le respect du bien-être animal. Les animaux seront gardés pendant une période d'acclimatation de 5 jours minimum entre leur entrée dans l’animalerie expérimentale, et leur première entrée en procédure. Leur environnement comportera un enrichissement (bûchettes à ronger, foin...). Les animaux seront suivis quotidiennement et leur état de santé et de bien-être sera évalué tout au long du protocole expérimental. Les animaux seront anesthésiés et analgésiés pendant les procédures chirurgicales et seront suivis au cours de la procédure. Un suivi renforcé sera effectué durant les premiers jours après chaque procédure opératoire. Si un animal présente un signe de douleur ou de souffrance, des analgésiques pourront lui être administrés. Au besoin, un traitement antibiotique pourra être mis en place. Dans le cas où l'animal présenterait une souffrance, une maladie ou une altération physique sans qu'il soit possible de le soulager efficacement (atteinte d'un point limite), l'animal sera sorti d'expérimentation et mis à mort. Dans le cas où l’anévrisme ne se forme pas l’animal pourras être proposé à l’adoption.
Choix des espèces
Le lapin est un modèle animal reconnu pour l’étude des anévrismes intracrâniens. La biologie de la néo-endothélialisation des dispositifs implantables est ainsi bien étudiée chez le lapin et similaire aux mécanismes humains. Par ailleurs, la taille des vaisseaux du lapin est similaire à celle des vaisseaux humains, où sont implantés les dispositifs étudiés. Les animaux utilisés seront des adultes de plus de 3 kg pour la taille des artères et la taille des dispositifs usuellement utilisés chez l'Homme.
Développement d’un nouveau procédé de reconstruction osseuse 3D pré-vascularisé : optimisation des propriétés régénératrices des cellules stromales mésenchymateuses de moelle osseuse humaine, approche organoïdes et biomatériaux
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
1593 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une greffe sous-cutanée de quatre biomatériaux sous anesthésie, puis est tué de six heures à six semaines après l'opération pour récupérer les implants. Le porteur qualifie la chirurgie de faiblement invasive et bien supportée, tout en reconnaissant un risque de septicémie. Il affirme que la sélection du meilleur couple cellules-biomatériau passe par l'animal, une partie du travail restant menée in vitro.
Objectifs
Le traitement des grands défauts osseux est un défi chirurgical puisque 5 à 20% des fractures des os longs sont incapables de se consolider après 6 mois, causant ainsi des morbidités et des hospitalisations prolongées. Actuellement, une partie de l’os de la hanche du patient est prélevée puis greffée au niveau du site du défaut osseux. Ces fractures vont augmenter avec le vieillissement de la population, ce qui nécessite de trouver des alternatives de soin moins invasives et moins douloureuses pour le bien être des individus touchés. Plusieurs alternatives ont donc été développées comme l’utilisation de matériaux synthétiques ou d’origine naturelle (biomatériaux). Cependant, ces supports ne possèdent pas la capacité de former de l’os du fait, notamment, de l’absence de cellules souches. L’ingénierie tissulaire combinant les cellules souches mésenchymateuses de moelle osseuse humaines (BMSCs) avec des biomatériaux, représente une approche prometteuse pour réparer l’os endommagé. Cependant, malgré des résultats cliniques encourageants (essais de phase II), le délai de reconstruction de l’os reste encore trop long pour 75% des patients, révélant ainsi la nécessité d’optimiser l’efficacité de ces approches. Les résultats encore insuffisants des essais cliniques sont probablement dus à la courte durée de vie des BMSCs en raison du foyer inflammatoire et de l’absence de nutriment et d’oxygène au niveau du site endommagé. Ce projet est une phase préliminaire permettant d'étudier la vascularisation au niveau de l’implant afin d'améliorer la survie des cellules stromales mésenchymateuses greffées et ainsi améliorer la formation osseuse. L’association cellules-biomatériau ainsi que la répartition des cellules au sein du biomatériau semblent donc être fondamentales. L’objectif de ce projet à long terme est d’améliorer les thérapies de reconstruction osseuse existantes en concevant un produit d’ingénierie tissulaire efficace, adapté au patient et à moindre cout.
Bénéfices attendus
Tout d’abord, en travaillant sur les procédés de culture des cellules stromales mésenchymateuses humaines, nous envisageons de réduire le temps et le cout de production des cellules. Concernant le biomatériau, nous utiliserons des biomatériaux issus de l’impression 3D permettant une adaptabilité parfaite au défaut du patient. Ce projet nous permettra de déterminer le biomatériau avec la porosité et les propriétés biomécaniques les plus adaptées au développement de la vascularisation, ainsi qu’à la croissance et à la différenciation vers la voie osseuse de nos cellules.
Procédures
Chaque animal du projet sera soumis à un acte chirurgical sous anesthésie générale d’une durée de 15 minutes environ. Les animaux seront mis à mort afin de récupérer les biomatériaux greffés 6 heures, 72 heures, 1 semaine, 2 semaines, 4 semaines et 6 semaines après l’acte chirurgical.
Impact sur les animaux
La procédure chirurgicale de greffe sous-cutanée est faiblement invasive et très bien supportée par les animaux. Une fois réveillés de l’anesthésie, les animaux retrouvent très rapidement leur mobilité permettant de retrouver une alimentation et des interactions sociales normales. Toutefois, bien que toutes les précautions nécessaires d’asepsie soient respectées, un risque de septicémie suivant l’acte chirurgical ne peut être écarté.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue du projet afin de récupérer les échantillons greffés en sous-cutané.
Remplacement
Une partie du projet s’effectuera in vitro en testant la toxicité des potentiels biomatériaux sur les cellules ainsi que les capacités d’adhésion des cellules au biomatériau, son impact sur la différenciation vers la voie osseuse et sur la sécrétion de protéines favorisant l’inflammation. Le but de ce projet est de déterminer la meilleure association cellules / biomatériau afin d’améliorer les stratégies thérapeutiques existantes. Pour sélectionner la meilleure association, des analyses in vivo sont nécessaires afin d’étudier les interactions avec les cellules de l’hôte ainsi que la mise en place de la vascularisation.
Réduction
-La procédure chirurgicale est maitrisée dans le laboratoire et est effectuée par du personnel qualifié. - chaque animal est greffé avec 4 biomatériaux en sous-cutané afin de réduire au maximum le nombre d’animaux, tout en s’assurant de la véracité des résultats obtenus - Pour que l’étude soit statistiquement pertinente, 6 implants par condition dans 6 animaux indépendants seront réalisés. Afin de limiter les effets donneurs-dépendants, l’étude sera menée en utilisant les cellules stromales mésenchymateuses de 3 donneurs différents.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en portoirs ventilés avec un système d'abreuvement automatique et un accès libre à la nourriture. Les conditions de température et d'hygrométrie sont contrôlées et monitorées. Le cycle d'éclairage est de 12h par jour (6h-18h). Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (6 par cage maximum) et l'isolement est évité au maximum. Le milieu est enrichi avec au choix : lanières de papier Kraft, abris en carton, ou carré de coton compacté. La présence de blessure ou de tout autre signe de souffrance seront évalués quotidiennement par le personnel de l’animalerie. Une période d’acclimatation d’une semaine est respectée avant de démarrer toute procédure sur les animaux. Une grille de score d'évaluation est proposée pour la prise en compte des critéres d'arrêt de la souffrance. Pour cela, nous suivrons la grille d’évaluation proposée : a)Changement du poids corporel 0. Normal 1. Perte de poids 20% b)Apparence physique 0. Normale 1. Manque de toilettage 2. Poil ébouriffé, paupière fermée 3. Poil très ébouriffé, posture anormale c)Comportement 0. Normal 1. Changements mineurs : activité réduite 2. Anormal : inactif 3. Très agité ou immobile, auto-mutilation Tout animal auquel aura été attribuée une valeur totale comprise entre 3 et 4 recevra de la Buprénorphine toutes les 12h pendant 3 jours après la chirurgie (0.1mg/kg en sous-cutané). Tout animal auquel aura été attribuée une valeur > 4 sera immédiatement mise à mort.
Choix des espèces
Afin d’éviter les biais dus à des variations physiologiques durant la phase de croissance osseuse, les souris utilisées seront d’âge adulte situé entre 6 semaines et 9 semaines (au-delà de cet âge une diminution de la masse osseuse due au vieillissement est observée)
Caractérisation d’une thérapie génique sur modèle murin de myopathie liée au gène Bin1.
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
220 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections intramusculaires et intrapéritonéales, des mesures de force musculaire sous anesthésie, un test de suspension et un test d'actimétrie, pour mettre au point une thérapie génique contre une myopathie liée au gène Bin1. Le porteur décrit une atteinte musculaire qu'il juge légère et sans douleur, mais tue les souris pour prélever leurs organes et parce que la maladie deviendrait sévère si elles restaient en vie. Sur le remplacement, il affirme que les cultures cellulaires ne reproduisent pas un "organisme entier" et conclut que seul le modèle animal permet d'étudier la maladie.
Objectifs
Les myopathies centronucléaires sont une classe de maladies génétiques qui détériorent la fonction des muscles squelettiques et handicapent fortement la qualité de vie des patients qui en sont atteints et aucune thérapie n’est à ce jour disponible. Le principal objectif de ce projet est de mettre au point une preuve de concept thérapeutique pour traiter les myopathies centronucléaires liées au gène Bin1. En parallèle nous souhaitons également étudier plus en détail les fonctions des différentes régions de la protéine BIN1 ainsi que ses effets à différentes étapes du développement musculaire.
