Procédures modérées
Evaluation préclinique d’un repositionnement de médicament pour une thérapie métabolique ciblée de l’adénocarcinome pulmonaire
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
240 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque souris subit une greffe chirurgicale de cellules tumorales dans les poumons, puis reçoit dix-huit injections intrapéritonéales et plusieurs anesthésies, pour tester le repositionnement d'un médicament de cardiologie contre le cancer du poumon. Le porteur indique que la tumeur pulmonaire peut provoquer des difficultés respiratoires et une perte de poids. Il affirme qu'il n'existe pas de méthode alternative et qualifie le modèle murin d'"indispensable", les retombées pour les patients restant renvoyées à un éventuel repositionnement futur.
Objectifs
Le cancer du poumon est aujourd'hui la première cause de décès en France et dans le monde. Nos travaux ont montré que les tumeurs pulmonaires humaines présentent des voies métaboliques remaniées, permettant d’établir une nouvelle approche thérapeutique que nous proposons d’évaluer au stade préclinique. 50% des cancers du poumon produisent leur énergie à partir des lipides. L’inhibition de l’enzyme impliquée entraîne une forte inhibition de la croissance tumorale in vitro et in vivo. De plus, un médicament utilisé en cardiologie bloque cet enzyme et entraîne l’inhibition de la croissance tumorale. Afin de progresser vers le repositionnement de cette molécule dans le traitement ciblé du cancer du poumon nous devons apporter une preuve de concept in vivo et établir une preuve de mécanisme in vivo. Pour cela, un modèle murin de tumeur du poumon est indispensable.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra d'obtenir une preuve de concept dans le repositionnement d'une drogue, avec autorisation de mise sur le marché, dans le traitement du cancer du poumon.
Procédures
1_ Chaque animal subira une fois une procédure chirurgicale afin de greffer les cellules tumorales dans les poumons. L'animal sera anesthésié par de l'isoflurane pendant une très courte durée (
Impact sur les animaux
Les souris vont développer un cancer intra-pulmonaire, ce qui peut entrainer des difficultés respiratoires. Les injections quotidiennes en IP peuvent causer des irritations au niveau du site d'injection. La présence de la tumeur peut entrainer une perte de poids chez l'animal.
Devenir
A l'issue des 21 jours de suivi, tous les animaux sont euthanasiés, et les tumeurs, ganglions lymphatiques et rates sont prélévés.
Remplacement
Il n'existe pas de méthode alternative à ce projet car seul un modèle murin récapitulant les éléments de la physiopathologie observée chez l'Homme, peut apporter la réponse du système immunitaire. Les conclusions recherchées ne peuvent pas être obtenues par des modèles alternatifs in vitro, in silico ou ex vivo, qui ne reconstituent pas la complexité du système immunitaire.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaires par lot ainsi que le nombre d’itérations expérimentales a été déterminé pour pouvoir réaliser des tests statistiques robustes. Le nombre d’animaux nécessaires par lot pour détecter 50% de différence inter-lots est de 10. Les expériences seront répétées à deux reprises. Un premier test statistique nous permettra de vérifier les différences significatives entre les groupes d’animaux. Il sera ensuite suivi d’un test de comparaisons multiples.
Raffinement
1.Hébergement: les animaux sont hébergés dans des conditions veillant au respect du bien-être (en fratrie) et avec un milieu enrichi afin de limiter leur stress. Les animaux sont suivis quotidiennement afin de détecter tout inconfort ou souffrance. Une étroite collaboration entre le personnel de l'animalerie et notre équipe d'expérimentateurs, permet d'intervenir immédiatement sur les animaux en cas de nécessité. 2. Contention: les animaux sont manipulés avec soin par un personnel formé qui maitrise les méthodes de préhensions douces. 3. Formation: une grande maîtrise technique est demandée à nos expérimentateurs qui sont régulièrement formés au sein de l'institut pour le bien-être animal. 4. Anesthésie et Analgésie : durant la chirurgie, les animaux sont placés sous anesthésie et reçoivent des injections d’analgésique afin de limiter les douleurs et leurs stress lors de la procédure. 5. Points limites : Des points limites adaptés ont été définis afin de mettre fin à l’expérience si un animal dépasse ce seuil fixé.
Choix des espèces
Pour cette étude seront utilisés des souris. Ces souris sont utilisées dans la recherche sur le cancer du poumon en raison de leur capacité à développer le processus étudié (cancer du poumon) induit par les lignées tumorales pulmonaires. Les souris seront utilisées à l'âge adulte de 8 semaines à 12 semaines de vie. À cet âge, la taille de la souris facilite la manipulation expérimentale et l'inoculation de cellules.
Etude de la reprogrammation de la méthylation de l’ADN pendant l’ovogenèse chez la perche commune.
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système urogénital
150 perches communes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 48 femelles tuées pour prélever leurs gonades, les autres gardées vivantes après cannulation ou stimulation manuelle de la ponte. Sur dix mois, elles sont anesthésiées pour un sexage par échographie, une puce leur est injectée, et huit prélèvements sont réalisés. Le projet cherche à savoir si la méthylation de l'ADN existe pendant l'ovogenèse de cette espèce, préalable annoncé à de futures études. Le porteur affirme qu'il n'est "pas possible de remplacer" cette expérimentation par des cellules en culture.
Objectifs
La reprogrammation de la méthylation de l’ADN pendant l’ovogenèse permet des réorganisations chromosomiques qui peuvent influencer l’expression des gènes dans la génération suivante. Ces modifications, souvent irréversibles, peuvent induire des modifications physiologiques, morphologiques ou biologiques et potentiellement conférer des avantages aux descendants qui deviennent alors des caractères héréditaires. Il est donc admis que ce mécanisme est un moteur de l’évolution. Chez les poissons, certaines espèces déclenchent cette reprogrammation et d’autres non. Dans ce dernier cas, les mécanismes adaptatifs ne sont pas encore compris mais semblent impliquer d’autres voies qui intégreraient à chaque génération les modifications épigénétiques et leurs conséquences sur l’expression génique. La compréhension des liens entre des modifications environnementales et les mécanismes évolutifs des espèces représente un enjeu important de nos connaissances, particulièrement pour des espèces très sensibles aux variations de leur environnement tels que les poissons. Les résultats obtenus à l’aide de diverses méthodes de biologie moléculaire nous permettront de mieux comprendre les mécanismes qui sont déclenchés dans des ovocytes à chaque étape de l’ovogenèse. Ainsi il nous sera possible de répondre à l’objectif principal de ce projet qui est de déterminer si la reprogrammation de la méthylation de l’ADN existe chez la perche commune et s’il existe un lien avec la dynamique d’expression des gènes pendant l’ovogenèse. Ce travail représente un préalable nécessaire à des études plus précises sur l’effet de variations de certains paramètres environnementaux sur le succès de reproduction chez la perche commune.
Bénéfices attendus
Les poissons sont très sensibles aux variations de leur environnement et ces dernières contrôlent plusieurs fonctions biologiques parmi lesquelles la reproduction. Ainsi, l’ovogenèse de la perche est contrôlée par des variations saisonnières de température et photopériode. D’autres paramètres environnementaux peuvent moduler la progression de ce processus. Par conséquent, il existe un lien avéré entre l’environnement et la reproduction ce qui pourrait, théoriquement, modifier les processus moléculaires impliqués dans l’adaptation des espèces aux variations de leur milieu de vie. Parmi ces processus, la méthylation de l’ADN est connue chez les mammifères mais ne semble pas exister chez toutes les espèces de poisson. Il s’agit ici de déterminer si ce processus existe pendant l’ovogenèse de la perche. Cela nous permettra, à l’avenir, d’étudier comment certains paramètres environnementaux ciblés influencent ces processus évolutifs. Cette étude constitue donc un préalable scientifique indispensable pour ouvrir ce nouveau champ d’investigation.
Procédures
Il y aura 5 expérimentations effectuées or de l’eau mises en place dans ce travail. Au début du cycle de reproduction, l’ensemble des 150 animaux seront anesthésiés avant d’être sexés par échographie (procédure 1, 2 et 3) car il n’y a pas de signe distinctif extérieur chez cette espèce (Durée entre la capture et le retour dans le bassin de réveil : 10 min/poisson). Puis une puce électronique leur sera injectée pour nous permettre d’avoir un suivi personnalisé (procédures 1, 2 et 3) (Durée entre la capture et le retour dans le bassin de réveil : 10 min/poisson). Ils seront alors répartis de manière homogène dans 2 bassins. L’ovogenèse sera induite en contrôlant les variations de température et de photopériode dans chaque bassin. Huit prélèvements réguliers seront effectués pendant les 10 mois d’ovogenèse. Au cours de chaque prélèvements 6 femelles (48 femelles en tout) seront anesthésiées pour effectuer une prise de sang (procédure 1) pour analyser des taux hormonaux (Durée entre la capture et le retour dans le bassin de réveil : 10 min/poisson). Elles seront mises à mort pour effectuer une analyse approfondie des gonades par échographie et des prélèvements de gonades pour un suivi histologique classique. Un mois avant le début de la saison de ponte, toutes les femelles restantes (52 femelles) seront anesthésiées avant d’introduire une canule dans l’orifice urogénital (procédure 2) (Durée la capture et le retour dans le bassin de réveil : 10 min/poisson) pour prélever quelques ovocytes. Ces derniers seront observés pour évaluer leur progression dans les phases finales de maturation. Ceci nous permettra de trier les femelles en fonction de cet avancement. Les femelles au même stade pondront en même temps, nous permettant de réduire le stress des animaux lors de la saison de ponte. Enfin, à cette dernière étape, les femelles prêtes à pondre (reconnaissable par l’observation d’une cloque sur l’orifice uro-génitale) seront stimulées manuellement pour déclencher la ponte (procédure 2) (Durée de l’intervention entre le moment de la capture et le retour dans le bassin de réveil : moins de 5 minutes par poisson). De la même manière, les mâles spermiants seront stimulés par pression abdominale pour collecter le sperme (procédure 3) (Durée entre la capture et le retour dans le bassin de réveil :
Impact sur les animaux
Trois manipulations (injection d’une puce électronique (procédure 1, 2, et 3), prise de sang (procédure 1) et cannulation (procédure 2)) impliquent l’injection d’une aiguille ou d’une canule chez l’animal. Elles pourraient induire des nuisances comme une douleur ou des infections. Pour y pallier, les animaux seront systématiquement anesthésiés pour éviter la douleur. Concernant les risques d’infection, le matériel utilisé est stérile ou désinfecté et une observation renforcée des animaux sera effectuée pendant la semaine qui suit les expérimentations. Si nécessaire un protocole de traitement sera mis en place.
Devenir
Seule la procédure 1 (prise de sang) sera suivie d’une mise à mort des animaux car les gonades devront être prélevées pour effectuer des analyses moléculaires et histologiques. Concernant les 2 autres procédures, les animaux seront gardés en vie après chaque expérience pour nous permettre de continuer la progression de l’étude
Remplacement
Il n’est pas possible de remplacer cette expérimentation animale qui a pour but de mettre en évidence des régulations moléculaires dans des ovocytes au cours de l’ovogenèse. Ces régulations si elles existent, dépendent certainement des variations de signaux moléculaires et/ou cellulaires (hormones, signaux nerveux etc…) jusqu’ici inconnus. Il n’est donc pas possible d’effectuer ce travail dans des cellules en culture qui ne permettraient pas de reproduire l’ensemble de ces signaux extracellulaires.
