Procédures modérées

336 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. La moitié est soumise à un régime gras obésogène, toutes subissant des tests métaboliques hebdomadaires avec injections intrapéritonéales et prélèvements sanguins répétés à la queue, un bolus d'insuline pouvant provoquer une hypoglycémie. Le porteur cherche à établir que le diabète gestationnel modifie par voie épigénétique l'expression des gènes hypothalamiques de la descendance, prédisposant à l'obésité. Il affirme que ces mécanismes multi-organes ne peuvent être reproduits qu'avec la souris, jugée "indispensable" faute d'échantillons humains.

Objectifs

Notre corps est optimisé pour stocker tout apport énergétique qui dépasse les besoins de l'organisme. En effet, l’évolution a permis aux humains de traverser des périodes de famine. Cependant, ce mode de fonctionnement n’est pas compatible avec notre style de vie sédentaire d'aujourd'hui. Il en résulte l'émergence de la pandémie d'obésité et de diabète, qui survient de plus en plus fréquemment dès l'enfance et l'adolescence. Bien que des études de génétique humaine à grande échelle aient été menées avec succès, l'héritabilité de traits aussi complexes reste difficile à déterminer. De plus en plus d’études scientifiques suggèrent que la suralimentation dans des conditions telles que le diabète gestationnel (DG), peut entrainer un métabolisme altéré à travers les générations. Ces mécanismes impliquent des changements héréditaires dans l'expression des gènes qui se produisent plutôt par le biais d'une régulation épigénétique altérée. Les études chez l’animal suggèrent que le stress nutritionnel affecte le développement de l'hypothalamus et prédispose la descendance à l'obésité. En effet, l'hypothalamus orchestre un ensemble complexe de processus pour réguler l'apport et la dépense énergétiques. Par conséquent, l'hyperphagie et la réduction de la satiété représentent des caractéristiques précoces chez les enfants sujets à l'obésité. Cependant, une analyse complète du profil épigénétique de l'hypothalamus dans le contexte du DG fait largement défaut jusqu'à présent. Ainsi, nous cherchons à mettre en évidence que le DG a un impact sur l'expression des gènes hypothalamiques par le biais d'une régulation épigénétique au cours du développement intra-utérin et postnatal précoce, prédisposant la descendance à un phénotype obésogène tout au long de la vie.

Bénéfices attendus

Au cours de la dernière décennie, l'humanité a été confrontée à une épidémie d'obésité et de diabète de type 2 (DT2) en rapide augmentation. Le nombre de sujets touchés continue d'augmenter dans les économies de marché établies. Plus important encore, la propagation de l'épidémie est encore plus spectaculaire dans les économies émergentes et en développement très peuplées. Le mode de vie sédentaire et la suralimentation, caractéristiques de notre société moderne, expliquent cette propagation épidémique de la maladie. Une approche simple consisterait donc à adapter les habitudes personnelles en conséquence. Malheureusement, cette approche ne fonctionne que pour un petit sous-ensemble de la population, car elle exige une maîtrise de soi très forte et n'est pas suffisante lorsque le diabète à part entière est déjà apparent. Si d'énormes efforts de recherche ont été déployés pour élucider et cibler les pathomécanismes de l'obésité et du DT2, le tableau est encore loin d'être complet. Par conséquent, de nouvelles perspectives de recherche menant à des approches thérapeutiques sont fortement demandées pour prévenir les énormes coûts de santé et les conséquences négatives du mode de vie moderne. Nous supposons que le DG a un impact sur l'expression des gènes de l'hypothalamus par le biais d'une régulation épigénétique au cours du développement intra-utérin et postnatal précoce, prédisposant la descendance à un phénotype obésogène qui dure toute la vie. Les données récentes du laboratoire avec lequel nous collaborons pour ce projet suggèrent l'existence d'un nouveau code épigénétique qui pourrait jouer un rôle majeur dans la différenciation cellulaire et le développement de maladies. Ainsi, nous sommes convaincus que ce projet permettra de mieux comprendre l'impact de la suralimentation sur la prédisposition au diabète.