Bénéfices attendus
Dans l’hypothèse où notre stratégie thérapeutique s’avèrerait efficace sur le phénotype de notre animal modèle, cette étude serait une preuve de concept thérapeutique pour traiter les myopathies centronucléaires liées au gène Bin1. Ce projet permettra également de faire avancer les connaissances scientifiques relatives aux fonctions des différentes régions de la protéine BIN1 ainsi que ses effets à différentes étapes du développement musculaire.
Procédures
Les 100 souris de la cohorte « Injections intra-musculaires » seront soumises aux procédures suivantes : - Mesure de la force musculaire sous anesthésie générale, non-invasive, hebdomadaire de 6 à 12 semaines d’âge, 20min par animal. - Injections intra-musculaires sous anesthésie générale, non-invasive, unique à 8 semaines d’âge, 5min par animal. - Mesure de la force musculaire sous anesthésie générale, acte chirurgical, unique à 12 semaines d’âge. Les 120 souris de la cohorte « Injections Intra-péritonéale » seront soumises aux procédures suivantes : - Injection intra-péritonéale, animal vigile, unique au premier jour post-natal, 1min par animal. - Test de suspension, animal vigile, non-invasif, hebdomadaire de 3 à 10 semaines d’âge, 5min par animal. - Test d’actimétrie, animal vigile, non-invasif, unique à 10 semaine d’âge, 24h par animal. - Mesure de la force musculaire sous anesthésie générale, acte chirurgical, unique à 10 semaines d’âge.
Impact sur les animaux
Les animaux présentent une légère atrophie et faiblesse musculaire mais qui n’affecte pas leur qualité de vie de manière significative aux âges analysés. Les animaux interagissent, se déplacent et s’alimentent normalement (poids normal). A notre connaissance il n’y a pas de douleurs associées au phénotype myopathique. La pose des électrodes sous-cutanée et l’injection intra-musculaire peux causer une inflammation dans le muscle tibial antérieur.
Devenir
Les animaux sont mis à mort sous anesthésie à la fin des deux procédures expérimentales pour plusieurs raisons : Notre projet nécessite la collection d’organes pour compléter l’analyse au niveau histologique et moléculaire. La myopathie étudiée est progressive et deviendrait potentiellement sévère si les souris étaient maintenues en vie.
Remplacement
Ces analyses ne peuvent pas être effectuées sur des cellules en culture car celles-ci ne reproduisent pas la fonction d’un organe et encore moins d’un organisme entier. En effet seul le modèle animal permet d’étudier d’une part la maladie dans sa globalité et d’autre part l’évolution des symptômes, ce qui est essentiel dans le cadre d’une mise au point de thérapie.
Réduction
Le nombre d’animaux a été basé sur les résultats de précédentes études sur ces mêmes animaux. Il nous permet d’assurer la robustesse statistique des différences entre animaux sains et malades et ainsi d’évaluer correctement l’effet de notre traitement. Afin de limiter le nombre d’animaux de la cohorte d’injections intra-musculaires nous injecterons les deux pattes (muscle tibial antérieur) de chaque animal, l’une avec la solution contrôle et l’autre avec un des traitements. L’utilisation d’un contrôle interne à chaque souris plutôt qu’un groupe de souris contrôles permet de renforcer la puissance statistique en s’affranchissant de la variation inter-groupes et de réduire le nombre d’animaux nécessaires. Toutes les souris passeront des tests phénotypiques et leurs tissus seront collectés pour compléter l’analyse histologique et moléculaire, nous permettant ainsi de nous affranchir de la création d’une deuxième cohorte pour la collection de tissus. La mesure de la force musculaire in vivo par la procédure non-invasive hebdomadaire nous permet de faire le suivi de chaque animal, ce qui renforce la puissance statistique et nous affranchit de créer une cohorte d’animaux pour chaque semaine d’âge analysée.
Raffinement
Si des difficultés de locomotion apparaissent lors de l’hébergement, de la nourriture en gel sera placée dans la cage afin de soulager l’animal dans ses déplacements. Les souris seront hébergées par groupe de 2 à 4 par cage et la qualité de l’air sera assurée par une ventilation. Des nids seront disposés dans chaque cage avec un accès illimité à la boisson et à la nourriture. Lors de la procédure de mesure de la force musculaire hebdomadaire, les souris seront anesthésiées afin d’immobiliser l’animal et de prémunir tout stress causé par la procédure. Un gel protecteur oculaire sera appliqué pour prévenir tout inconfort d’assèchement oculaire lors du réveil. Les souris seront observées jusqu’à leur réveil (~5min) pour s’assurer qu’elles sont capables de se déplacer après le test. Lors de la procédure de mesure de la force musculaire sous anesthésie générale , les souris seront anesthésiées afin d’immobiliser l’animal et de prémunir toute douleur lors de l’opération chirurgicale. Durant la procédure les souris seront placées sur une plaque chauffante pour maintenir leur homéostasie thermique et elles seront monitorées en permanence.
Choix des espèces
Pour tester l'éventuelle amélioration thérapeutique, nous avons besoin d'effectuer des expériences physiologiques in vivo sur modèle animal. Nous disposons déjà de plusieurs modèles murins de myopathies avec lesquelles nous avons publié plusieurs études sur les myopathies centronucléaires. Conserver la même espèce animale pour ce projet s’inscrit dans un effort de continuité et de reproductibilité de nos études. Nous prévoyons ainsi de réaliser cette étude sur des lignées de souris déjà disponibles dans nos laboratoires, ces modèles présentent des phénotypes comparables aux symptômes observés chez les patients humains. Enfin, le modèle murin présente l’unique avantage d’être génétiquement très proche de l’homme et facile d’élevage en raison de sa taille et de ses capacités de reproduction. Nous utiliserons ces animaux à des stades très précoces pour étudier l’effet de notre traitement avant l’apparition des symptômes mais également des animaux adultes pour étudier cet effet après l’apparition des symptômes.
Développement d’un modèle d’hypersensibilité viscérale par irritation colonique chez la souris.
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
640 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 600 tuées à l'issue et 40 réutilisées pour des formations. Chaque souris reçoit sous anesthésie une injection intracolonique de composés irritants comme l'huile de moutarde ou la capsaïcine, pour développer un modèle de douleur viscérale du côlon irritable. Le porteur indique que la stimulation ne peut être interrompue en fin d'observation, ce qui justifie la mise à mort des animaux dès la fin de la phase expérimentale. Il affirme que l'étude d'analgésiques chez l'animal vigile reste "la seule option" avant le passage chez l'humain.
Objectifs
Le syndrome du côlon irritable est un trouble gastro-intestinal caractérisé par des douleurs abdominales récurrentes associées à des troubles du transit intestinal. Environ 1 personne sur 10 dans le monde souffre du syndrome du côlon irritable et ce diagnostic est associés à une altération de la qualité de vie des patients ainsi que des impacts socio-économiques importants. L’objectif de ce projet est de développer deux modèles d’hypersensibilité viscérale non invasifs et ne nécessitant pas l’hébergement isolée des animaux. Ce modèle est basé sur l’administration de composés irritants, l’huile de moutarde et la capsaïcine, naturellement présents dans l’alimentation. L’administration de ces composés permet de stimuler les voies nerveuses viscérales et cause un ensemble de comportements spécifiques qui sont quantifiés afin d’obtenir une estimation de l’hypersensibilité viscérale. Le développement de ces modèles permettra de tester le potentiel analgésique de composés pharmacologiques pour avancer leur développement.
Bénéfices attendus
La douleur viscérale est une cause récurrente de consultation médicale. Les options pharmacologiques pour la prise en charge du syndrome du côlon irritable, qui entraine des douleurs viscérales récurrentes, restent limitées et concentrées sur la régularisation du transit intestinal, bien que la douleur soit la plainte principale des patients. Ce projet vise à développer un modèle d’hypersensibilité viscérale qui sera intégré à batterie de tests conçue pour évaluer rapidement et sur un nombre réduit d’animaux le potentiel analgésique de composés pharmacologiques. Le développement et l’amélioration de modèles afin que ceux-ci se rapprochent de la physiopathologie du syndrome du côlon irritable soutient la recherche pharmaceutique dans le développement de traitements en raffinant les outils d’évaluation des molécules. Enfin, le test de composés pharmacologiques des batteries de tests est une bonne pratique recommandée afin d’augmenter la probabilité de succès des composés lors des phases cliniques de leur développement.
Procédures
Les animaux seront soumis à l’administration de composés irritant naturellement présents dans l’alimentation par une injection intracolonique réalisée sur des animaux sous anesthésie gazeuse puis observés pendant les vingt minutes suivant leur réveil. Cette intervention type administration ne prend que quelques minutes. Chaque animal ne subira la procédure qu’une seule fois.
Impact sur les animaux
Dans le domaine de la pharmacologie préclinique de la douleur, l’induction des modèles entraîne inévitablement l’apparition de symptômes douloureux. L’administration intracolonique des composés irritants est réalisée sous anesthésie gazeuse afin favoriser le relâchement musculaire de l’animal et d’éviter tout dommage tissulaire ou stress lié à la contention. Les modèles d’hypersensibilité viscérale par irritation colonique entrainent un ensemble de comportements spécifiques (léchage de l’abdomen, étirement de l’abdomen, écrasement/pression de l’abdomen contre le sol, rétraction de l’abdomen) qui sont quantifiés afin d’obtenir une estimation de l’hypersensibilité viscérale pendant les 20 minutes d’observation. L’interruption de la stimulation chimique à la fin de la période d’observation n’étant pas réalisable, les animaux sont mis à mort à la fin de la procédure. Aucun autre effet indésirable n’est attendu en dehors de la période d’observation.