Réduction
Nous avons décidé de faire plusieurs expériences indépendantes (étude de la reprogrammation de la méthylation de l’ADN et analyse de la progression de l’ovogenèse par échographie) car ces dernières nécessitent les mêmes contrôles (histologie, taux hormonaux…) mais n’interfèrent pas en termes de prélèvement d’organes. Nous avons donc regroupé 2 expériences pour réduire le nombre d’animaux utilisé. D’autre part, la mise en point récente d’une méthode de sexage des perches par échographie, nous permet maintenant de focaliser nos études avec un nombre de femelles et mâles plus adapté à nos besoins au départ. En effet, par le passé nous devions équilibrer le sexe-ratio pour nous assurer d’avoir le bon nombre de femelles pour toute l’expérience. Grâce au système d’identification par puce et au sexage préalable par échographie, nous pouvons réduire le nombre de mâles utilisés et donc réduire le nombre total d’animaux étudiés. En effet, cette opération permet de réduire le nombre de mâles utilisés de moitié par rapport à nos expérimentations précédentes.
Raffinement
Les étapes de puçage, de sexage, de cannulation ou de prise de sang peuvent engendrer soit un stress du fait d’une manipulation prolongée hors de l’eau (cannulation ou sexage) ou d’une douleur correspondant à l’introduction d’une aiguille (puçage et prise de sang). De ce fait les animaux seront préalablement anesthésiés pour éviter le stress des animaux. Les étapes de prélèvement de sperme ou de stripping (stimulation des pontes ou de la collecte du sperme) sont rapides (inférieur à 2 minutes) et seuls les animaux spermiants ou ayant ovulés seront stimulés. Cette stimulation correspond à une légère pression sur l’abdomen des poissons qui déclenche la ponte ou la libération de sperme. Une fois enclenchés ces processus ne nécessitent pas de pression abdominale prolongée et la récolte se fait rapidement. Si ces étapes risquent de stresser les animaux du fait de la pêche et de la vérification quotidienne des femelles, la rapidité de la procédure nous permet de ne pas les anesthésier. Pour éviter les stress répétés, nous avons décidé de regrouper les femelles en fonction de leur stade de maturation ovocytaire lors d’une évaluation globale un mois avant le début de la saison de ponte. Ceci nous permet de concentrer les pêches de poissons dans un bassin à quelques jours (4-5 j/par bassin) ce qui diminue le stress des poissons dans chaque bassin tout en nous permettant une meilleure efficacité dans notre gestion de la saison de pontes. Les mâles seront également isolés dans un bassin pour éviter qu’ils soient trop stressés. Chaque mâle sera stimulé au maximum 3 jours de suite puis isolés du groupe pour récupérer et éviter le stress répété.
Choix des espèces
La perche commune est une espèce groupe synchrone pour laquelle tous les ovocytes se développent simultanément, il sera plus facile de déterminer si cette synchronicité existe également à l’échelle moléculaire. D’autre part, cette espèce pond ses œufs enrobés dans une gangue. Cette caractéristique présente l’avantage de nous permettre de déterminer si les éventuelles variations des régulations étudiées peuvent être en lien avec la localisation des ovocytes dans l’ovaire jusqu’à la ponte. En d’autres termes nous voulons savoir si le microenvironnement des cellules influence ces régulations dans un ovocyte donné. La ponte d’un ruban d’œufs nous permet en fin de cycle de déterminer la localisation antéro-postérieure des ovules dans la gonade et donc pouvoir suivre cette évolution tout au long du cycle de reproduction. Les animaux utilisés seront des adultes matures et primipares. Nous choisissons de travailler avec des animaux primipares car ils sont plus jeunes et proviennent le plus souvent d’un même groupe d’animaux ayant été élevés en même temps dans les mêmes conditions. Au contraire, des animaux ayant déjà pondus pourraient provenir de lots différents. Nous réduisons ainsi le risque que les animaux aient des histoires différentes ce qui pourrait éventuellement affecter le processus épigénétique étudié et donc augmenter les variations individuelles qui pourraient interférer avec nos résultats. Nous pensons que le travail avec des primipares nous permettra de diminuer cette variabilité individuelle sans pour autant l’éviter complètement.
Etude du rôle des interneurones de la couche moléculaire du cervelet dans l’apprentissage d’une séquence de navigation orientée vers la récompense chez la souris
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
235 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une à deux chirurgies cérébrales pouvant durer quatre heures, des injections répétées et des enregistrements tête fixée qui les immobilisent, certaines étant isolées. Le projet étudie le rôle de neurones du cervelet dans l'apprentissage spatial, bénéfices thérapeutiques renvoyés au long terme. Le porteur affirme qu'analyser en parallèle le comportement et l'activité neuronale est "indispensable" et possible seulement chez l'animal vivant.
Objectifs
Le but de ce projet est d'examiner la fonction de neurones du cervelet dans l’apprentissage d’une tâche cognitive complexe de navigation spatiale orientée vers la récompense. Il a été montré chez l'Homme et la souris que ce type de tâche met à contribution le cervelet. Ces neurones participent à l'activité que le cervelet exerce sur le reste du cerveau. Nous mettrons au point des outils génétiques afin d’interférer avec leur activité, et modifier l'influence du cervelet pendant un apprentissage. L’efficacité d’expression des outils sera validée in vitro puis in vivo. L'évolution des performances d'apprentissage sera comparée entre les souris exposées à la stimulation et contrôles. En parallèle à l’étude comportementale, nous étudierons le rôle des neurones dans les mécanismes de plasticité synaptique dans le cortex cérébelleux in vitro. Cette étude nous permettra de mieux comprendre le rôle du cervelet et les mécanismes cellulaires de l’apprentissage in vivo et in vitro. Les protocoles seront optimisés afin de respecter les devoirs de Réduction et Raffinement et pour assurer l'absence de douleur. La surveillance continue de l'animal permettra d'arrêter toute procédure expérimentale lorsque l'animal montre des signes d’anxiété. Les procédures visent à optimiser le confort des animaux et réduire le nombre d'animaux utilisés. L'optimisation des soins aux animaux nous permettra d'utiliser certains animaux pour plusieurs sessions d'enregistrement.
Bénéfices attendus
Comprendre les mécanismes neuronaux qui sous-tendent des fonctions cognitives complexes telles que la navigation est un des enjeux majeurs de la recherche en neuroscience. Il contribue à appréhender le fonctionnement du cerveau en conditions normales et par conséquent, il aide à mieux cibler les altérations qui se présentent en conditions pathologiques et à long terme développer des thérapeutiques.
Procédures
Un lot de souris sera soumis à une chirurgie qui durera 2h, un deuxième lot sera soumis à deux chirurgies de 2h et neuf injections intrapéritonétales (une injection par jour) et un troisième lot sera soumis à une chirurgie de 2h puis une chirurgie de 4 h et douze injections intraperitonéales (1 injection par jour).
Impact sur les animaux
Les souris subiront plusieurs chirurgies. Elles sont donc susceptibles de ressentir de la douleur postopératoire. Certaines seront utilisées pour des enregistrements avec tête fixée ce qui peut engendrer un stress car elles ne sont alors pas libres de leurs mouvements. D’autre part, il sera parfois nécessaire d’isoler un animal, ce qui peut aussi engendrer du stress.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort soit pour prélèvement du cervelet, soit pour analyser l'expression des outils génétiques dans le cervelet et l'implantation des électrodes.
Remplacement
Afin de comprendre le rôle des interneurones dans le comportement moteur il est indispensable d'analyser le comportement et l'activité des neurones en parallèle. Ceci est possible exclusivement chez un animal vivant. Les études in vitro et les animaux invertébrés ne permettent pas l'étude des comportements complexes ; la souris est donc l'espèce la plus appropriée pour ce type d'études.
Réduction
Le nombre d'animaux prévu est inspiré du nombre d’animaux utilisé dans des travaux précédents de l’équipe et est réduit au minimum pour nous permettre de générer des données statistiques solides
Raffinement
Les procédures tiennent compte des temps de récupération et du nombre de tests pour réduire le stress et la fatigue des animaux. Les animaux sont placés dans des cages au format réglementaire, en communauté de 2 à 5, dans des conditions d’hébergement contrôlées (12:12 h cycle jour/nuit, 22°C ± 2°C, humidité de 50%). L’eau, la nourriture et du matériel de nidification, seront placés dans chacune des cages. Lorsque la procédure nécessite l’isolement d’un animal, un jouet d'exploration supplémentaire (cube, tunnel ou abri) est placé dans la cages de manière à lui offrir plus d’enrichissement. Les animaux sont suivis quotidiennement par les mêmes manipulateurs afin de réduire leur stress au maximum. Toutes les conditions sont réunies pour prendre en compte la douleur de l’animal (anesthésie, analgésie, suivi post-opératoire). Des points limites sont définis et un suivi régulier des souris par un personnel qualifié sera réalisé après chirurgie à l’aide de grilles d’évaluation (étude du comportement, du poids et de l’apparence). Des méthodes seront mises en place pour réduire ou supprimer la douleur, la souffrance et l’angoisse des animaux.
Choix des espèces
Les souris ont été choisies pour trois raisons : - la taille de l’animal qui permet son installation sur le poste d’observation dont le laboratoire dispose et sur les postes de travail. - la disponibilité de souches de souris transgéniques nécessaires à ce projet. - nos études comportementales ont été validées sur des souris. Par soucis de reproductibilité nous souhaitons poursuivre avec la même espèce. Le projet porte sur l'étude des réseaux neuronaux à l'âge adulte. Les animaux seront utilisés à partir de P30 afin de préparer l'expérimentation et jusqu'à 3 mois.
Caractérisation métabolique d’un modèle murin d’invalidation du gène de la DNase1L3
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
84 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont soumises à un régime riche en graisse induisant l'obésité, isolées en cage individuelle pour la calorimétrie, puis testées pour la tolérance au glucose et à l'insuline avec prélèvements sanguins avant la mise à mort. Le projet étudie le rôle d'une enzyme dans les troubles métaboliques liés à l'obésité, applications thérapeutiques annoncées au conditionnel. Le porteur affirme qu'il faut étudier ces mécanismes "dans un organisme vivant" et qu'"aucune méthode alternative" n'existe.
Objectifs
L’obésité́ et le diabète de type 2 sont des problèmes majeurs de santé publique. Au cours des dernières décennies, de nombreuses études ont montré́ que les cellules immunitaires dans le tissu adipeux viscéral (TAV) des patients obèses sont responsables d’une inflammation chronique. Celle-ci serait largement impliquée dans le développement des désordres métaboliques et cardio-vasculaires compliquant l’obésité́. En particulier, la transformation de cellules immunitaire anti-inflammatoires, abondants dans la TAV maigre, en cellules immunitaires pro-inflammatoires dans le TAV obèse, conduirait à la production de médiateurs de l’inflammation et jouerait un rôle majeur dans cette inflammation chronique. Les mécanismes cellulaires et moléculaires responsable de cette inflammation sont encore méconnus. Les identifier permettrait de proposer de nouvelles cibles thérapeutiques pour lutter contre les syndromes métaboliques et l’obésité́. Nous avons observé́ que la déficience en une enzyme impliqué dans la dégradation de l’ADN libéré́ par les cellules mortes rend les souris plus susceptibles au développement du syndrome métabolique induit par l’obésité́. L’absence de cette enzyme augmente la capacité́ de l’ADN libéré́ par les cellules mortes, qui s’accumule au cours de l’obésité́, à activer les réponses inflammatoires causant le syndrome métabolique. Notre objectif est d’évaluer le métabolisme énergétique des souris déficientes en cette enzyme.