Devenir
Le stimulus administré (i.e. injection d’une substance irritante dans le côlon) ne pouvant être effectivement interrompu à la fin de la période d’observation et l’hypersensibilité viscéral induite risquant de se prolonger, les animaux seront euthanasiés dès la fin de la phase expérimentale. Par ailleurs, pour la procédure 1 : le groupe Sham neutre qui reçoit un véhicule et le groupe naïf qui ne reçoit aucune substance pourront être réutilisés pour des formations. De ce fait, ces animaux (n=40) ne seront pas mis à mort à la fin de la phase expérimentale.
Remplacement
L’objectif de ce projet est le développement de modèles permettant de tester l’efficacité de candidats médicaments analgésique. Les modèles in silico et in vitro permettent seulement d’étudier les effets de ces molécules sur la nociception, c’est-à-dire les mécanismes biologiques encodant les stimuli endommageant, ou susceptibles d’endommager les tissus. Selon sa définition par l’Association Internationale pour l’Etude de la Douleur (IASP), la douleur est une « expérience sensorielle et émotionnelle ». L’étude de potentiels traitements analgésiques doit donc être conduite dans des modèles restituant à la fois la composante sensorielle et émotionnelle et permettant l’analyse du comportement en plus de la physiologie ; faute de quoi c’est la nociception et non la douleur qui est étudiée. L’étude des candidats médicaments analgésiques chez l’animal vigile reste la seule option pour démontrer l’efficacité sur la douleur avant le passage chez l’homme.
Réduction
Le nombre d’animaux prévu pour ce projet est basé sur les données publiées dans l’article princeps décrivant le développement des modèles ajusté pour prendre en compte la variabilité de ces modèles rapportée dans la littérature. Ce nombre est cohérent avec l’expérience du laboratoire dans des modèles équivalents (Cette estimation théorique sera confirmée lors des stades initiaux de développement du modèle (dès que l’approbation du projet permettra le début des expérimentations et la génération de données) par la réalisation d’une analyse statistique par la méthode des tirages aléatoires et d’un calcul de puissance. Il est attendu que le nombre d’animaux effectivement nécessaire soit inférieur aux prévisions de cette demande d’autorisation de projet.
Raffinement
Dans le domaine de la pharmacologie préclinique de la douleur, l’induction des modèles entraîne nécessairement l’apparition de symptômes douloureux et l’objectif des études réalisées ne permet pas la mise en place de dispositions spécifiques (e.g. couverture analgésique). Le choix d’un modèle d’hypersensibilité viscérale aigue constitue un raffinement par rapport aux modèles chroniques qui augmentent la durée pendant laquelle les animaux sont exposés à des nuisances. L’irritation colonique subie par les animaux est limitée à la durée de l’observation et l’administration des composés est réalisées sous anesthésie gazeuse. La concentration des composés irritants sélectionnée sera la concentration minimale permettant d’éliciter une réponse reproductible avec le minimum d’effets secondaires pour les animaux. Les animaux seront suivis de près à la suite de l’instillation. De plus, avant l’instillation les animaux sont habitués au dispositif expérimental pour limiter les impacts sur leur bien-être. La procédure est arrêtée en cas d’atteinte de points limites tels que : Signes notables: freezing, tremblements, immobilité et signes sévères : morsure/mutilation de l'abdomen ou de la zone périanale, saignement anal, prostration/absence de réaction à la stimulation. Ces signes notables/sévères sont traités pour chaque animal. L'apparition récurrente de ces signes pendant la procédure entrainera la mise à mort de l'animal.
Choix des espèces
La question du remplacement des rongeurs par des espèces « moins évoluées » est critique et suivie avec attention au sein du laboratoire. Chez ces espèces la démonstration de la capacité à ressentir la douleur telle que définie par l’Association Internationale pour l’Etude de la Douleur est récente et les modèles d’étude de la pharmacologie de la douleur à visée clinique ne sont pas encore développés. La souris a été sélectionnée pour ce projet car les modèles développés dans ce projet l’ont initialement été chez la souris et bien reproduits et caractérisés dans la littérature. Les animaux utilisés seront des souris adultes, en cohérence avec la population humaine chez laquelle la prévalence est maximale.
Rôle du CD36 intestinal dans l’apparition de l’obésité et de l’inflammation « bas bruit » liées à la surconsommation de lipides saturés: Etude de l’impact sur la physiologie oro-intestinale, sur modèle murin.
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
192 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Nourries douze semaines avec un régime gras à l'huile de palme, elles subissent des prélèvements sanguins répétés, des gavages et des périodes de jeûne, pour étudier le rôle d'une protéine intestinale dans l'obésité. Le porteur indique que le régime vise à induire l'obésité et que l'isolement, le gavage et les injections peuvent provoquer stress et gêne. Il affirme que le recours au modèle animal est "indispensable" pour une approche intégrée de plusieurs organes.
Objectifs
L’excès de lipides alimentaires est associé à l’obésité via un excès d’apport énergétique et une élévation de l’endotoxémie. Le récepteur membrannaire CD36 (cluster of differentiation) semble impliqué dans le transport de ces toxines du microbiote intestinal. Dans un précédent projet, nous avons étudié l’impact d’un régime riche en acides gras insaturés. L’objectif de ce projet sera donc d’évaluer la contribution du CD36 intestinal dans la mise en place de l’obésité induite par un régime riche en acides gras saturés. En effet le CD36 pourrait constituer une cible thérapeutique dans le traitement des pathologies associés à un excès de lipides. Pour ce faire nous utiliserons des souris n’ayant plus de CD36 dans l’intestin, comparées à des souris contrôles. 96 souris contrôles et 96 souris déficientes en CD36 seront nourries soit avec un régime classique soit avec un régime hyperlipidique enrichi en huile de palme durant 12 semaines (temps nécessaire pour observer des effets). Afin d’étudier les variations liées au sexe l’intégralité de ce projet sera réalisée avec des animaux mâles et des animaux femelles. 192 animaux au total seront donc utilisés.
Bénéfices attendus
Ce travail devrait permettre de répondre aux questions suivantes : 1. La proteine CD36 intestinale modifie-t-elle la dépense énergétique en régime normo- et hyper-lipidique riche en acides gras saturés ? 2. La proteine CD36 intestinale modifie-t-elle les capacités d’absorption intestinale des lipides alimentaires et l’adaptation intestinale à un régime hyperlipidique riche en acides gras saturés ? 3. La proteine CD36 intestinale modifie-t-elle l’endotoxémie et l’écologie du microbiote intestinal en régimes normo- et hyperlipidique riche en acides gras saturés? 4. La proteine CD36 intestinale modifie-t-elle l’effet obésogène de l’exces de lipides alimentaires saturés ? En fonction des résultats obtenus dans ce projet, CD36 pourrait constituer une cible thérapeutique en cas de surconsommation de lipides alimentaire.
Procédures
L’ensemble de l’effectif du projet recevra un régime alimentaire spécifique (standard ou obésogène) et sera soumis à un suivi de masse corporelle hebdomadaire, ainsi qu’un suivi de masse grasse et masse maigre par EchoMRI (technique de mesure non invasive nécessitant une simple contention pendant 2 à 3 minutes) en semaine 0, 2, 4 et 12. La procédure 1 est appliquée à la moitié de l’effectif pour laquelle des mesures de prise alimentaire et de récolte des feces dans la cage seront réalisées, en semaine 0 et 11. Des prélèvements sanguins seront également réalisés en semaine -2, -1, 6, 7 et 9. La procédure 2 est appliquée à l’autre moitié de l’effectif où une mesure de la dépense énergétique est réalisée en semaine 7. Cette mesure est indolore et non invasive et s’effectue dans des cages spécifiques de mesure. Des prélèvements sanguins seront également réalisés en semaine 0 et 5. A l’issue du régime en semaine 12, l’ensemble de l’effectif subira un dernier prélèvement sanguin sous anesthésie générale, puis sera euthanasié pour réaliser des prélèvements d’organes.
Impact sur les animaux
Le régime hyperlipidique est utilisé pour induire l'obésité chez les animaux. Des difficultés à se mouvoir en raison du surpoids pourraient être attendues. Toutefois, elles ne sont jamais observées après 3 mois de régime. Le projet requiert d’individualiser les souris sur de courtes durées, ce qui peut engendrer un stress pour les animaux. Un enrichissement supplémentaire sera proposé dans leurs cages d'hébergement afin de compenser cet effet indésirable. Le gavage gastrique peut entraîner un certain stress, des irritations ou une gène de courte durée. L'echoMRI est une technique non invasive, qui recquiert une contention courte inférieure à 2 minutes. La mesure de la dépense énergétique est indolore et non invasive. Cependant, elle nécessite une individualisation en cage spécifique, qui peut induire un stress sur 5 jours. Le sprelèvements sanguins à la queue des souris nécessite une contention légère et ne dure pas plus de 30 secondes. Le prélèvement sanguin en intracardiaque final est réalisé sous anésthésie, et ne dure pas plus de 30 secondes. Les souris subiront une mise à jeun de 12 heures. Pour les injections en IP (intrapéritonéale, au niveau de la cavité abdominale) et en IV (intraveineuse), il peut y avoir une douleur au point d'injection. Les produits injectés sont indolores (insuline) et à de faibles volumes.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, tous les animaux seront euthanasiés sous anesthésie selon le planning prévu par l’étude afin de réaliser des prélèvements d'organes.
Remplacement
Le remplacement est impossible car il s’agit d’étudier des processus physiologiques mettant en jeu plusieurs organes (intestin, tissu adipeux et foie). Il est donc indispensable de recourir au modèle animal pour une approche intégrée.
Réduction
Afin de limiter le nombre d’animaux nécessaires et le nombre d’expériences réalisées sur chaque animal, nous avons adopté la stratégie suivante : • Réduire le nombre d’animaux au minimum nécessaire à une analyse statistique robuste de cette expérience à l’aide de tests non paramétriques (ANOVA), sachant qu’il y a des variations individuelles dans la réponse intestinale aux lipides • Les 2 procédures se clôturent par un test du charge lipidique identique, ce qui permet en cumulant les effectifs des deux procédures d'atteindre de nombre requis d'individus pour une analyse statistique correcte.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des conditions optimales avec un enrichissement (carrés de coton, tunnels en polycarbonates…) de leur milieu adapté. Ils bénéficieront d’un suivi quotidien de leur état général. Lors des procédures expérimentales, les actes susceptibles d’entrainer une souffrance ou une douleur seront réalisés sous anesthésie générale, par des personnes expérimentées, en surveillant le maintien de la température corporelle grâce à une table chauffante spécifique. S’agissant d’un projet nécessitant l’utilisation d’animaux vivants, l’utilisation de techniques non invasives et indolores ainsi que de tests comportementaux est privilégiée afin d’acquérir les paramètres physiologiques nécessaires au projet tout en respectant les questions d’éthiques en expérimentation animale et la règle des 3R. De plus, des points limites en adéquation avec ce projet ont été définis (signes généraux de souffrance, perte de poids supérieure à 20% en 7 jours). En cas d’atteinte d’un de ces points limites, l’animal concerné sera retiré du projet. Enfin, un nombre restreint d’expérimentateurs disposant d’une formation et d’une qualification adéquate à l’expérimentation animale interviendra dans ce projet.
Choix des espèces
La souris est utilisée car son métabolisme présente de nombreuses similarités avec celui de l’Homme, en particulier au niveau oro-intestinal. Elle exprime les mêmes protéines clés de la détection des lipides et de la synthèse des lipoprotéines par l’intestin qui sont régulées de la même manière. Ce modèle est largement documenté dans la bibliographie scientifique. Dans ce projet, nous travaillons sur des lignées de souris OGM présentant une délétion spécifiquement au niveau intestinal. Les animaux seront utilisés au stade adulte à partir de 8 semaines afin de s’affranchir des effets de la puberté dans les résultats obtenus.
Mise au point d’un dispositif pour la quantification de la dynamique de l’émission de méthane chez la chèvre
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
12 chèvres laitières vont être utilisées, gardées vivantes à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont placées dans des enceintes de mesure du méthane qui les isolent et les exposent au bruit de turbines, pour mettre au point un dispositif de quantification des émissions. Le porteur indique que ce séjour peut provoquer angoisse, état dépressif, vocalisations et perte de poids transitoire, et retire de l'expérience tout animal en détresse au-delà de vingt-quatre heures. Il affirme que l'utilisation des chèvres est "essentielle et irremplaçable".
Objectifs
Chez les ruminants, les principales réponses à des pratiques d'alimentation sont liées à l’action d’une population microbienne au niveau du rumen. Ce microbiote est responsable de la fermentation des aliments dont les produits principaux sont les acides gras volatils (AGV), le gaz carbonique et le méthane. La durabilité de la production des filières de ruminants est fortement dépendante de la fermentation ruminale des aliments ingérés et de la réduction des émissions de méthane entérique. La fermentation ruminale et la production de méthane sont des processus dynamiques médiés par des interactions entre l'animal, son microbiote ruminal et l'alimentation. Ces interactions contribuent à faire varier des caractères comme la longévité, l’efficience alimentaire et la résilience, sur lesquels les animaux peuvent être phénotypés, comme c’est le cas actuellement Ce projet a comme objectif de mettre au point un dispositif expérimental pour la quantification de la dynamique de l’émission de méthane chez la chèvre. Cette phase est cruciale pour les futurs projets autour de développement des modèles mathématiques pour représenter l’interaction entre production de méthane, efficience et capacité adaptative.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de rendre opérationnel un dispositif pour la quantification de la production de méthane chez la chèvre. Le projet permettra d’identifier les paramètres environementaux au delà desquels les points limites pour les animaux seront atteints et les conditions expérimentales optimales à prendre en compte pour les futurs projets de l'installation expérimentale autour de l’émission de méthane et son lien avec des phénotypes d’intérêt.
Procédures
Les animaux ne seront soumis à aucune intervention, hormis celles classiques d’un élevage laitier (traite)
Impact sur les animaux
Le séjour dans les enceintes pourraient entraîner des états d’angoisse et de détresse en raison de l’isolement des animaux et des valeurs limites des paramètres environementaux (température, humidité). Ce stress est réduit par l’enrichissement du milieu (brosse, chaînes) à l’intérieur des enceintes, la présence de parois transparentes (qui permettent la visibilité avec leur congénères) et par la présence humaine pendant la phase d’habituation. Néanmoins, le séjour dans les enceintes pourrait conduire certains animaux à un état dépressif, à vocaliser et à diminuer leur ingestion, ceci conduisant à une perte de poids transitoire. L’expérimentation pourrait avoir un impact sur l’activité de l’animal (excrétions excessives, agitation ou immobilisation). Un animal qui manifeste des signes de détresse au-delà de 24 heures sera sorti de l’expérimentation.
Devenir
La procédure de mesure de méthane est une procédure modérée qui n’implique aucune mesure invasive sur les animaux. Les animaux sont gardés en vie à l'issue de l'expérimentation.
Remplacement
Le projet a comme objectif la mise au point d’un dispositif pour quantifier la production de méthane par le système digestif de la chèvre. L’utilisation des animaux est donc essentielle et irremplaçable.
Réduction
Nous allons utiliser 12 animaux maximum. Le nombre des enceintes est 4. Le test se fera en 2 temps . Nous considérons 2 animaux de plus par essai en prévoyant le remplacement des animaux stressés.
Raffinement
Le dispositif comprend des éléments aversifs pour les animaux comme l’isolement et l’exposition au bruit produit par des turbines d’extraction. Pour réduire les nuisances sur le bien-être animal de ces éléments aversifs, une phase d’habituation sera mise en place pour minimiser le stress dans les enceintes. Dans cette phase d’habituation, les animaux seront exposés aux éléments aversifs de manière graduelle l’un après l’autre. En premier, les animaux seront exposés graduellement à l’isolement. Le bruit des turbines sera intégré dans l’environnement ultérieurement. Du matériel isolant sera utilisé dans l’armoire du système d’extraction pour réduire le bruit produit par les turbines. Les enceintes sont équipées d’un matelas qui laisse passer l’urine pour améliorer le confort de l’animal. Des brosses et des petites chaines seront installées comme enrichissement. La présence de parois transparentes (qui permettent la visibilité avec leurs congénères) et la présence humaine pendant la phase d’habituation réduiront le stress. Les signes d’inconfort des animaux (vocalisations, agitation, tremblement, abattement, excrétions excessives) seront observés pendant toute la durée du protocole d’habituation de la façon suivante : Phase d'habituation J1 permanente, J2 toutes les 15 mn pendant 4 h, J3 et 4 toutes les 30 mn avec des temps de présence de 15 mn, J5 toutes les 2 heures sur 5 heures. Phase de mesures: temps de présence 1h matin et soir avec surveillance régulière en journée des animaux et du dispositif. Comme points limites, nous considérons excrétions excessives, agitation ou immobilisation au-delà de 24 heures. Un animal qui manifeste des signes de détresse au-delà de ces 24 heures sera sorti de l’expérimentation.
Choix des espèces
Ce projet s’intègre dans le programme de recherche de l’equipe. Il utilisera l’animal modèle de l’unité : la chèvre laitière Chèvres en lactation
Etude du rôle des vésicules extracellulaires d’origine astrocytaire dans la transmission synaptique et la plasticité synaptique à long-terme chez la souris adulte.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
980 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque souris subit une chirurgie du crâne d'environ une heure avec deux injections dans l'hippocampe, pour étudier le rôle de vésicules libérées par les astrocytes dans la mémoire. Le porteur indique que la chirurgie peut provoquer douleur, perte de poids et infection du site opératoire. Il affirme que l'étude in vivo est "indispensable", d'éventuelles pistes contre la maladie d'Alzheimer restant renvoyées au long terme.