Bénéfices attendus
Notre projet permettra de mettre en évidence comment la DNase1L3 contribue aux troubles métaboliques induits par l’obésité. Ainsi notre projet pourra conduire aux développements de nouvelles approches thérapeutique basées sur la supplémentation en DNase1L3 afin de limiter l’inflammation chronique induite par l’obésité mais aussi aux troubles métaboliques induite par celle-ci.
Procédures
Déroulement de la procédure : • Acclimatation/habituation (semaine 1) • 1ère séance de calorimétrie (semaine 2-4) • 1ère analyse de la composition corporelle (semaine 4, l’analyse dure environ 3 min par souris) • Exposition au régime riche en graisse (semaine 4-14) • 2ème séance de calorimétrie (semaine 15-16) • 2ème analyse de la composition corporelle (semaine 15) • Test de tolérance au glucose (semaine 16) • Test de tolérance à l’insuline (semaine 17) Nous réaliserons un seul test de tolérance au glucose et un seul test de tolérance à l’insuline. Pour les tests de tolérance au glucose et à l'insuline, nous réalisons des prélèvements sanguins au niveau de la queue des souris. Le volume de sang nécessaire est limité (inférieur à 1% du volume sanguin total). Un délai d’une semaine minimum est respecté entre chaque test.
Impact sur les animaux
Dans notre étude, les animaux seront isolés à l’âge adulte. Cet isolement est nécessaire pour quantifier la consommation de nourriture de chaque animal et réaliser les mesures de calorimetrie indirecte. Afin de compenser le manque d’interactions sociales et le possible stress d’isolation, les cages, transparentes et enrichies, sont rapprochées au maximum les unes des autres. Afin de réduire au maximum le stress ressenti par les animaux nous réalisons une période d’habituation de 2 semaines des animaux aux expérimentateurs. De plus les animaux seront manipulés et pesées quotidiennement ou de façon hebdomadaire (période d’induction de l’obésité), nous pourrons donc détecter très rapidement toute modification comportementale. Les souris exposées au régime riche en graisse peuvent développer des dermatites, bien que cela soit très rares chez la souche de souris utilisée dans cette étude.
Devenir
Toutes les souris utilisées dans ce projet seront mises à mort à la fin de l'expérience pour récupérer du sang et des tissus afin de réaliser des études biochimiques et moléculaires complémentaires.
Remplacement
Le but de ce projet de physiologie intégrée est de comprendre les bases biologiques de la régulation de la balance énergétique et les mécanismes physiopathologiques menant aux désordres métaboliques, en particulier l’obésité. Dans ce contexte, de nombreuses structures cérébrales entrent en jeu et communiquent, non seulement entre elles, mais aussi avec les organes périphériques (foie, muscles, tissu adipeux…). Il est donc nécessaire d’étudier ces phénomènes dans un organisme vivant. Il n'existe à ce jour aucune méthode alternative ou substitutive permettant de répondre à ce type de question par un remplacement in vitro ou in silico.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés, nous avons utilisé un test de puissance pour déterminer le nombre minimum d’animaux nécessaire pour obtenir des résultats exploitables statistiquements (21 animaux par groupe).
Raffinement
1) Les animaux arriveront dans la pièce d’hébergement à l’âge de 9 semaines. Ils seront manipulés pendant 2 semaines. Cette habituation, permettra de diminuer le stress des animaux en réponse aux expérimentateurs. 2) L’évaluation de la prise alimentaire et des paramètres de calorimétrie indirecte nécessite la répartition des animaux en cages individuelles. Pour compenser le manque d’interactions sociales, les cages, transparentes et enrichies, sont rapprochées au maximum les unes des autres. 3) L’enrichissement se compose de frisure de papier kraft et de carrés de cellulose pour nidifier, de bâtonnets en bois pour ronger et d’un tunnel en carton pour se cacher et réaliser le transfert et la manipulation des animaux. 4) Environnement sonore : Une radio est installée dans la pièce d’hébergement afin d’atténuer l'impact des bruits extérieurs qui pourraient se produire accidentellement. 5) Des points limites précoces et terminaux appropriés ont été définis, ces critères prennent en compte l'apparence, l'évolution du poids, les attitudes, les signes cliniques (température et respiration) et l'aspect de la plaie (le cas échant) et de décider si l'animal peut être maintenu dans l'étude ou s'il doit être mis à mort afin d'éviter toute souffrance.
Choix des espèces
Le comportement alimentaire, la balance énergétique et le métabolisme glucidique et lipidique sont depuis longtemps étudiés chez la souris, qui représente donc une espèce adaptée à ce type d’études. De très nombreux modèles d’obésités ont été développés chez la souris. Enfin, la forte proximité biologique entre l’homme et la souris en ce qui concerne le contrôle de la prise alimentaire et de la balance énergétique fait de la souris un bon modèle prédictif. Toutes les souris de cette étude seront étudiées à l’âge adulte, âge qui correspond à un stade où les circuits neuronaux contrôlant la prise alimentaire sont matures.
Validation de la reproductibilité du génotypage pour le raffinement des méthodes de prélèvement
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
60 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, celles au génotype jugé fiable et d'intérêt gardées comme reproductrices, les autres tuées. Très jeunes, elles subissent une épilation, une biopsie de la pulpe d'un doigt et une amputation de phalange, gestes que le porteur reconnaît "stressants et potentiellement douloureux". Le projet vise à comparer ces méthodes de génotypage pour retenir la moins invasive. Il relève du raffinement des pratiques d'identification des souris génétiquement modifiées, que le porteur emploie dans "la quasi totalité" de ses projets.
Objectifs
Une condition essentielle à l'utilisation de souris transgéniques est la possibilité de les génotyper, c'est-à-dire de distinguer les souris porteuses de la mutation génétique à étudier. La plupart des souris issues de l'élevage d'animaux mutants doivent donc être génotypées avant d'être utilisées pour toute expérience de recherche. Bien que nous suivions les recommandations sur la technique d'amputation des phalanges comme méthode d'identification et de caractérisation génétique chez les rongeurs éditées par le CNREEA (Comité national de réflexion éthique sur l'expérimentation animale) en 2021, nous cherchons encore à affiner les méthodes que nous utilisons en allant vers des méthodes non invasives et moins douloureuses.
Bénéfices attendus
A l'issue de ce projet, nous souhaitons pouvoir valider une méthode de génotypage et d'identification la moins invasive possible et la plus fiable également. Ceci passera notamment par un classement de douleur des méthodes testées pour pouvoir choisir la méthode la moins impactante pour nos souris. Nous envisageons de partager les résultats de ce projet par une communication interne à notre réseau professional mais aussi à l'ensemble de la communauté française avec une présentation en congrès national, voire une publication dans une revue dédiée.
Procédures
Les animaux de la 1re partie de l'étude feront l'objet de 3 prélèvements :épilation d'une touffe de poils, biopsie de la pulpe d'un doigt, biopsie d'une phalange distale. Il y aura un prélèvement par jour uniquement, 3 jours d'affilée. Chaque prélèvement dure moins de 10 secondes. Les animaux de la 2e partie de l'étude feront l'objet d'un seul des 3 prélèvements ci-dessus (1 type de prélèvement par groupe).
Impact sur les animaux
Les animaux feront l'objets de prélèvements stressants et potentiellement douloureux: épilation d'une touffe de poils, biopsie de la pulpe d'un doigt, biopsie d'une phalange distale. mentionnés ci-dessus. Nous surveillerons justement l'apparition de signes de douleur (léchage du lieu de prélèvement ou perte de prise alimentaire par exemple) afin de traiter ces douleurs si elles apparaissent et de sélectionner les méthodes les moins impactantes pour l'animal dans le futur.
Devenir
A l'issue de ce projet, les animaux seront gardés en vie en tant que reproducteurs dans notre animalerie d'élevage s'ils ont un génotype fiable et d'intérêt. Les autres seront mis à mort.
Remplacement
Ce projet vise à raffiner les méthodes d'identification et de génotypage des souris génétiquement modifiées, nous ne pouvons ainsi pas réaliser ce projet autrement qu'en utilisant des souris. Cependant, des tests préliminaires ont été faits sur des animaux préalablement euthanasiés (d'autres projets) pour valider la quantité de poils nécessaire pour le génotypage en utilisant ces derniers, permettant ainsi de n'utiliser des animaux vivants pour ce projet que lorsque nécessaire.
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe a été calculé par une bio statisticienne qui se chargera également de l'évaluation statistique de chaque étape. De plus, selon les résultats de la 1re partie de l'étude, des groupes de la 2e procédure pourraient ne pas être réalisés (notamment si le génotype n'est pas fiable).
Raffinement
L'objectif de ce projet est justement de raffiner les méthodes actuelles en cherchant à aller vers des techniques moins voire non-invasives et ainsi pouvoir abandonner la biopsie de phalange distale pour le génotypage et l'identification. En pratique, les animaux feront l'objet d'un suivi très précis de la douleur et des anti-douleurs seront utilisés lorsque nécessaire. Les animaux manipulés étant très jeunes, nous veillerons en particulier à éviter tout rejet maternal après les procédures ainsi qu'à un bon allaitement des souriceaux par leur mère.
Choix des espèces
Les souris génétiquement modifiées sont utilisées à l'ICS dans la quasi totalité de nos projets (ayant chacun leur justification scientifique). L’utilisation de ces souris nécessite de pouvoir identifier les individus et de les caractériser d’un point de vue génétique, raison pour laquelle nous utilisons la souris dans ce projet de raffinement des méthodes de génotypage et d'identification. Conformément aux recommandations émises par la CNR2EA de février 2021, l’identification sera réalisée entre les 7ème et 10ème jours de vie.
Système Nerveux Central – Technique de microdialyse cérébrale
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Rats : 360
360 souris et 360 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une chirurgie cérébrale leur implante des canules profondes, suivie de sessions de prélèvement de trois à quatre heures reliées par des câbles et d'un isolement post-opératoire. Le projet mesure l'effet de candidats médicaments sur l'activité cérébrale, le porteur qualifiant la technique de "translationnelle". Il affirme que les cultures de neurones ne suffisent pas et que le retrait de la canule laisserait des lésions "non compatibles avec une vie dans de bonnes conditions".
Objectifs
La concentration de molécules (e.g. neurotransmetteurs) spécifiques dans des régions cérébrales précises est modifiée dans certaines conditions psychiatriques ou neurologiques ; étudier ces facteurs peut informer sur l'efficacité de candidats traitements dans le traitement de ces pathologies, ou sur leur mécanisme d'action. Le projet consiste à évaluer l'effet de nouveaux candidats médicaments sur l'activité métabolique cérébrale chez le rongeur. La méthode de microdialyse cérébrale peut être réalisée sur animal anesthésié ou vigile. Cette méthode consiste à recueillir et à analyser certaines substances chimiques présentes dans le milieu extra cellulaire interstitiel du parenchyme cérébral. Outre l'évaluation de l'efficacité de nouvelles thérapies, la microdialyse cérébrale peut aider à la compréhension d’événements neurologiques.