Objectifs
Depuis maintenant plusieurs décennies, de nombreuses études indiquent que certaines cellules du cerveau, que l’on appelle « astrocytes », jouent un rôle clé au cours de la communication entre neurones. En effet, un astrocyte peut détecter l’information qui est transmise dans la zone de communication entre deux neurones et en retour venir réguler cette communication neurone-neurone en libérant des transmetteurs. Des études récentes sur des modèles de cultures cellulaires suggèrent cependant qu’une autre voie encore très peu explorée permettrait également aux astrocytes de réguler la communication neurone-neurone: la voie des vésicules extracellulaires. En effet, les astrocytes libèrent de petites vésicules contenant des protéines et des acides nucléiques capables de réguler l’expression de protéines à l’intérieur des cellules voisines. Ces vésicules, une fois libérées par les astrocytes, pourraient être capturées par les neurones voisins et modifier l’expression de protéines jouant potentiellement un rôle clé dans la communication entre neurones. Il est maintenant crucial de vérifier si cette voie des vésicules extracellulaires, identifiée dans des cultures cellulaires, est également présente dans des conditions physiologiques. Pour ce faire, nous allons étudier leur rôle dans l’hippocampe, une région du cerveau jouant un rôle clef dans la mémoire. Les astrocytes y régulent les communications neurone-neurone qui sont considérées comme la base cellulaire de la mémoire. Si les vésicules extracellulaires jouent un rôle dans cette régulation, alors empêcher leur libération par les astrocytes aura un impact sur les communications neurone-neurone et affectera potentiellement la mémoire. Notre projet vise donc à mieux comprendre le rôle des vésicules extracellulaires libérées par les astrocytes dans l’hippocampe de souris adultes en évaluant leur impact sur la communication neuronale et sur la mémoire.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de mieux comprendre les mécanismes astrocytaires sous-tendant les bases cellulaires de la mémoire. Au travers des résultats attendus, ce travail pourrait avoir des répercutions positives sur la recherche pré-clinique s’intéressant aux maladies neurodégénératives touchant la mémoire, comme la maladie d’Alzheimer, et pourrait à terme mettre en lumière de nouvelles pistes thérapeutiques.
Procédures
Les différents gestes techniques utilisés lors de ce projet sont au nombre de 5 : 1/ Chirurgie pour injections intrahippocampiques: les animaux seront anesthésiés durant toute la chirurgie (soit environ 1h par animal). Elle consiste en une incision de la peau au niveau du crâne, puis deux petites craniotomies permettant la descente de l’électrode d’injection au niveau des deux hippocampes. Les animaux subiront donc au total 2 injections chacun, puis seront suturés. 980 soit la totalité des animaux seront concernés. 2/ Anesthésie pour perfusion : Avant de réaliser les perfusions intracardiaques, les animaux recevront une injection intra-péritonéale unique d’un mélange d’anesthésiques. Tous les animaux utilisés pour les études immunohistochimiques sont concernés, soit un total de 180 animaux. 3/ Perfusions intracardiaques sur animal anesthésié : une fois l’injection d’anesthésiques réalisée, une perfusion intracardiaque sera effectuée. Les mêmes 180 animaux seront utilisés. 4/ Expériences d'électrophysiologie et de PatchSeq : les animaux seront anesthésiés puis le cerveau prélevé. 680 animaux sont concernés. 5/ Spectrométrie de masse et de nanocytométrie de flux : les animaux seront anesthésiés par une injection intra-péritonéale unique du mélange d'anesthésiants. Puis, 30 min après l’induction de l’anesthésie, et suite à la surveillance de la respiration et des réflexes de la patte et palpébral, le cerveau sera prélevé et transféré dans de l’azote liquide. Pour ce geste technique, 120 animaux sont concernés.
Impact sur les animaux
Suite aux procédures chirurgicales, une douleur ainsi qu’une perte de poids peuvent survenir dans des cas très rares. Pour prévenir ces phénomènes, un analgésique sera injecté en préemptif par voie sous-cutanée. Si nécessaire, l’injection sera renouvelée 24 heures après la chirurgie pour calmer la douleur. La plaie chirurgicale sera observée quotidiennement afin de déceler les traces d’infection au niveau du site opératoire (rougeur, enflure, écoulement, saignement). Si la plaie présente un de ces signes, nous appliquerons quotidiennement une pommade cicatrisante, jusqu’à complète cicatrisation et pendant 7 jours maximum. Si l’état de l’animal ne s’améliore pas, nous ferons intervenir la vétérinaire responsable. Enfin, en cas d’absence d’amélioration de l’état de l’animal après traitement, il sera mis à mort. Les animaux seront observés quotidiennement et la douleur sera évaluée jusqu’à J2 après chirurgie selon la grille d’évaluation (cf grille jointe), organisée selon 5 grands critères : apparence physique, comportement non provoqué, changements de poids corporel, la locomotion ou encore l’aspect de la plaie. Si l’animal présente des signes de douleur (score entre 3 et 6), nous injecterons immédiatement un analgésique en sous-cutané pour calmer la douleur. Si nous n’observons pas d’amélioration de l’état de l’animal, nous ferons intervenir la vétérinaire responsable. Enfin, en cas d’absence d’amélioration de l’état de l’animal après traitement ou en cas de souffrance avérée (score entre 7 et 15), l’animal sera mis à mort.
Devenir
A l’issue de toutes les expériences, les animaux ne seront pas gardés du fait des procédures subies et seront de ce fait mis à mort.
Remplacement
Travaillant sur les interactions des cellules neuronales et astrocytaires dans un réseau adulte, il est impossible de recourir à des modèles bioinformatiques ou à des cellules en culture. L’étude in vivo et sur tranches aigües de cerveau est donc indispensable. De plus, la souris est classiquement utilisée afin de mieux comprendre le rôle des astrocytes dans la communication neuronale et la plasticité synaptique à long terme (base cellulaire de la mémoire). Nous ne pouvons donc pas recourir à des techniques de remplacement.
Réduction
Le nombre de souris par groupe a été évalué sur la base des travaux précédents en tenant compte des divers problèmes que nous pourrons rencontrer au cours des différentes phases expérimentales (problème au cours de la chirurgie, pipette utilisée pour injecter le virus bouchée, injection dans la mauvaise structure cérébrale, problème au moment de la dissection, problème rencontré au moment de l’expérience d’électrophysiologie). Le projet sera réalisé sur des souris mâles et femelles. Si au cours du projet nous observons que les résultats sont similaires entre les mâles et les femelles, nous regrouperons les données obtenues ce qui permettra de REDUIRE de moitié le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Dispositions d’hébergement : Pour chacune des études, les animaux seront placés dans des cages enrichies (carrés de cellulose lab’nest et sizzle nest), jusqu’au nombre de huit animaux par cage. Ils seront stabulés dans une animalerie thermorégulée avec hygrométrie contrôlée. L’accès à la nourriture et à l’eau sera ad libitum et un changement de litière effectué chaque semaine. Dispositions visant à réduire la douleur : Si l’animal présente des signes de douleur (score entre 3 et 6) au cours de l’expérimentation, nous administrerons immédiatement un analgésique en sous-cutané pour calmer la douleur. Si nous n’observons pas d’amélioration de l’état de l’animal, nous ferons intervenir la vétérinaire responsable. Enfin, en cas d’absence d’amélioration de l’état de l’animal après traitement ou en cas de souffrance avérée (score entre 7 et 15), l’animal sera mis à mort.
Choix des espèces
Le modèle utilisé est la souris. La souris est classiquement utilisée afin de mieux comprendre le rôle des astrocytes dans la communication neuronale et la plasticité synaptique à long terme (base cellulaire de la mémoire). Ce modèle permet de produire des tranches aiguës de cerveau afin de réaliser des études d’électrophysiologie. Les souris seront âgées de 7 semaines minimum au moment des injections intra cérébrales. Ensuite, les diverses études seront réalisées 3 à 5 semaines après les injections intra cérébrales. Les questions que nous posons concernent le stade adulte, c’est pourquoi les expériences seront réalisées sur des souris adultes âgées de 10 à 12 semaines.
Procédures d’injection intra-cérébrale préalable à des enregistrements électrophysiologiques ex vivo chez le rongeur
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Rats : 1840
5 440 souris et rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des administrations répétées puis une injection intracérébrale sous anesthésie, avant d'être mis à mort par décapitation, y compris des nouveau-nés décapités à la guillotine ou après refroidissement, pour tester ex vivo des molécules candidates de laboratoires clients. Le porteur indique que ces gestes peuvent provoquer stress, inflammations, infections et blessures de l'œsophage. Il décrit une activité de prestation pour l'industrie pharmaceutique et affirme que ces enregistrements sur tissu vivant constituent la "meilleure approche".
Objectifs
Les groupes pharmaceutiques et les sociétés biotechnologiques souhaitent avoir des informations pharmacologiques fonctionnelles sur leurs molécules en développement pour traiter des maladies du système nerveux central ou pour traiter la douleur. D’autre part, pour une meilleure prédictibilité d’éventuels effets secondaires, les agences réglementaires exigent une connaissance complète des cibles et des mécanismes d’action associés à ces nouvelles molécules qui sont soumises à une demande d’autorisation de mise sur le marché. En phases précliniques réglementaires, il n’est pas possible de tester les effets des molécules sur de grandes quantités d’animaux, à la fois pour des questions de quantité disponible des molécules (quelques milligrammes le plus souvent) et pour des questions éthiques (aucune idée sur les effets éventuels qui pourraient être observés). A l’importance de mise au point de nouvelle molécule, il faut ajouter le développement de modèle rongeur génétiquement modifié. Ces modèles permettent de mimer des pathologies humaines, leur utilisation est alors un avantage pour l’évaluation de l’efficacité de molécule d’intérêt. Il faut pour cela que ceux-ci soient électrophysiologiquement caractérisés. L'utilisation de tranches et/ou de cellules nerveuses de système nerveux central de rongeurs, traités par des molécules directement dans ce système nerveux central, permet une étude sur l'activité du composé et une information sur ses mécanismes d’action dans le modèle rongeur considéré. Pour ce faire, nos laboratoires utilisent deux types de technique, le Multi-Electrode Array (MEA) = enregistrements extracellulaires multipoints avec circuit imprimé d’électrodes et le Patch = un enregistrement à l'échelle du neurone. Le projet vise à déterminer, ex vivo, les effets pharmacologiques et/ou toxiques de nouvelles entités chimiques en développement préclinique afin de permettre à nos clients d’évaluer les propriétés de leur(s) molécule(s) - et/ou les propriétés d’une famille de molécules.