Bénéfices attendus
La recherche de nouvelles thérapies est indispensable pour améliorer les conditions ainsi que l’espérance de vie des patients atteints de maladies neurologiques. La technique de microdialyse est une méthode translationnelle qui permet d'évaluer l'effet de nouvelles substances pharmacologiques sur les concentrations de substrats cérébraux telles que des neurotransmetteurs ou des acides aminés sans avoir recours à une extraction tissulaire. Cette méthode permet de mieux comprendre les relations entre neurotransmission et modifications comportementales chez le petit animal.
Procédures
La collecte de dialysats cérébraux nécessite une intervention chirurgicale sous anesthésie générale (entre 1h et 1h30) afin de placer la ou les canules dans des régions cérébrales situées en profondeur. Lors de la collecte des microéchantillons ou dialysats, les animaux sont reliés à une seringue et un collecteur de fraction par l'intermédiaire de câbles/cathéters en polyéthylène (les durées de sessions de perfusion/prélèvement sont en général de l'ordre de 3 à 4 h). Les animaux recevront des administrations de candidats traitements en général par bolus (durée de l'ordre de la seconde), de manière aigue ou chronique.
Impact sur les animaux
Des douleurs peuvent être liées à l'implantation d'électrodes au niveau cérébral (ces animaux seront placés sous traitement analgésique qui sera adapté sous contrôle vétérinaire). Suite à la chirurgie, les animaux sont isolés pour protéger la canule de microdialyse (cependant, ils gardent un contact visuel, sonore et auditif avec leurs congénères). Les animaux peuvent perdre du poids ou une plaie peut se former au niveau de la zone d'implant en raison d'une infection post-chirurgicale. Lors du test, les animaux sont connectés pendant plusieurs heures à des cables pendant la diffusion du perfusat et la collecte du dialysat suite à l'administration d'une substance pharmacologique.
Devenir
Les rongeurs seront euthanasiés à la fin des expériences car des prélèvements de tissu (cerveau) seront réalisées, pour dosage de biomarqueurs ou pour vérifier le placement de la sonde. De même, le retrait de la canule implantée pourrait entraîner des lésions non compatibles avec une vie dans de bonnes conditions.
Remplacement
Afin de limiter le nombre d'animaux utilisés, des modèles alternatifs ont été développés au laboratoire mais ne permettent de mesurer que la présence de certaines molécules secrétées par des cultures primaires de neurones. Néanmoins, l'efficacité de nouveaux traitements doit également être démontrée sur des modèles plus complexes (modèles animaux) permettant ainsi d'évaluer l'effet de substances pharmacologiques sur l'activité métabolique cérébrale.
Réduction
Les analyses statistiques seront affinées pour utiliser le nombre minimum d'animaux; les tests qui seront appliqués ne sont pas encore connus (mise en place de la technique), des études de variabilité et d'homogénéité seront réalisées pour déterminer les analyses les plus pertinentes (paramétriques ou non paramétriques). Des prélèvements de sang ou d'organes peuvent être également ajoutés à la fin des expériences pour compléter les analyses et éviter l'utilisation d'autres animaux.
Raffinement
Les procédures décrites ont été optimisées pour limiter la douleur chez l'animal. Les animaux reçoivent un traitement analgésique général au début de la chirurgie puis pendant 48 h et un traitement analgésique local supplémentaire pendant la chirurgie. Lors de la chirurgie, l'implantation d'une canule peut induire une hémorragie. Si cette dernière ne peut être maitrisée, l'animal sera euthanasié. Suite à la chirurgie, les animaux vont être pesés quotidiennement pendant 48 heures pour évaluer leur récupération. Un rat montrant une perte de poids supérieure à 15%, des signes de souffrance (poil hérissé, manque de toilettage) ou une atteinte locomotrice (démarche anormale, chutes...) sera euthanasié. Les conditions d'hébergement sont également optimisées avec la présence d'un enrichissement adapté (bois à ronger par exemple). Les animaux isolés sont hébergés dans des cages transparentes leur permettant de voir, sentir et entendre leurs congénères. Dans certains modèles, l'activité métabolique permet de compléter l'analyse comportementale et raffiner le modèle. Il arrive que l’animal se gratte au niveau de l’implant, endommageant les tissus autour de l’implant. Dans ce cas, l’animal est désinfecté quotidiennement avec une solution antiseptique. Un antibiotique peut être administré, le cas échéant.
Choix des espèces
Les études de mesure de l'activité métabolique cérébrale sont effectuées chez le rongeur (souris ou rat) car ces modèles sont translationnels. Le choix de l’espèce (souris ou rat) est souvent lié aux études préalablement réalisées (études de pharmacocinétique par exemple) et à la disponibilité de la molécule. On utilisera de préférence la souris lorsque la molécule est en quantité limitée. Le choix de l'espèce peut aussi être lié au modèle expérimental choisi. Par exemple, certains modèles mimant la maladie de Parkinson ont été préférentiellement développés chez le rat. Les rongeurs (rats, souris) sont testés une fois sevrés, l’âge peut varier entre 3 semaines et 2 ans, conformément aux données historiques et à la bibliographie scientifique).
Protection de la cytokines M-CSF contre les infections virales lors de transplantations allogéniques
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
1 200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Après irradiation, elles reçoivent une greffe de cellules hématopoïétiques puis des infections à Pseudomonas, Aspergillus ou cytomégalovirus, l'allogreffe pouvant elle-même entraîner la mort. Les souris atteignant une perte de poids de 20 % ou un score de douleur élevé sont mises à mort. Le projet évalue une cytokine censée protéger des infections après greffe, et le porteur affirme que le modèle murin est "indispensable".
Objectifs
Plus de 80000 procédures de transplantation de cellules hématopoïétiques sont effectuées chaque année dans le monde entier, en particulier pour lutter contre la leucémie, les lymphomes, les syndromes myélo-prolifératifs et myéloplasiques. La procédure impliquant un conditionnement qui élimine le système hématopoïétique, les patients rencontrent une immunodéficience sérieuse après une greffe qui les rend très vulnérables aux infections, avant que la moelle osseuse du nouveau donneur ne commence à produire suffisamment de nouvelles cellules effectrices immunitaires. Bien que des améliorations ont été apportées dans la prise en charge des infections, elles sont encore à l'origine de 30 % des décès après transplantation. Nous avons observé précédemment que la cytokine myéloïde M-CSF a un bénéfice thérapeutique après une transplantation de cellules hématopoïétiques d'origine syngénique en augmentant la production de cellules immunitaire améliorant ainsi la protection contre les infections bactériennes et fongiques. La majorité des transplantations de cellules hématopoïétiques sont réalisées à partir d’allogreffe, c’est-à-dire que le donneur présente une incompatibilité génétique avec le receveur pouvant conduire à un rejet de la greffe ou à une attaque des tissus du receveur par les cellules immunitaires du donneur. Cela est appelé maladie du greffon est apparait dans environ 50% des allogreffes et rend les patients encore plus susceptibles à développer des infections après transplantation. Afin de se rapprocher au maximum des transplantations de cellules hématopoïétiques humaines, nous utiliserons un modèle murin préclinique de transplantation syngénique et allogénique de cellules hématopoïétiques afin d'analyser si ces cytokines protègent également des infections lors de transplantations syngéniques et allogéniques.
Bénéfices attendus
Le développement de nouvelles stratégies préventives contre les infections basées sur une reconstitution plus rapide de l'immunocompétence permettrait d'éviter les décès liés aux infections survenant après des transplantations et d'étendre l'utilité de la transplantation de cellules hématopoïétiques à d'autres pathologies. Étant donné le manque d'options thérapeutiques satisfaisantes, le développement de nouvelles thérapies répond à un besoin clinique clair et urgent, tant pour les traitements aigus que prophylactiques. Avant de proposer l'utilisation de certaines cytokines en clinique, il est nécessaire de confirmer que ces cytokines ne présentent pas d'effets indésirables, notamment en n'augmentant pas le risque de développer une maladie du greffon.
Procédures
Les animaux seront soumis à des irradiations par rayon X, une transplantation par injection intraveineuse de cellules hématopoïétiques et 3 injections de cytokines par injections en intraveineuse. Dans certains cas, elles seront également soumises à une infection (Pseudomonas aeruginosa (injection intra péritonéale) ou Aspergillus fumigatus (injection intra nasale) ou MCMV (injection intra péritonéale)). Du sang pourra être également récupéré par prélèvement retro-orbital. Chacune de ces procédures est très rapide (de l'ordre de quelques secondes ou de quelques minutes pour l'irradiation), elles sont indolores au moment de la manipulation car au besoin elles sont réalisées sous anesthésie générale par isofluorane (1-3 mn en boîte à anesthésie isofluorane 4%, débit 2L/mn). Nous vérifierons l’état de santé des souris quotidiennement : tout changement dans leur comportement ou l’apparition de signes cliniques (posture, prostration, difficultés à se déplacer et à s’alimenter, déshydratation) sera relevé et évalué.
Impact sur les animaux
Chacune des procédures n'induit que peu de souffrance car elles sont réalisées sous anesthésie générale par isofluorane au besoin. Cependant, la transplantation par allogreffe et/ou les procédures combinées peuvent entrainer la mort de l'animal. Les animaux seront donc surveillés étroitement et quotidiennement lors des procédures : tout changement dans leur comportement ou l’apparition de signes cliniques (posture, prostration, difficultés à se déplacer et à s’alimenter, déshydratation) sera relevé et évalué grâce à une grille d'évaluation de la douleur. Lorsque les souris présenteront une perte de poids supérieure ou égale à 20% de leur poids maximum ou si le score de la grille de douleur atteint 10-12, soit le cas sévère, les animaux seront alors mis à mort. Afin de réduire, d’éviter et d’atténuer toute forme de souffrance des animaux , durant l’ensemble de l’étude, les souris seront hébergées dans des conditions conformes à la réglementation européenne en vigueur (environnement contrôlé : température et ventilation régulées, lumière avec un cycle de 12h, hygrométrie), avec un accès continu à la nourriture et à l’eau. Les souris seront maintenues en groupes de 3 à 5 animaux par cage. L’environnement est enrichi par des dômes en carton ou du coton.
Devenir
Les animaux sont mis à mort durant ou à la fin de chaque procédure soit parce qu’ils atteignent le point limite soit pour permettre l'analyse du niveau d'infection ou du nombre de cellules immunitaires.
Remplacement
Afin d'établir une analyse préclinique de l'effet protecteur de certaines cytokines contre les infections survenant lors de transplantation de cellules hématopoïétiques et dans l'impossibilité de réaliser ces expérimentations chez l'humain, l'utilisation de modèles animaux est indispensable. De plus, nous ne pouvons pas analyser les cellules hématopoïétiques de moelle osseuse d'humains car elles nécessitent des prélèvements invasifs. Ne pouvant donc pas remplacer le modèle murin, nous réduirons autant que possible leur utilisation.
Réduction
Sur la base de nos données préliminaires et grâce à l’utilisation de tests statistiques adaptés, nous déterminerons le nombre minimum de souris nécessaire pour chaque expérimentation permettant d’obtenir un résultat statistiquement significatif.