Bénéfices attendus
Notre projet permet de mieux caractériser, évaluer et comprendre les effets de futurs candidats médicaments pour traiter les pathologies du système nerveux central. Nos techniques mises en œuvre dans ce projet, pour l’évaluation ex vivo des effets pharmacologiques fonctionnels et/ou toxiques sur des explants de tissus vivants, exposés de façon chronique ou de façon aigüe, injectés directement dans le cerveau constitue la meilleure approche car elle permet : - de franchir la barrière hémato-encéphalique ; - de limiter le nombre d’animaux à tester par l’utilisation de tissus (mesures multipoints sur le même tissu séparé en petits échantillons) ; - de faire, dans un premier temps, une analyse pharmacologique/toxicologique précise à l’échelle du tissu et/ou du neurone et/ou de la protéine tout en s’affranchissant des problèmes de passage de la barrière hémato-encéphalique et des problèmes de pharmacocinétique. Ce projet permet ainsi d’affiner la sélection et l’orientation du développement de futurs médicaments avant de lancer les premières étapes précliniques couteuses de leur mise sur le marché.
Procédures
Les animaux seront administrés deux fois par jour avec une manipulation de 5 minutes maximum par animal, soit 10minutes da manipulation au total par jour. Ces injections pourront durer trois mois, mais durent en moyenne trois semaines au cours de nos études. Ces multiples manipulations et peuvent souffrir d’inflammation ou de blessure à l’œsophage en fonction des sites d’injections choisis. Tous les animaux subiront l’injection intracérébrale, durant 30-45 minutes sous anesthésie générale et analgésie. Les nuisances pouvant apparaitre sont des inflammations aigues, des infections et, en conséquence indirecte, un défaut de reconnaissance et de soin de la part des mères pour les individus entre 0 et 21 jours post naissance (c’est-à-dire non sevrés). Les temps de mise à mort varient en fonction du moyen utilisé mais n’excèdent pas dix minutes sous anesthésie et analgésie quand cela est nécessaire. Pour les Rats et Souris < P5 sont anesthésiés sur un bloc froid réfrigérant, sans contact direct, jusqu’à perte des réflexes au pincement d’une patte postérieure, puis décapités avec une paire de ciseaux adaptés, il temps entre l’anesthésie et la mise à mort est de 7 min ; Pour lesP5 < Rats et Souris P10 : les animaux seront anesthésiés par induction gazeuse à l’isoflurane (3.5% rat et 2.5% souris) puis décapités grâce à une guillotine adaptée, pour un temps de manipulation de maximum 7min. Si les animaux sont mis à mort par exsanguination, la totalité de l’intervention est de 12 minutes et passe par une anesthésie gazeuse, puis une analgésie sous masque anesthésique, 5 minutes d’attente et enfin exsanguination.
Impact sur les animaux
Nous avons une procédure qui peut amener à des effets indésirables. La procédure peut par : *-la manipulation régulière d’un animal, générer du stress ; *-l’injection régulière, provoquer des effets indésirables au site d’injection comme des inflammations, des infections, de blessure de l’œsophage ; *- la mise à mort par perfusion intracardiaque sous anesthésie gazeuse peut amener un stress premortem important ; *-la nature des animaux génétiquement modifiés, créer des douleurs auxquelles les animaux ne peuvent s’échapper ; *-l’injection intra-cérébrale peut induire des problèmes de type opératoire et post-opératoire, comme des inflammations aigues, des infections et une conséquence indirecte : un défaut de reconnaissance et de soin de la part des mères pour les individus opérés entre 0 et 21 jours post naissance.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour mesurer l’efficacité du traitement par la molécule à tester. Ces mises à mort seront nécessaires pour assurer l’évaluation d’efficacité et la détermination des mécanismes d’action de futurs candidats médicament, grâce aux modèles d’animaux mimant les pathologies neurodégénératives et à la maîtrise des protocoles d’enregistrement d’activité électrique cérébrale.
Remplacement
Nos évaluations ou caractérisations nécessitent de pouvoir réaliser des observations sur des réseaux neuronaux natifs et connectés, « donc plus physiologiques ». Il n’est pas envisageable de réaliser sur l’Homme ces tests que nous proposons. Nous devrons, en effet, tester des molécules avec des effets potentiellement inconnus, en les administrant à un organisme vivant. De plus, nous utilisons des tissus fraichement prélevés, car il n’est pas possible, in silico, de reproduire la complexité de ces connexions et/ou la particularité d’un neurone spécialisé.
Réduction
Notre capacité à utiliser un même animal pour plusieurs mesures et plusieurs conditions d’exposition diminue le besoin en nombre d’animaux et nous permet de faire, dans un premier temps, une analyse pharmacologique/toxicologique précise à l’échelle du tissu et/ou du neurone et/ou de la protéine tout en s’affranchissant des problèmes de passage de la barrière hémato-encéphalique et des problèmes de pharmacocinétique. Grâce à notre expérience sur les projets antérieurs, nous avons déterminé un nombre suffisant d’animaux nous permettant de valider nos enregistrements. Compte tenu des variations du taux de réussite attendu lors de l’injection intracérébrale au cours des études utilisant cette procédure, nous adapterons ce nombre grâce à une étude pilote qui sera réalisée avant d’introduire plusieurs conditions de test. Cette étude pilote ne sera pas réalisée si les données de notre client sont suffisantes pour garantir une significativité. Les enregistrements validés sont rassemblés par condition pour l’analyse. Nos analyses statistiques des résultats permettrons de déterminer l’efficacité du test. Lors de l’étude pilote, nous pourrons évaluer la significativité statistique et si elle n’est pas atteignable, l’étude sera suspendue. Si celle-ci est présente, l’étape suivante pourra donc être menée en poursuivant par 4 conditions différentes au maximum.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe sociaux (4 souris adultes et 2 rats adultes/cage). Ils bénéficient d’enrichissement adaptés, deux types différents par cage (système permettant la création de nid soit tunnel ou soit pièce de bois à ronger par exemple). Cet enrichissement est validé par le fournisseur ou le partenaire et l’information est conservée et partagée dans les documents de renseignement de la lignée. .Les animaux préalablement administrés seront habitués aux différentes contentions utiles pour les voies d’administration des composés à tester. Nous diminuerons les futurs stress dus à ces manipulations. Ces administrations seront réalisées par du personnel compétent et formé en respectant les recommandations vétérinaires. Les solutions injectées seront contrôlées pour s’assurer de leur innocuité. Les animaux seront surveillés deux fois par jour et pesés. Un contrôle de l’apparition d’infection ou d’inflammation sera effectué. Si un animal infecté apparait, il sera sorti temporairement du projet et le vétérinaire sera consulté pour un traitement adapté jusqu’à récupération. Les animaux génétiquement modifiés auront une semaine d’acclimatation et un mois de temps d’hébergement, maximum. Il se fera en groupes sociaux en mélangeant les génotypes pour assurer la meilleure expression de phénotypes normaux. Chaque lignée modifiée aura une documentation de suivi spécifique. Ces animaux seront asymptomatiques. L’injection intracérébrale sera précédée d’une prémédication et suivi par des soins antalgiques et enfin d’une couverture antalgique et de suivi clinique deux fois par jours. Les animaux seront mis à mort sous anesthésie gazeuse et analgésique pour assurer l’enregistrement des activités neuronales.
Choix des espèces
La grande quantité d’informations scientifiques disponible sur le fonctionnement du système nerveux central des rongeurs, ajoutée à la maîtrise de leurs élevages, de leur génétique, de leur relative petite taille et au développement de technique d’enregistrements électrophysiologiques sur explants vivants font de ces espèces un modèle de choix pour l’évaluation pharmacologique de molécules. Ponctuellement, nous utilisons d’autres lignées de ces espèces, après discussion de la pertinence du modèle espèce-lignée-lignée génétiquement modifiée-protocole avec notre client. Toute demande de caractérisation de lignée modifiée fera l’objet d’une analyse bibliographique et circonstanciée en amont. L’impact du phénotype devra être décrit. Nous ne travaillerons qu’avec des animaux asymptomatiques. L’âge des animaux testés est déterminé en fonction du type de test et d’une analyse bibliographique. Nous pouvons travailler aussi bien avec des animaux nouveaux nés, juvéniles, adultes ou âgés en fonction des cibles fonctionnelles à observer et de l’évolution de la pathologie considérée (maladies neurodégénératives le plus souvent). Les choix de l’espèce, de la lignée et de l’âge sont validés en collaboration avec le client. En effet, l’expression phénotypique de la pathologie et/ou d’un déficit et/ou d’une lésion est souvent déterminante pour le choix de l’âge d’utilisation des animaux.
Projet d’archivage et revitalisation de lignées murines
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
9 410 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles servent à un service d'archivage de lignées génétiquement modifiées, avec stimulation ovarienne par injections et chirurgie de réimplantation d'embryons. Le porteur indique que les femelles sont tuées pour récupérer les embryons et que d'autres animaux le sont pour prélever sperme et embryons destinés à la fécondation in vitro. Il affirme que l'utilisation de ces animaux est "indispensable" pour sécuriser les lignées de recherche.
Objectifs
Le service a pour principale mission de cryopréserver les lignées de souris génétiquement modifiées des différents plateaux dans le but de sécuriser et rationaliser leur utilisation. Le service propose un ensemble de prestations: - la cryoconservation des lignées murines transgéniques à partir de sperme ou d'embryons - L’archivage et le stockage de ces paillettes - La possibilité d'échanger des lignées via des paillettes entre chercheurs - La reviscience de lignées. Le service réalise les mises au point et le développement de nouveaux protocoles permettant d'améliorer les prestations proposées.
Bénéfices attendus
L'archivage et par de là la sécurisation des lignées murines génétiquement modifiées en cas de soucis sanitaire. La possibilité d'arrêter sous forme repirante une lignée égéntiquement modifiée non utilisée et de permettre la revitalisation de cette dernière si besoin par la suite. L'envoi de paillettes et non d'animaux vers des collaborateurs. Respect des 3R
Procédures
Injection sur femelles vigiles : lors de la stimulation ovarienne des femelles (deux injections : le geste est réalisé en moins d'une minute) et lors de l'anesthésie des femelles pseudogestantes avant réimplantation : une injection (durée moins d'une minute) . Acte chirurgical lors de la réimplantation des embryons issus des fécondations in vitro. La chirurgie dure environ 5 à 8 minutes.
Impact sur les animaux
La réimplantation nécessite une procédure invasive soit un acte chirurgical. Des effets indésirables pourraient être observés sur des animaux pendant et après l'acte chirurgical.
Devenir
Procédure 1: euthanasie des femelles pour récupérer les embryons Procédure 2: euthanasie des animaux pour récupérer le sperme et les embryons pour effectuer la FIV Procédure 3: euthanasie des femelles pseudogestantes car elle ne pourront plus resubir de chirurgie après naissance des souriceaux (lignée redérivée)
Remplacement
Les méthodes d'archivage et de revitalisation nécessitent l'utilisation d'animaux. L'utilisation de ces animaux est indispensable. Ne sont utilisées et congelées que des lignées nécessaires aux projets de recherche.
Réduction
Réduire en diminuant le nombre d’animaux utilisés: uniquement 2 mâles sont nécessaires pour une cryo de sperme et sécuriser une lignée. Ces méthodes permettent de sécuriser et de rationaliser les élevages. On limite la réimplantation des embryons à 3 femelles, même si le nombre d’embryons est supérieur (et dans ce cas les embryons seront congelés). Seuls 2 mâles sont utilisés pour la cryo de sperme, ils sont isolés 72h à 1 semaine d’où une demande d’autorisation de projet.
Raffinement
Raffiner en utilisant au mieux les animaux. Renforcement de l'enrichissement des cages contenant les mâles vasectomisés isolés. La durée d'isolement des mâles est réduite au maximum. Eviter tout stress des animaux pendant les manips (gestation...) Les points limites sont dans le 4.2. Les animaux opérés lors du transfert d’embryon seront soumis à une attention particulière pour la gestion de la douleur avec réadministration d’antalgique si nécessaire après la chirurgie Les cages hébergeant les femelles réimplantées sont enrichies avec une cabane, du sopalin. Deux femelles maximum sont mises par cage. Une surveillance quotidienne est réalisée.
Choix des espèces
Ce sont des lignées murines transgéniques utilisées par les équipes de recherche pour de nombreux projets scientifiques. Le but du service est de sécuriser ces lignées afin de pallier à d'éventuelles contaminations, éviter les phénomènes de dérive génétique et favoriser la rationalisation . Congélation de sperme : souris matures Congélation d'embryons préimplantatoires: des souris s âgées de 8 semaines minimum à 12 semaines, c’est à dire à maturité sexuelle, sont nécessaire pour réaliser la congélation sous forme d’embryons d’une lignée. Fécondation in vitro: jeunes femelles
Etude du rôle de SCRIB dans la carcinogenèse gastrique
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
168 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiées pour développer un cancer de l'estomac, elles reçoivent neuf injections de chimiothérapie en trois semaines, pour tester le rôle du gène SCRIB dans la maladie. Le porteur indique que la tumeur et les injections peuvent provoquer inflammation, déshydratation, douleur et perte de poids. Il affirme que le modèle animal est "indispensable" et que la souris est le "seul modèle" où la mutation étudiée est possible.
Objectifs
Le but de ce projet est de créer et étudier une nouvelle lignée de souris mutante pour le gène SCRIB qui semble impliqué dans les cancers gastriques (estomac). En effet, lorsque que ce gène ne fonctionne pas correctement (en étant modifié), le cancer a plus de chance de se déclarer. Une version mutée de ce gène SCRIB est trouvée chez des patients atteints de cancers gastriques. Ces souris mutantes qui déclareraient des cancers gastriques nous permettrait de tester l’efficacité des traitements chimio-thérapeutiques sur ces cancers.
Bénéfices attendus
Les cancers gastriques sont la 5ème cause de mortalité par cancer dans le monde, avec plus de 1 millions de nouveaux cas par an. Ces cancers se caractérisent par une forte agressivité avec une survie à 5 ans de moins de 25%. Les raisons de cette mortalité élevée sont multiples et peuvent s’expliquer notamment par un diagnostic tardif. Une meilleure connaissance des mécanismes liés au cancer nous permettrait d’améliorer les diagnostics et les traitements. A terme, le gène étudié ici pourrait être utilisé à l’avenir comme cible thérapeutiques si les traitements s’avèrent efficaces dans ce projet.
Procédures
Les souris engagées dans ce projet sont porteuses de mutations qui induisent un cancer gastrique. Elles auront donc des tumeurs qui se développeront au niveau de l'estomac. Afin d'évaluer l'efficacité de 4 chimiothérapies, les souris recevront ces traitements par injection, 9 au total sur une durée de 3 semaines. Chaque injection prend quelques dizaines de secondes pour être réalisée et peut entraîner du stress et de l'inconfort chez l'animal. L'impact des anticancéreux sur ce modèle réalisé n'est pas connu actuellement.
Impact sur les animaux
Les souris transgéniques utilisées dans ce projet développeront des tumeurs au cours du temps. De plus, les souris subiront toutes 9 injections en IP en 3 semaines. Les souris pourront présenter de l’inflammation de la déshydratation et une douleur transitoire suite aux injections ainsi qu’une perte de poids et d’appétit dues au développement de la tumeur.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure. En effet, le but, en plus d'observer les animaux et d'évaluer l'efficacité des traitements, est de mener ensuite des analyses sur plusieurs de leurs tissus (tumeurs et organes).
Remplacement
Au laboratoire, des travaux in vitro encourageants démontrent que la dérégulation de SCRIB, notamment sa perte de fonction, favorise la prolifération cellulaire des cellules de cancer gastriques et diminue l’adhésion cellulaire. L’utilisation d’un modèle animal est maintenant indispensable pour identifier le rôle de SCRIB au niveau d’un organisme et ainsi définir le potentiel statut de SCRIB en tant que gène suppresseur de tumeur. La souris est à ce jour le seul modèle où la mutation sur notre gène d’intérêt est possible.
Réduction
Ce nombre a été réduit au maximum tout en restant suffisant et statistiquement robuste pour apporter des réponses claires à notre projet.
Raffinement
Les souris seront hébergées dans des conditions sanitaires contrôlées et disposeront d’un enrichissement adapté (tunnels, maisonnettes, carrés de coton pour la fabrication de nid). Les animaux seront surveillés quotidiennement. Les injections seront réalisées par des personnels compétents. Un suivi régulier comprenant l’observation des critères définis (point d’injection, poids et état de maigreur, état général) sera effectué. Les effets secondaires de la chimiothérapie chez la souris peuvent se traduire par de la diarrhée. Aux doses décrites dans ce projet, le risque est extrêmement faible. Si toutefois des diarrhées apparaissaient, nous mettrons en place un suivi déshydratation (pli de peau) associé à un suivi de poids tous les jours et du gel nutritif sera mis au fond de la cage. Des points limites ont été établis permettant de détecter le plus précocement possible tout signe de souffrance ou de douleur et ainsi de soustraire l’animal de la procédure rapidement si nécessaire.
Choix des espèces
La souris est utilisée comme organisme modèle. L'animal est absolument nécessaire par son côté physiologique intégratif. Les animaux utilisés dans ce projet sont génétiquement modifiés et ces lignées sont disponible chez la souris. C’est un modèle de référence dans le domaine de la cancérologie et nous possédons les lignées d’intérêt. Enfin, fort de notre expérience sur ce modèle dans des projets antérieurs, nous choisissons de rester sur le modèle murin. La première partie du projet consiste à évaluer les cancers sur les souris mutantes pendant 12 mois. Les souris seront suivies de la naissance jusqu’à maximum l’âge d’un an. Pour la deuxième partie du projet, l’efficacité des traitements sera tester par chimiothérapie à l’âge adulte. Ainsi, les traitements commenceront entre 6 et 12 semaines.
Évaluation de l’effet d’une réduction sélective en acides aminés chez la souris insuffisante rénale chronique afin de déterminer les familles d’acides aminés responsables de l’effet néphroprotecteur des régimes pauvres en protéines.
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Recherche fondamentale
- Système urogénital
140 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une maladie rénale chronique leur est induite par un régime à l'adénine pendant quatre semaines, suivie de prélèvements sanguins répétés sur animal vigile et de tests de tolérance au glucose et à l'insuline, pour comparer des régimes carencés en acides aminés. Le porteur indique que le dosage final des toxines urémiques exige un millilitre de sang, soit la quasi-totalité du volume sanguin, ce qui justifie la mise à mort de toutes les souris. Il affirme qu'une étude in vivo est "nécessaire", un éventuel essai chez les patients restant conditionnel.