Raffinement
Les expérimentations seront optimisées dans l’optique de réduire, supprimer ou soulager l'inconfort, la douleur ou l'angoisse subie par les souris afin d'améliorer le bien être de l'animal pour obtenir des données fiables. Une anesthésie générale par isoflurane sera utilisée durant les procédures expérimentales (prélèvement sanguin et transplantation). Nous vérifierons l’état de santé des souris quotidiennement : tout changement dans leur comportement ou l’apparition de signes cliniques (posture, prostration, difficultés à se déplacer et à s’alimenter, déshydratation) sera relevé et évalué grâce à une grille d'évaluation de la douleur. Lorsque les souris présenteront une perte de poids supérieure ou égale à 20% de leur poids maximum ou si le score de la grille de douleur atteint 10-12, soit le cas sévère, les animaux seront alors mis à mort. Durant l’ensemble de l’étude, les souris seront hébergées dans des conditions conformes à la réglementation européenne en vigueur (environnement contrôlé : température et ventilation régulées, lumière avec un cycle de 12h, hygrométrie), avec un accès continu à la nourriture et à l’eau. Les souris seront maintenues en groupes de 3 à 5 animaux par cage. L’environnement est enrichi par des dômes en carton ou du coton.
Choix des espèces
Mammifères dont 99% des gènes sont orthologues à l’homme. Animal de petite taille et à reproduction rapide. Bonne connaissance anatomique, physiologique et biologique de ce modèle. Des souris entre 6 semaines-15 semaines seront utilisées afin d'étudier la protection de ces cytokines sur l'adulte. Classiquement les transplantations de moelle osseuse du modèle murin sont réalisées chez l’adulte, c’est-à-dire âgées d'au moins 6 semaines. Nous n’avons pas observé de différences entre les souris âgées de 6 à 15 semaines, c’est pour cela que nous utiliserons des animaux dans cette fourchette d’âge.
Évaluation de l’activité et titrage de formulation vaccinale destinée aux animaux de rente chez le cobaye et la souris.
- Tests réglementaires
- Contrôles de qualité
Cochons d'Inde : 7000
22 000 souris et 7 000 cobayes vont être utilisés sur cinq ans, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Ils reçoivent des injections de vaccins, d'agents infectieux ou de toxines, le contrôle reposant sur le développement de la maladie chez les témoins non vaccinés, que le porteur prévoit mortelle pour une partie des animaux, environ 1 500 cobayes et 9 000 souris en gravité sévère. Ces tests d'activité et de titrage servent à libérer des lots de vaccins pour animaux de rente et chiens. Le porteur justifie l'usage par la "nécessité" réglementaire et affirme que ces tests ne sont "pas remplaçables" sans "un changement de la réglementation de tous les pays".
Objectifs
Ce projet a pour objectif d’être en adéquation avec les exigences réglementaires de la Pharmacopée Européenne et des pays tiers destinataires pour la constitution du dossier d’AMM et pour la fabrication d’un lot commercial. Les tests ont pour but de déterminer l’activité et le titre de vaccins ou de principes actifs destinés aux animaux de rente et chiens qui se basent sur le développement ou non de la pathologie après injection de la souche. Une équivalence entre les modèles animaux (espèce cible et espèce alternative) a été définie. Ceci permet d’utiliser les modèles rongeurs et d’éviter le recours aux espèces cibles afin de garantir une commercialisation de vaccins efficaces et sûrs.
Bénéfices attendus
Ces tests garantissent la sûreté, l’efficacité et la qualité du produit pour les animaux. Ils permettent la libération d’un nombre important de doses de vaccins améliorant considérablement la qualité sanitaire des élevages et la sécurité alimentaire des consommateurs. Pour libérer le nombre nécessaire de doses de vaccins vétérinaires nous utiliserons, au maximum, 7000 cobayes et 22 000 souris sur 5 ans. Le nombre utilisé varie d’année en année en fonction du nombre de lots de vaccins ou formules vaccinales à tester, des calibrages de réactifs et des réglementations des différents pays destinataires. A titre d’exemple : - 1 lot de vaccin contrôlé sur 80 souris et 50 cobayes permet la vaccination de 481 000 bovins ou 962 000 ovins/caprins. - 1 lot de vaccin contrôlé sur 20 souris permet la vaccination de 59 500 chevaux ou 119 000 porcs ou chiens.
Procédures
Deux procédures sont prévues dans ce projet ou aucun prélèvement n’est réalisé. Dans la première procédure les animaux seront soumis à deux types d’injections : → Deux injections de vaccins par voie sous cutanée (30 secondes par injection à 28 jours d’intervalle) → Une injection par voie intra-musculaire (30 secondes par animal) . Dans la seconde procédure les animaux seront soumis à une seule injection par voie sous cutanée ou intra-veineuse ou intra-musculaire selon le protocole (30 secondes par animal).
Impact sur les animaux
Dans ce projet, les opérations conduites sur les animaux peuvent générer un stress et une douleur modérée de courte durée en fonction de l’occurrence des administrations et des examens individuels. Les contrôles d’activité d'épreuve et de titrage se basent sur le développement ou non de la pathologie après injection de l’agent infectieux ou de la toxine (les animaux vaccinés sont protégés). Les cobayes témoins non vaccinés en nombre réduit montrent les symptômes liés à la pathologie testée qui induit la mort. Sur 5 ans, nous estimons 1500 cobayes en grade sévère (non vaccinés) et 5500 en modéré (vaccinés). Les souris peuvent montrer des symptômes sévères liés aux toxines testées. Sur 5 ans, nous estimons 9000 souris en grade sévère et 13 000 en modéré. Des points limites sont appliqués et les manipulations sont réalisés par du personnel habilité, compétent pour identifier les cas pour lesquels l'animal ne serait plus dans sa zone de confort.
Devenir
Les animaux ayant terminé une procédure ne peuvent pas intégrer une autre procédure. Ainsi, en fin de procédure, ils seront mis à mort.
Remplacement
La nécessité d’utilisation des animaux provient de la réglementation en vigueur sur ces tests, en conformité avec la réglementation du pays destinataire. Elle permet de démontrer l’activité et le titre du vaccin ou de la formulation vaccinale. A ce jour, ces tests in vivo ne sont pas remplaçables par un modèle in vitro. La Pharmacopée Européenne et les réglementations des pays destinataires du produit demandent des tests sur animaux pour la mise sur le marché de lot commercial. Il n’est actuellement pas possible de les remplacer sans un changement de la réglementation de tous les pays.
Réduction
Le nombre, le statut et le sexe des animaux utilisés est imposé par la réglementation des pays ou par la Pharmacopée. La réduction du nombre est possible grâce à la mutualisation de groupes références et témoins. Les souris et les cobayes sont des espèces alternatives pour réduire le nombre de tests faits sur les animaux de l'espèce cible (animaux de rente et chiens).
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupe et soignés quotidiennement dans des conditions conformes à la réglementation et dans une ambiance propice au bien-être des animaux. Tous les animaux passent par une phase d’acclimatation à leur nouvel environnement d’au moins 3 jours pour les souris et d’au moins 14 jours pour les cobayes avant le début du test. Les animaux ont accès à la nourriture et à l’eau à volonté et sont hébergés dans une ambiance musicale. Des enrichissements sont installés dans les hébergements (alimentaire et/ou objets de type huttes, tunnels, palets de foin de Crau et lanières de nidification selon les espèces). Par ailleurs, ces procédures sont mises en œuvre depuis 2005 conformément à la version APAFIS précédente. Des points limites spécifiques aux pathologies sont définis pour les cobayes témoins non vaccinés ou les titrages sur souris. Le personnel compétent vérifie l’évolution de l’état général et applique les points limites définis le cas échéant.
Choix des espèces
Les souris et les cobayes sont des espèces alternatives pour réduire le nombre de tests réalisés sur les animaux de l'espèce cible (animaux de rente et chiens) Les cobayes pèsent entre 250g et 450g et les souris entre 18 et 20 g le jour de l'injection (J0). Ce stade de développement correspond à celui requis pour répondre à la Pharmacopée Européenne et au dossier déposé aux autorités.
Évaluation in vivo sur le modèle souris infectées par Plasmodium berghei des propriétés prophylactiques et thérapeutiques de candidats anti-paludiques.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
3 180 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles sont infectées par le parasite du paludisme Plasmodium berghei, suivies par prélèvements sanguins répétés et traitées par gavage ou injection, puis tuées. Une partie est aussi utilisée pour des repas sanguins de moustiques et des exsanguinations. Le projet teste des candidats antipaludiques, dont des extraits d'Artemisia. Le porteur affirme que le recours à l'animal est justifié par la "nécessité" de tester ces composés dans un "organisme entier".
Objectifs
Le Paludisme (ou Malaria) est une maladie parasitaire qui reste un problème majeur de santé publique dans le monde. Elle sévit dans 87 pays au niveau de la ceinture intertropicale et concerne près de la moitié de la population mondiale. Le Paludisme est dû à un parasite eucaryote unicellulaire appelé Plasmodium dont 5 espèces infectent l’Homme, les 2 majoritaires étant Plasmodium falciparum et vivax. D’après le rapport de l’OMS 2021, il a été répertorié 241 millions de cas de paludisme en 2020 dont 82% en Afrique où en 2018, P. falciparum était responsable de 99,7% des cas, alors que 53% des cas en Asie du Sud-Est étaient dus à P. vivax. Le Paludisme a fait 627 000 morts en 2020, principalement des enfants de moins de 5 ans de par leur faible immunité face à la maladie et 95% en Afrique car P. falciparum est responsable de la quasi-totalité des cas graves. La mise en place de techniques préventives telles que la distribution de moustiquaires imprégnées à grande échelle mais aussi l’amélioration du diagnostic ainsi que la mise au point de traitements ont permis de diminuer l’incidence du paludisme au cours des années. Puis tout récemment, le 06 octobre 2021, un 1er vaccin, le RTS,S/AS01 (Mosquirix) a été approuvé par l’OMS pour les enfants de moins de 5 ans avec une efficacité d’environ 30% ce qui représente une 1ère étape en terme de vaccination mais ne suffira pas à contenir la maladie en l’état. Or, il faut faire face à l’apparition régulière de résistances aux différents traitements administrés dans toutes les zones où le paludisme sévit (chloroquine, sulfadoxine pyrimethamine, méfloquine, etc…). Les derniers traitements en date et recommandés par l’OMS sont des combinaisons thérapeutiques à base d’artémisinine (ART), ou ACTs. Mais des parasites résistants à l’ART et à ses partenaires sont apparus progressivement en Asie du Sud Est (Cambodge) depuis quelques années pouvant entraîner des échecs thérapeutiques avec ces traitements. Des parasites multi-résistants, dont à l’ART, ont récemment été mis en évidence au Rwanda et en Ouganda, ce qui est inquiétant quant à leur propagation en Afrique. Face à cette situation, il est urgent d’identifier des molécules innovantes et efficaces avec des modes d’action différents en ciblant de nouvelles cibles thérapeutiques. Puis, sur du plus court terme, d’évaluer l’efficacité des infusions à base d’Artemisia déjà largement utilisées, notamment en Afrique.
Bénéfices attendus
Des résultats antérieurs ont permis de sélectionner des produits inhibiteurs d’une enzyme parasitaire appelée SUB1 qui a été décrite comme une nouvelle cible thérapeutique. Parmi eux, certains ont également une efficacité sur le parasite Plasmodium falciparum cultivé in vitro aux stades spécifiques auxquels SUB1 joue un rôle essentiel ce qui prouve leur capacité à traverser les barrières physiques que sont les membranes cellulaires et donc leur possibilité d’atteindre leur cible pour pouvoir l’inhiber efficacement. L’objectif est maintenant de poursuivre l’optimisation, en collaboration avec nos collègues chimistes, afin de sélectionner au maximum une dizaine de composés intéressants de part ces premières étapes de validation biochimiques et biologiques et donc de les tester en conditions réelles dans un organisme entier. Ce projet nous permettra d’évaluer l’activité anti-parasitaire des inhibiteurs de SUB1 in vivo en vue de les qualifier, ou pas, comme susceptibles d’entrer dans les phases ultérieures d’évaluation pré-cliniques. Différents extraits de plantes Artemisia annua et afra ont été testés sur des parasites sensibles et résistants aux combinaisons thérapeutiques à base d’artémisinine (ART) venant de patients du Cambodge. Pour une concentration en ART équivalente, ces extraits de plantes sont tout aussi efficaces que l’ART synthétique. Une adaptation du protocole afin de se rapprocher des conditions réelles d’une prise de traitement sur 3 jours et d’un équivalent par infusion sur 7 jours a permis de constater que ça améliore l’effet thérapeutique voire permet d’éliminer complètement les parasites même résistants après 7 expositions consécutives. Il semblerait possible d’améliorer la demi-vie initialement courte de l’ART via des inhibiteurs de la métabolisation de celle-ci ou par d’autres composés présents dans Artemisia. L’évaluation d’extraits d’Artemisia apportera des réponses précieuses quant à leur efficacité thérapeutique et prophylactique in vivo chez des parasites sensibles ou résistants à l’artémisinine. Ces données participeront, avec nos travaux réalisés sur la culture ex vivo de parasites P.falciparum résistants et sensibles à l’ART, à mieux caractériser l’activité anti-parasitaire des d’infusions à base d’Artemisia.
Procédures
L’infection des souris avec des globules rouges murins infectés par une injection intra-péritonéale ou intraveineuse dure une dizaine de secondes. Le suivi de la parasitémie se fait par prélèvements sanguins à la queue à partir du 2ème jour après l’infection et tous les jours jusqu’à J7 ou J8 puis tous les 2/3 jours jusqu’à maximum J30. Le geste ne nécessite pas d’échauffement préalable des animaux et ne nécessite que quelques secondes. L’administration des traitements se fait soit par injection intra-péritonéale à l’aide d’une seringue à insuline (30G) ou gavage intra-gastrique à l’aide de canules de gavage adaptées car flexibles et nécessite une dizaine de secondes. En fonction des procédures le traitement est administré en une seule fois ou répété jusqu’à 3 fois par jour pendant 7 jours au maximum. L’anesthésie se fait par injection intrapéritonéale d’un mélange de Xylazine / Kétanime à l’aide d’une seringue à insuline 30G et ne dure que quelques secondes. Une fois anesthésiées les souris infectées vont soit subir une exsanquination totale soit être utilisées pour infecter des moustiques via un repas sanguin. Ces 2 interventions nécessitent quelques minutes. Les manipulations de bioluminescence nécessiteront l’injection en intra-péritonéale d’une solution de D-Luciférine à chacune des souris qui sont alors remises en cage pour 5 minutes suite auxquelles elles sont anesthésiées par 5 minutes d’exposition à l’isoflurane puis maintenues endormies le temps de l’acquisition des images de bio-luminescence (10 à 15 minutes). Les souris sont ensuite replacées dans leur cage et surveillées jusqu’à leur réveil complet. Cette procédure aura lieu à 3 reprises à plusieurs heures d’intervalle.
Impact sur les animaux
Les souris seront infectées par le parasite P. berghei via une injection intra-péritonéale ou intra-veineuse ce qui occasionnera une gêne légère due à l’injection. Les souris seront maintenues en vie jusqu’à l’apparition des premiers effets indésirables de la maladie qui apparaissent graduellement : poils hérissés, mobilité lente ou prostration, état flasque de la queue, perte de plus de 10% du poids initial, équivalent au score 1 de la grille d’évaluation de la douleur, du stress et de l’inconfort du SBEA. .
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés. Une fois infecté par P. berghei et même dans le cas où le traitement administré a été un succès, les animaux seront mis à mort en fin d’expérimentation et donc non réutilisés afin de ne pas apporter de biais expérimentaux car pour des raisons de reproductibilité, toutes nos expériences sont effectuées sur des animaux dont le poids est similaire et donc l’âge identique afin de standardiser la posologie des traitements administrés.
Remplacement
Le recours à l'expérimentation animale est justifié par la nécessité de tester des composés candidats médicaments (que se soient de nouveaux composés chimiques ou des extraits de plante) dans un organisme entier, première phase indispensable avant d’éventuels essais pré-cliniques, et notamment dans un premier temps chez les rongeurs, ayant à disposition le modèle P. berghei/souris. Ce modèle permettra d’illustrer la capacité des composés sélectionnés à atteindre leur(s) cible(s) et donc à franchir les différentes barrières physiologiques, mais aussi de tenir compte de la métabolisation des composés qui ne peut être abordée in vitro, et ainsi de mesurer leur efficacité in vivo. De plus, il n’existe pas de technique qui permet de réaliser l’ensemble du cycle de vie complexe du parasite in vitro : chez les espèces qui infectent les rongeurs, le cycle de multiplication de P. berghei dans les globules rouges ne peut pas être reproduit in vitro. Les parasites doivent donc être propagés dans le sang des animaux avec un suivi de la parasitémie pour nos expériences mais aussi afin d’éviter que soit atteinte la phase d’occurrence des complications. Il est à noter cependant que seuls les inhibiteurs de SUB1 et les extraits de plantes dûment testés in vitro sur la culture de P.falciparum et ayant montré une activité anti-parasitaire significative seront testés in vivo. Enfin, concernant la cytotoxicité : - La cytotoxicité des inhibiteurs de SUB1 sera au préalable évaluée sur différents types cellulaires in vitro ; - Les extraits d’Artemisia sont issus de pharmacopées traditionnelles et sont bus tous les jours par des millions de personnes depuis des siècles sans qu’aucune toxicité n’ait été observée.
Réduction
Une analyse statistique issue d’expériences réalisées par le groupe il y a plusieurs années et très similaires à celles que nous aurons besoin de réaliser dans le futur a permis d’établir qu’une taille d’échantillon de minimum 5 animaux par groupe permet de détecter les différences de parasitémies interprétables eu égard aux questions posées, ie effet anti-parasitaire observé significatif ou pas pour un tel groupe de souris infectées par P. berghei, comparativement aux contrôles positif et négatif et donc cohérent avec la problématique biologique. Nous utilisons le nombre minimal possible d’animaux pour nos expériences tout en gardant une marge de sécurité d’une ou 2 souris par groupe en cas de problèmes lors de l’expérimentation ou intrinsèque à l’animal. Nous estimons donc que des groupes expérimentaux de maximum 7 individus par condition testée permettent en toute circonstance une appréciation significative au sens statistique du terme. Notre expérience montre que ce nombre d'animaux génère des écart-types exploitables. Ceci permet aussi de réduire le nombre d'expériences à répliquer et par conséquent le nombre d'animaux utilisés. Puis la stratégie choisie est de tester une pré-sélection de composés chimiques et un nombre réduit d’extraits de plante selon des protocoles expérimentaux plus allégés et nécessitant donc moins d’animaux (groupe de 3 individus) pour ensuite ne sélectionner qu’un nombre réduit de 2 candidats "pre-leads" anti-SUB1 et 2 extraits d’Artemisia dont les effets thérapeutiques et prophylactiques seront caractérisés plus précisément. L’objectif de cette pré-sélection est donc de réduire le nombre de composés et extraits à caractériser de façon complète, étape nécessitant plus de conditions expérimentales et donc plus d’animaux. Le statut immunologique d’animaux naïfs, ie n’ayant jamais été infectés, versus d’autres ayant préalablement été infectés représenterait une variable expérimentale susceptible d’introduire un biais expérimental de nature à nuire à la reproductibilité des résultats d’une expérience à l’autre. En conséquence, une fois infectés par P. berghei, et même dans le cas où le traitement administré aura été un succès, ces animaux seront mis à mort en fin d’expérimentation et donc non réutilisés.
Raffinement
1) Les souris sont hébergées dans des animaleries agréées. La température et la photo-périodicité de ces animaleries sont contrôlées. L’accès aux animaleries est strictement contrôlé et les animaux sont manipulés par des animaliers qualifiés et par des expérimentateurs formés. Les cages, contenant au maximum 7 individus, sont changées de façon hebdomadaire et y sont ajoutées en plus du biberon de boisson et la nourriture, des enrichissements de bien-être tels que des cotons, etc… 2) Pour les souris auxquelles sont inoculées Plasmodium berghei, la souche ANKA utilisée est adaptée aux rongeurs de laboratoire. Les souris infectées sont suivies régulièrement et les parasitémies déterminées. Les animaux sont mis à mort avant que n’apparaissent des symptômes graves de la maladie, liés à des parasitémies importantes, à l’origine de dommages systémiques (prostration, poils hérissés, perte de poids). 3) Pour éviter l’inconfort, notamment lors des repas sanguins des moustiques puis lors de l’acquisition d’imagerie de bio-luminescence, et la souffrance de l’animal lors de l’exsanguination afin de récolter le sang parasité pour en faire des cryo-stabilats, les animaux sont anesthésiés avec un mélange de Xylazine/Kétamine administrés par voie intra-péritonéale.
Choix des espèces
L’espèce animale utilisée pour ce projet est la souris (souches Swiss, BALB/C, NMRI Swiss, C57BL/6). Les hôtes naturels des parasites P. berghei sont des espèces de rongeurs sauvages (Grammomys, Thamnomys) d’Afrique Centrale. Des isolats de ces parasites ont été transmis et adaptés aux souris et rats de laboratoire depuis de nombreuses années par plusieurs équipes. Il est reconnu dans la communauté scientifique que l’infection des rongeurs avec ces parasites est un modèle biologiquement pertinent pour étudier plusieurs aspects du paludisme chez l’homme. La plupart des concepts, en particulier lors de la recherche de molécules anti-palustres préventives et/ou thérapeutiques ainsi que dans les 1ères phases de la validation d’un médicament, issus des modèles rongeurs se sont révélés exacts chez l’homme. La preuve de l’intérêt d’une recherche rigoureuse chez le rongeur pour éclairer ou suggérer la recherche chez l’homme n’est plus à faire. Les inoculations de parasites aux souris Swiss pour l’obtention des stabilats seront réalisées sur des jeunes adultes femelles de 3-4 semaines car elles ne sont pas immunocompétentes ce qui favorise l’infection par le parasite. Les expériences de l’évaluation des effets prophylactique et thérapeutique in vivo seront réalisées respectivement sur des souris femelles adultes C57BL/6 âgées de 7-8 semaines et NMRI Swiss ou BALB/C de 6 semaines car nous souhaitons que le poids de départ de ces souris au début de l’expérience soit d’environ 20g, paramètre important pour l’administration des différents traitements testés.
Etude de la réponse d’un poisson plat estuarien, le Flet (P. flesus), à une exposition à un cocktail de pesticides.
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
135 flets vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Capturés en estuaire par pêche électrique, ils sont exposés un mois à un cocktail de pesticides par balnéation, puis tués pour prélever leur foie. Le projet vise à valider des biomarqueurs de la qualité des eaux estuariennes. Le porteur affirme qu'il est "indispensable" de recourir à des poissons vivants et qu'il n'a "pas d'autre alternative".