Objectifs
La maladie rénale chronique correspond à une perte irréversible du fonctionnement des reins. Elle touche 3 millions de personnes en France et est associée à une augmentation de la mortalité en partie liée à l’accumulation de déchets. Actuellement un régime pauvre en protéines est proposé aux patients afin de ralentir la progression de la maladie rénale chronique. Les mécanismes à l'origine de cette protection rénale par les régimes pauvres en protéines restent méconnus. Des études récentes ont démontré qu’une diminution sélective en certains acides aminés (les composants des protéines) pouvait préserver le fonctionnement des reins de façon similaire aux régimes en protéines. Par exemple la réduction sélective des acides aminés aromatiques (phénylalanine, tyrosine et tryptophane) chez la souris ayant une maladie rénale chronique était associée à une amélioration de la fonction rénale similaire à celle observée à la diminution de l'ensemble des protéines. Cependant, ce régime n’a pas été comparé à la réduction sélective d’autres familles d’acides aminés. Ainsi notre projet aura pour but de déterminer de façon formelle quelle(s) réduction(s) de quel(s) groupes d’acides aminés en particulier est responsable de la protection rénale. Nous cherchons à étudier, chez la souris ayant une maladie rénale chronique, l’effet de régimes alimentaires sélectivement carencés en certaines familles d’acides aminés sur la fonction rénale, l’accumulation des déchets, le microbiote intestinale et différents paramètres métaboliques : taux de sucre et de lipides dans le sang, état nutritionnel.
Bénéfices attendus
Cette étude nous permettra de mieux comprendre les mécanismes et notamment quels réduction d'acides aminées en particuliers sous tendent l’effet « protecteur» des régimes pauvres en protéines proposés aux patients atteints de maladie rénale chronique afin de préserver leurs reins. Si les résultats sont positifs, ce projet pourra faire l’objet d’un essai thérapeutique (intervention nutritionnelle) chez les patients atteints de maladie rénale chronique.
Procédures
La maladie rénale chronique sera induite chez les souris de façon pharmaceutique en nourrissant les souris pendant 4 semaines avec un régime alimentaire contenant 0,25% d’adénine. Au cours de la procédure les animaux auront plusieurs prélèvements réalisés en condition vigile grâce à une micro-incision longitudinale sur la veine de la queue. L'incision sera désinfectée par une solution iodée et le saignement sera arrêté par un coton hémostatique. Un premier prélèvement (15 μL) réalisé avant la mise en place de régimes spécifiques et réitéré 3 semaines après afin permettra d'effectuer un dosage de l'urée plasmatique. A 11 semaines, nous réaliserons un test de tolérance au glucose après 6 heures de jeûne. Le glucose sera injecté en intra-péritonéale et nous mesurerons la glycémie par une goutte de sang à l’extrémité de la queue à l’injection puis à 15, 30, 60, 90 et 120 min (total 6 prélèvements). A 12 semaine, nous réaliserons un test de tolérance à l’insuline après 6 heures de jeûne. L’insuline sera injectée en intra-péritonéale et nous mesurerons la glycémie par une goutte de sang à l’extrémité de la queue à l’injection puis à 15, 30, 60, 90 et 120 min. Au cours de ces tests, une seule incision permettra de recueillir tous les prélèvements en grattant la croûte formée. A 13 semaine, les souris seront placées 2 par 2, pendant 24 h en cage à diurèse pour collecter l’urine. 48 h après les souris seront mises à mort: une ponction intra-cardiaque sera effectuée après anesthésie profonde, pour évaluer l’accumulation des déchets de la maladie rénale.
Impact sur les animaux
Le régime adénine est bien toléré par les animaux et n’induit qu’un ralentissement de la croissance pondérales liée à une diminution de la prise alimentaire (sans doute lié au goût de l'aliment enrichi en adénine). S’il s’avère que les animaux perdent trop de poids pendant l’induction de la MRC, le régime Adénine pourra être discontinué pendant 2 jours afin de restaurer une croissance pondérale (5 jours de régime adénine – 2 jours de régime standard). Quoiqu’il en soit, les animaux reprennent rapidement du poids à l'issu du régime. L’utilisation de régimes pauvre en protéines ou de modification des apports en AAs ne sont pas responsables d'une perte d'appétit. Ils peuvent cependant induire une agressivité chez les animaux. Au cours des tests de GTT et ITT, les souris auront des prélèvements sanguins réalisés grâce à une incision à l'extrémité de la queue qui peut générer un stress. Préalablement à ces tests métaboliques les souris seront mises à jeun pendant 6 heures. La mise à mort à la fin de l'étude ou en cas d'atteinte d'un point limite sera effectuée sous anesthésie générale.
Devenir
Le dosage des toxines urémiques (les déchets de la maladie rénale) nécessite 200 microlitres de sérum soit 1 ml de sang. Chez une souris, ce volume correspond à une spoliation de la quasi totalité du volume sanguin et justifie donc la mise à mort de toutes les souris à la fin de l'étude soit 140 animaux.
Remplacement
Les mécanismes impliqués dans la production de déchets urémiques et le développement du syndrome urémique sont multifactoriels. La maladie rénale chronique et les déchets urémiques ont un effet délétère sur l’ensemble des tissus de l’organisme comme le rein, la régulation de la glycémie et les paramètres nutritionnels. Ces éléments ne sont pas modélisables sur un modèle cellulaire. Il est donc nécessaire de recourir à une étude in vivo pour étudier l’impact des différent régimes alimentaires sur l’ensemble de ces paramètres étant donné l’impact globale de la maladie rénale chronique. De plus nous voulons étudier en autre les modifications de la structure l’intestin et du rein qui nécessite des examens trop invasifs pour être réalisé chez l’homme. A ce stade de développement, il est impossible de supprimer un ou plusieurs acides aminés dans l’alimentation humaine. Ainsi toute expérimentation dans des modèles cellulaire ou chez l’homme est impossible à ce stade.
Réduction
Nous avons pris les dispositions nécessaires pour éviter le double emploi de notre procédure expérimentale. En effet, à notre connaissance, la question scientifique que nous posons ici n’a encore jamais été adressée. Il s’agit donc d’un projet totalement original et nous avons veillé, lors de l’élaboration de notre procédure, à éviter toute redondance dans les expérimentations. L'analyse statistique sera effectuée par ANOVA ou test non paramétrique de Kruskall-Wallis lorsque justifié. Ces tests seront complétés d'analyses post-hoc. Ainsi, le nombre de souris a été calculé au plus juste pour offrir la puissance statistique maximum. Selon nos données précédente, le nombre de sujets par groupe est de 8. Il a donc été décidé de porter le nombre d’animaux à 10 par groupe afin de parer aux aléas expérimentaux : atteinte de points limites, décès liés à la maladie rénale, échec de l'induction de la maladie rénale par le régime. La procédure sera dans un premier temps réalisé que chez 70 souris mâles et nous renouvellerons l'experience dans les mêmes conditions chez des souris femelles pour évaluer l'impact du sexe sur ces régimes au cours de la maladie rénale chronique. Un total de 140 animaux est donc nécessaire.
Raffinement
Les animaux seront hébergés 5 par cage (stabulation sociale) dans un environnement enrichi. Une surveillance appropriée permettra de repérer la survenue de points limites généraux: apathie, prostration, perte de poids, hypoglycémie profonde. La maladie rénale chronique sera induite chez nos souris par méthode pharmaceutique grâce à un régime en Adénine qui est bien toléré par les animaux. Il peut cependant être responsable d'un ralentissement de la prise pondérale à cause d'une diminution de la prise alimentaire (sans doute lié au goût de l'aliment enrichi en adénine). En cas de perte de poids trop importante, le régime sera suspendu pendant 48h ce qui permet habituellement un rapide rattrapage du poids normal. Au cours de l'étude, des tests de tolérance au glucose et à l'insuline seront réalisés. Le volume d'injection de glucose et d'insuline a été adapté afin de limiter tout inconfort et la glycémie sera suivie toutes les 15 minutes. La survenue d'une hypoglycémie sévère sera suivie d'une injection de glucose et, en cas de peristance, constituera un point limite spécifique de ces tests. Les prélèvements sanguins réalisés au cours de l'étude seront effectués en condition vigile, grâce à une incision de moins de 1mm à l'extrémité de la queue. A la fin de l'étude, tous les individus seront mis à mort. La mise à mort des souris, indiquée par la fin de l'étude ou la survenue d'un point limite, sera réalisée sous anesthésie générale puis dyslocation cervicale.
Choix des espèces
Le présent protocole sera conduit sur des souris, car le modèle de maladie rénale chronique, est facilement réalisable et permet l'induction d'une maladie rénale chronique de stade modéré. De plus, l'altération de la fonction rénale chez la souris reproduit les modifications systémiques que l'on peut observer chez l'homme (accumulation de toxines urémiques, hyperglycémie, modification du microbiote intestinale). Des souris âgées de 6 semaines ont été choisies correspondant à des jeunes adultes chez lesquels l'induction de la maladie rénale est bien tolérée (pas de signe de souffrance des animaux). Etant donnée que la fonction rénale s'altérè de façon physiologique avec l'âge des souris, nous choissisons des souris juvéniles afin de s'affranchir de ce biais.