Objectifs
Le projet présenté vise à évaluer l’impact d’un mélange de pesticides sur le flet un poisson plat communément trouvé dans les estuaires. Le poisson sera exposé pendant un mois à des doses sublétales de pesticides reflétant les concentrations classiquement retrouvées dans un estuaire dont le bassin-versant est soumis à une forte pression agricole. La procédure expérimentale développée, incluant deux niveaux d’exposition et un groupe témoin non exposé, permettra d’isoler les effets des pesticides des différents stress naturellement subis par le poisson dans la nature. L’objectif est d’identifier les modifications métaboliques du flet en réponse à cette exposition aux pesticides. Les résultats obtenus permettront de valider des biomarqueurs dont la dérégulation, chez des poissons prélevés dans la nature, est le signe de la présence de pesticides. Ce projet permettra donc, à terme, d’améliorer les procédures d’évaluation de la qualité des eaux estuariennes.
Bénéfices attendus
La procédure expérimentale proposée permettra de décrypter les mécanismes moléculaires de la réponse, et les réorientations métaboliques mises en place par les poissons face à une contamination à des pesticides, à des concentrations classiquement observées dans des estuaires présentant des bassins versants dominés par les activités agricoles. La connaissance fine de ces mécanismes permettra de mieux comprendre les impacts des pesticides sur les espèces vivant en estuaire, mais également de développer de nouveaux biomarqueurs qui, caractérisés dans des poissons prélevés in natura, permettront d'augmenter l'efficacité des procédures d’évaluation environnementales applicables à ces écosystèmes qui revêtent une importance sociétale, écologique et économique considérable.
Procédures
Les nuisances prévues au cours de cette procédure expérimentale sont : - une session de pêche électrique (narcose légère) de 2-3 heures pour capturer les poissons en milieu naturel, - le transport jusqu’au laboratoire (1h30 maximum) dans des bacs de 150L, - les biométries effectuées en début d’expérience sur les individus sédatés et anesthésiés (1h en tout), - l’exposition par balnéation d’un mois à 2 concentrations de mélange de pesticides, une faible et une forte. Les poissons seront placés dans des bacs de 20L d’eau de mer, avec un renouvèlement de l’eau et des pesticides tous les 2 jours pour la moitié du volume d’eau, soit 10L.
Impact sur les animaux
Les juvéniles de flets subiront un choc électrique afin de permettre leur capture en milieu naturel. Il s’agit d’une narcose légère, de faible intensité pendant une dizaine de seconde, qui permet d’attraper les poissons avec un haveneau sans causer de stress majeur chez les individus. De plus, les poissons subiront un léger stress lors de leur transport jusqu'au site expérimental, mais cela ne durera qu’au maximum 1h30. Enfin, les poissons seront soumis à un léger stress pendant 1 mois, dû à la contamination aux pesticides.
Devenir
A la fin de l’exposition aux pesticides, l’ensemble des poissons de la procédure (contaminés et témoins) seront mis à mort afin de prélever les organes nécessaires aux analyses pour mener à bien la présente étude.
Remplacement
Ce projet a pour objectif d’étudier les dérégulations métaboliques des poissons exposés à un mélange de pesticides qui s’approche des conditions naturelles. L’organe ciblé pour approfondir les réponses moléculaires du poisson par une approche de protéomique est le foie. Il est donc indispensable d’avoir recours à des animaux vivants, les poissons ne pouvant être remplacés par un modèle informatique, des invertébrés ou un tissu isolé. Par ailleurs cette procédure expérimentale au laboratoire sur poissons doit nous permettre d'affiner nos interprétations sur la réponse du poisson in natura aux stress environnementaux; nous n'avons donc pas d'autre alternative.
Réduction
Dans le but de réduire le nombre d’animaux prévu pour ce projet, le nombre de poissons utilisés et mis à mort pour cette procédure expérimentale est de 15 poissons par bacs, pour 9 bacs de 20L, soit 135 individus. Ainsi, la densité de poissons par bassin d’élevage sera inférieure à 10kg/m3 ce qui n’est pas considéré comme une densité génératrice de stress. De plus, cela correspond au minimum nécessaire à la robustesse des tests statistiques qui seront utilisés pour comparer les différentes conditions expérimentales et pour limiter la variabilité individuelle. En outre, le prélèvement en milieu naturel de 135 poissons constitue un nombre relativement faible d’individus, ce qui n’aura aucun impact sur la démographie de la population naturelle de flets de l’estuaire où seront échantillonnés les poissons.
Raffinement
Avant le début de la procédure, les flets seront maintenus une semaine dans des grands bacs de 300L pour acclimatation et traitements antibiotiques, si nécessaire. Les poissons seront ensuite placés dans les bacs expérimentaux de 20L, par lot de 15, pendant 1 semaine avant de lancer la procédure dans lesdits bacs. Ces bacs sont partiellement opaques et sont oxygénés en continu grâce à des pompes à air. Les poissons seront par la suite exposés aux pesticides par balnéation en introduisant directement les pesticides dans les bacs, à partir d’une solution mère liquide. Une surveillance quotidienne de l’état de santé sera également mise en place lors de l’expérience. Elle aura lieu le matin, lors du nourrissage des poissons, et en fin de journée. Les flets présentent des marqueurs de stress tels que le changement de couleur ou une altération du comportement pour la prise de nourriture, pouvant être utilisés comme points limites. Ainsi, si un individu présente de couleur sombre et des difficultés de nage, reste plaqué au fond du bac et ne s’alimente pas pendant 3 jours consécutifs, il sera considéré en état de souffrance, et de facto sorti du protocole expérimental et mis à mort. Cette décision sera prise en concertation avec le responsable du projet et la responsable(s) du bien-être des animaux. Une feuille de suivi des poissons sera complétée quotidiennement tout au long de la procédure. Cette fiche comportera un suivi des paramètres physico-chimiques (température, concentration en oxygène, pH, salinité) ainsi que l’état des poissons (problèmes de nage, position dans la colonne d’eau, prise alimentaire, changement de couleur, perte d’écaille, état des nageoires, lésions cutanées et parasites). Le nombre de poissons morts, moribonds, prélevés et restant dans les bacs d’exposition sera également relevé. Enfin, afin de limiter le plus possible le stress des poissons lors des manipulations, ils seront sédatés et anesthésiés un bac opaque avec couvercle prévu à cet effet et manipulés sur un linge humide pour protéger les écailles et la peau.
Choix des espèces
Le flet a été choisi pour cette procédure expérimentale car cette démarche s’intègre au sein d’un projet visant à optimiser des méthodes d’évaluation de la qualité des eaux estuariennes Le flet est une espèce sentinelle de la qualité des eaux estuariennes, particulièrement étudiée à l’échelle de l’Europe ; cette espèce est présente en abondance dans les estuaires de la côte Atlantique. Le flet est considéré comme un très bon enregistreur de son environnement, en milieu naturel comme au laboratoire.
Combinaison de la protonthérapie et de l’immunothérapie pour les tumeurs cérébrales (1/2)
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
804 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une tumeur cérébrale leur est implantée, suivie d'une irradiation cérébrale fractionnée de 20 Gy, de gavages, d'injections et de prélèvements sanguins répétés, puis d'imageries sous anesthésie avant la mise à mort par perfusion intracardiaque. Le projet compare protonthérapie et rayons X combinés à l'immunothérapie, l'adaptation clinique restant annoncée au conditionnel. Le porteur affirme que ces expériences sont "absolument nécessaires" et qu'"on ne peut pas utiliser d'espèces moins évoluées que la souris".
Objectifs
La radiothérapie (RT) fait partie des traitements les plus utilisés chez les patients atteints de cancer. A l’heure actuelle, en France, 60% des patients diagnostiqués pour un cancer sont traités par RT. Pour les tumeurs cérébrales, tels que les gliomes, la RT fait partie du traitement standardisé. Nous avons précédement montré que l’irradiation aux RX pouvait modifier l’inflammation des tumeurs cérébrales, notamment en augmentant la proportion de macrophages pro-tumoraux. D’autres études ont montré l’impact de l’irradiation cérébrale sur la lymphopénie (diminution des lymphocytes sanguins). Contrairement à la RT conventionnelle qui utilise des photons de basse énergie (rayons X et γ), la protonthérapie utilise des particules chargées plus lourdes et de haute énergie. Parce qu’elle peut déposer de façon précise des doses d’irradiation dans le tissu, la protonthérapie peut être utilisée pour : i) limiter les risques de radiotoxicité en réduisant l’exposition du tissu sain, et ii) augmenter la dose déposée à la cible pour accroître la probabilité du contrôle tumoral tout en maintenant les doses pour le tissu sain environnant sous la limite du seuil de tolérance. Le premier objectif est d’appréhender si au-delà des avantages balistique/dosimétrique/radiobiologique, la protonthérapie pourrait présenter des avantages par rapport aux RX en termes d’inflammation anti-tumorale dans le cas d’une irradiation cérébrale. Le second objectif est de déterminer si la combinaison de la protonthérapie et de l’immunothérapie serait bénéfique pour le traitement des tumeurs cérébrales.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront d’améliorer les connaissances scientifiques sur les effets de la protonthérapie sur l’inflammation. De plus, cela permettra de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques combinant la protonthérapie et l’immunothérapie (dont les tumeurs cérébrales sont très résistantes). Le projet scientifique global présente également une partie clinique dont le CPP a été accepté en décembre 2021. Les résultats du projet ci présent pourront ainsi être comparés aux données cliniques. Ainsi, l’ensemble de ces résultats pourra rapidement être adapté à la clinique dans le but d’améliorer la prise en charge thérapeutique des patients atteints de tumeurs cérébrales. Plus généralement, ce projet permettra d’appréhender en détail les relations entre la protonthérapie et les immunothérapies.
Procédures
Les animaux subiront plusieurs types d’interventions (irradiations, prélèvements sanguins, …). -Implantation de cellules tumorales : Les souris sont induites à l’anesthésie et vont subir cette procédure une seule fois qui dure environ 15min. - L'irradiation cérébrale est réalisée après anesthésie des animaux. Les animaux sont anesthésiés et lors de l’irradiation cérébrale par RX ou protons, une dose totale de 20Gy sera délivrée de manière fractionnée comme en clinique : 2.5Gy/séance avec deux séances par jour (espacées de 6h) sur 4 jours consécutifs. Les souris vont subir cette procédure une fois qui dure environ 5 min. - Prélèvements sanguins sous-mandibulaires seront réalisés sur souris vigiles. Les souris vont subir cette procédure 6 fois, une fois par semaine qui dure environ 20 sec. -Administration par gavage sera réalisée sur souris vigiles. Les souris vont subir cette procédure tous les jours pendant deux semaines qui dure 10 secondes. -L’administration par injection ip sera réalisée sur souris vigile. Les souris vont subir cette procédure tous les 2-3 jours pendant un mois maximum qui dure environ 10sec. - Imagerie par IRM/TEP, les animaux sont anesthésiés et vont subir des IRM qui dure environ 15 min et les souris vont subir des TEP Fludarabine qui dure environ 20 min. -Mise à mort par perfusion intracardiaque. Après une injection de buprénorphine 15 min avant la procédure, les animaux seront profondément anésthésiés et maintenus pendant la chirurgie.
Impact sur les animaux
-Li'rradiation par elle-même n’induit pas de douleurs, les points limites pendant la procédure d’irradiation vont correspondre à une diminution de la fréquence respiratoire en dessous de 30 respirations/min. - Les répétitions bijournalières et ce sur 4 jours consécutifs peuvent induire une perte de poids des animaux jusqu’à 10 jours après irradiation. Le poids de chaque animal sera mesuré avant, pendant et 15 jours après irradiation et si une perte de poids >10% est observée, la procédure sera arrêtée. Le prélèvement sanguin ou l’injection de traitements journalier et hebdomadaire en eux-même ne provoquent pas de douleurs, de perte de poids ou de comportement anormal. - Les séances d’imageries (TEP et IRM) en elles-même n’induisent pas de douleurs, les points limites vont correspondre à une diminution de la fréquence respiratoire en dessous de 30 respirations/min. Si tel est le cas, le pourcentage d’isoflurane sera légèrement diminué et si cette fréquence de réaugmente pas, la procédure sera arrêtée. Les animaux sont surveillés jusqu’à leur réveil et ensuite replacés dans leur cage et rentrés à l’animalerie tous les soirs. Ils sont ensuite surveillés quotidiennement. La procédure chirurgicale pour l’établissement du modèle de tumeur cérébrale peut induire des douleurs.
Devenir
En fin de protocole, les animaux seront mis à mort. Les organes seron ensuite prélevés pour réaliser à postériori des marquages immunohistologiques sur coupes de 20µm d'épaisseur. Les marquages permettront de suivre la quantité de macrophages et leur état d'activation ainsi que la quantité de cellules lymphocytaires et myéloides. Concernant la cytométrie en flux, elle nous permet de quantifier l'ensemble des cellules circulantes lymphoides (LT / LB / NK + les sous populations LT H; LT M; LT Reg ) et myéloides (Cellules dendritiques / monocytes / Myeloid derived Suppressor cells)
Remplacement
L’évolution du système immunitaire et ce en lien avec la circulation sanguine cérébrale après un traitement ainsi que la formation et l’évolution de l’inflammation tumorale ne peuvent pas être évaluées in vitro. Les expériences in vivo sont absolument nécessaires pour étudier l’impact d’un traitement et tester de nouvelles stratégies thérapeutiques. Pour tester de nouvelles stratégies thérapeutiques qui pourraient être transposées à la clinique, on ne peut pas utiliser d’espèces moins évoluées que la souris. La souris présente un système immunitaire similaire à l’homme et nous disposons d’un modèle in vivo de tumeur cérébrale bien maitrisé dans le laboratoire qui récapitule plusieurs caractéristiques retrouvées chez les patients.
Réduction
Afin d’assurer une puissance statistique suffisante pour les analyses de cytométrie en flux, il sera nécessaire d’utiliser 10 animaux par groupes et ceci en prenant en compte la variabilité inter-individuelle basée sur notre expérience antérieure et de nos expériences antérieures. Afin de réduire le nombre d’animaux au maximum, à chaque fin de protocole, les tissus (cerveaux, rates et ganglions lymphatiques) seront prélevés pour des études histologiques. Pour les analyses d’imagerie et d’histologie à court terme, basé sur notre expérience antérieure, 6 animaux par groupe sera suffisant. L’imagerie nous permet de réduire drastiquement le nombre d’animaux en évitant des euthanasies à tous temps. Des tests statistiques adéquats seront utilisés.
Raffinement
Si chute de la respiration pendant l'irradiation : Si tel est le cas, le pourcentage d’isoflurane sera légèrement diminué et si cette fréquence ne réaugmente pas, la procédure sera arrêtée. Les animaux sont surveillés tous les jours pendant toute la durée du protocole, week-end compris. Le poids des souris est suivi tous les 2-3 jours avant, pendant et deux semaines après l’irradiation. Si perte de poids dues aux protocoles d'irradiation: Les animaux sont surveillés jusqu’à leur réveil et ensuite replacés dans leur cage et rentrés à l’animalerie tous les soirs. Ils sont ensuite surveillés quotidiennement. Pour limiter cela, les souris disposeront de croquettes humidifiées dans le fond de la cage ainsi que du complément alimentaire (DietGel Recovery) Pour le modèle de tumeur cérébrale, la procédure chirurgicale est détaillée en 4.2. Après la chirurgie, les animaux sont surveillés tous les jours pendant le protocol, week-end compris. Les souris sont hébergées dans des cages avec 5 souris/cage dans un environnement enrichi (roues/cartons). L'état général des animaux est utilisé comme reflet de son bien-être et des points spécifiques comme le poids ou une respiration anormale sont utilisés comme point limite. Pour toutes les procédures le nécessitant, une anesthésie générale volatile et une analgésie locale et générale sont appliquées.
Choix des espèces
Les modèles tumoraux in vivo sont indispensables pour récapituler au mieux l’environnement inflammatoire des tumeurs qui se développent chez les patients. Nous utiliserons des souris immunocompétantes C57/Bl6 car ces souris présentent toutes les populations de cellules immunitaires et parce que le modèle de tumeur cérébral utilisé repose sur l’implantation de cellules de gliome GL261, cellules issues de souris femelles C57/Bl6, afin d’éviter toute inflammation abérante due au rejet de « greffe » par la souche de souris utilisée. De plus, pour cette espèce et pour les cellules étudiées, tous les outils de caractérisation en cytométrie en flux sont déjà validés dans la littérature et dans notre laboratoire. Animaux agés de 7 semaines. Ce stade correspond à de jeunes adultes et est parfaitement adapté en termes de physiologie aux pathologies ciblées. Cet âge leur confère également une résistance aux protocoles expériementaux utilisés.
Evaluation chez la souris, le cobaye et le lapin de l’immunogénicité, du pouvoir immunogène (test de « potency ») et de l’identité d’une formule vaccinale destinée aux animaux de rente.
- Tests réglementaires
- Contrôles de qualité
Cochons d'Inde : 1500
Lapins : 3000
3 000 lapins, 1 500 cobayes et 1 000 souris vont être utilisés sur cinq ans, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Ils reçoivent des injections de vaccins puis un prélèvement sanguin terminal sous anesthésie, pour des tests d'activité et d'identité exigés par la Pharmacopée avant commercialisation de vaccins destinés aux animaux de rente. Le porteur présente ces espèces comme "alternatives" à l'espèce cible et justifie leur usage par la "nécessité" réglementaire. Il affirme que ces tests in vivo ne sont "pas remplaçables" sans "un changement de la réglementation de tous les pays".
Objectifs
Ce projet a pour objectif d’être en adéquation avec les exigences réglementaires de la Pharmacopée Européenne et des pays tiers destinataires pour la constitution du dossier d’AMM et pour la fabrication d’un lot commercial. Les tests ont pour but de garantir l’activité sérologique ou l'identité de vaccins ou de principes actifs destinés aux animaux de rente. Ils sont effectués sur espèces alternatives (lapins, souris, cobayes) pour limiter le recours à l'espèce cible (animaux de rente). Une équivalence entre les modèles animaux (espèce cible et espèce alternative) a été définie. Ceci permet d’utiliser les modèles rongeurs et d’éviter le recours aux espèces cibles afin de garantir une commercialisation de vaccins efficaces et sûrs.
Bénéfices attendus
Ces tests garantissent la sûreté, l’efficacité et la qualité du produit pour les animaux de rente. Ces tests permettent la libération d’un nombre important de doses de vaccins améliorant considérablement la qualité sanitaire des élevages et la sécurité alimentaire des consommateurs. Pour libérer le nombre nécessaire de doses de vaccins vétérinaires nous utiliserons, au maximum, 3000 lapins, 1500 cobayes et 1000 souris sur 5 ans. Le nombre utilisé varie d’année en année en fonction du nombre de lots de vaccins ou formules vaccinales à tester et des réglementations des différents pays destinataires. A titre d’exemple : - 1 lot de vaccin contrôlé sur 20 souris permet la vaccination de 70 000 bovins - 1 lot de vaccin contrôlé sur 5 à 7 cobayes permet la vaccination de 110 000 bovins ou 550 000 ovins/caprins ou 130 000 porcs - 1 lot de vaccin contrôlé sur 20 lapins permet la vaccination de 481 000 bovins ou 962 000 ovins/caprins - 1 lot de vaccin contrôlé sur 3 cobayes permet la vaccination de 525 000 bovins ou 1 300 000 ovins/caprins
Procédures
Quatre procédures sont prévues dans ce projet. Dans deux procédures tous les animaux (souris, lapins) seront soumis à deux types d’interventions : → Deux injections de vaccins par voie sous cutanée (30 secondes par animal) → Un prélèvement de sang terminal sous anesthésie (10 minutes par animal endormissement compris). Dans une troisième procédure tous les cobayes seront soumis à trois types d’interventions : → Un prélèvement de sang sous anesthésie (10 minutes par animal endormissement compris). → Deux injections de vaccins par voie sous cutanée (30 secondes par animal) → Un prélèvement de sang terminal sous anesthésie (10 minutes par animal endormissement compris). Enfin dans la dernière procédure les cobayes seront soumis à une seule injection par voie intra-dermique sous anesthésie (10 minutes par animal endormissement compris) et aucun prélèvement n’est réalisé.
Impact sur les animaux
Dans ce projet, les opérations conduites sur les animaux peuvent au plus générer un stress et une douleur légère à modérée de courte durée en fonction de l’occurrence des administrations et des examens individuels. Le personnel est compétent pour identifier les cas pour lesquels l'animal ne serait plus dans sa zone de confort.
Devenir
Les animaux ayant terminé une procédure ne peuvent pas intégrer une autre procédure comme exigé par leur statut d’animaux EOPS. Ainsi, en fin de procédure, ils seront mis à mort.
Remplacement
La nécessité d’utilisation des animaux provient de la réglementation en vigueur sur ces tests, en conformité avec la réglementation du pays destinataire. Elle permet de démontrer l’activité du vaccin ou de la formulation vaccinale. A ce jour, ces tests in vivo ne sont pas remplaçables par un modèle in vitro. La Pharmacopée Européenne et les réglementations des pays destinataires du produit demandent des tests sur animaux pour la mise sur le marché de lot commercial. Il n’est actuellement pas possible de les remplacer sans un changement de la réglementation de tous les pays.
Réduction
Le nombre, le statut et le sexe des animaux utilisés est décrit dans les réglementations des pays ou par la Pharmacopée. Le nombre d’animaux utilisés par lot est faible (compris entre 5 et 20 animaux maximum par lot). Les souris, cobayes et les lapins sont des espèces alternatives pour réduire le nombre de tests faits sur les animaux de l'espèce cible (animaux de rente).
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupe et soignés quotidiennement dans des conditions conformes à la réglementation et dans une ambiance propice au bien-être des animaux. Tous les animaux passent par une phase d’acclimatation à leur nouvel environnement d’au moins 3 jours pour les souris, d’au moins 14 jours pour les cobayes et d’au moins 21 jours pour les lapins avant le début du test. Les animaux ont accès à la nourriture et à l’eau à volonté et sont hébergés dans une ambiance musicale. Des enrichissements sont installés dans les hébergements (alimentaire et/ou objets de type huttes, tunnels, balles, hochets, plateforme de repos, repose pattes, palets de foin de Crau et lanières de nidification selon les espèces). Par ailleurs, ces procédures sont mises en œuvre depuis 2005 conformément à la version APAFIS précédente.
Choix des espèces
Les souris, les cobayes et les lapins sont des espèces alternatives pour réduire le nombre de tests faits sur les animaux de l'espèce cible (animaux de rente) En fonction des techniques utilisées, les lapins ont entre 3 et 6 mois d'âge, les cobayes pèsent entre 250g et 350g ou entre 350g et 450g et les souris entre 17 et 21 g ou âgées de 8 semaines le jour de l'injection (J0). Ce stade de développement correspond à celui requis pour répondre à la Pharmacopée Européenne et au dossier déposé aux autorités.