Procédures

168 souris seront soumises à un régime enrichi en gras qui entrainera une prise de poids. Par ailleurs, tous les animaux (336) seront soumis à des tests métaboliques (1 test/semaine). Le test de tolérance au glucose nécessite 1 injection IP ( durée 10 sec) et des prélèvements de 6 gouttes de sang (2μl - durée 5sec.) à la veine de la queue à des temps post-injection précis. Parrallèlement, 4x 40μL de sang sont prélevés (durée 1min) à l'aide d'un capillaire pour mesurer l'insulinémie par le même site de prélèvement. Le test de sensibilité à l'insuline nécessite 1 injection IP ( durée 10 sec) et des prélèvements de 6 gouttes de sang (2μl - durée 5sec.) à la veine de la queue à des temps post-injection précis. Le traitement hormonal nécessite 2 injection IP ( durée 10 sec)

Impact sur les animaux

Une diète riche en gras pour créer une environement obésogène, le traitement hormonal pour favoriser la reproduction et le test de tolérance au glucose peuvent créer un inconfort chez les souris. La sensibilité à l'insuline nécessite l'injection d'un bolus d'insuline qui peut entrainer une hypoglycémie chez la souris.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés et leur tissus seront prélevés pour determiner le profil épigénétique.

Remplacement

La nature transitoire du diabète gestationnel (la maladie n'existe que pendant la grossesse), la rareté des échantillons de tissus humain post mortem, la cause du décès... etc rendent l'étude de ce phénomène très difficile chez l'homme. De plus, la disponibilité des échantillons humains est limitée au sang, au cordon ombilical. Pour ces raisons, les modèles animaux constituent une alternative indispensable pour étudier ces mécanismes.

Réduction

Nous utiliserons un total de 336 animaux. Le nombre d’animaux testé dans chaque expérience nous permettra une comparaison statistique adaptée entre les différents groupes tout en tenant compte des impératifs de réduction. Par ailleurs, toujours par souci de réduction, plusieurs procédures expérimentales (avec un temps de récupération adaptée pour les animaux) seront réalisées chez les mêmes cohortes de souris.

Raffinement

Les différentes expériences seront réalisées par du personnel qualifié afin d’éviter le stress lié à la manipulation des animaux. Les volumes de sang prélevés seront réduits au minimum nécessaire pour les analyses biochimiques et les volumes injectés seront adaptés au poids de chaque animal afin de ne pas induire de stress supplémentaire. Le recours aux analgésiques et anesthésiques sera systématique pour éviter toute souffrance ou douleur chez l'animal.

Choix des espèces

L'homéostasie énergétique nécessite la participation de plusieurs organes interdépendants (foie, pancréas (ilots de Langerhans) , muscles, tissus adipeux, intestin, cerveau) . Ces mécanismes complexes ne sont présents que dans des organismes complexes tels que la souris. Le modèle murin ne peut donc pas être remplacé dans notre cas. De plus, la nature transitoire du DG et la rareté des échantillons de tissus en dehors du sang et du cordon ombilical rendent l'étude de ce phénomène très difficile chez l'homme. Les animaux seront soumis à une diète riche en gras dès l'âge de 5 semaines, âge idéal pour permettre une prise de poids suffisante.

540 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Porteuses d'une mutation reproduisant le syndrome de l'X fragile, elles reçoivent un traitement pharmacologique quotidien par gavage ou injection intrapéritonéale, et pour certaines une chirurgie d'implantation cérébrale suivie de cinq semaines en cage individuelle. Le porteur indique que les injections, la contention, les tests comportementaux, la chirurgie et l'isolement social provoquent douleurs et stress, et mentionne deux tests d'évaluation des déficits cognitifs sans préciser lesquels. Il affirme qu'aucune alternative in silico ou en culture cellulaire ne convient et que l'animal doit rester "intact" pour étudier la mémoire.

Objectifs

Le syndrome de l'X fragile (SXF) est la forme la plus fréquente de déficience intellectuelle héréditaire (Prévalence 1:4000 chez les hommes et 1:7000 chez les femmes) et cette maladie reste malheureusement sans traitement efficace à ce jour. La majorité des patients atteints présentent une déficience intellectuelle associée à des troubles de l'apprentissage, de l'attention, et dans un quart des cas à des troubles du spectre autistique. Ce syndrome résulte de mutations du gène FMR1 (Fragile X Mental Retardation 1) qui entraine soit l’absence d’expression de la protéine correspondante, FMRP, ou bien l’expression d’une forme non fonctionnelle de celle-ci. La modification de cette protéine chez la souris conduit à des effets similaires à ceux observés dans les cerveaux de patients atteints de SXF. Deux mécanismes ont déjà été montrés comme dérégulés chez ces souris génétiquement modifiés et comme étant à l’origine des anomalies de communication entre neurones observées chez ces animaux. Ces mécanismes représentent donc des cibles très intéressantes pouvant être utilisées à des fins thérapeutiques. Les travaux que nous souhaitons mener sur ce model vise à cibler ces mécanismes dans la perspective de développer des solutions thérapeutiques innovantes pour les patients atteints du syndrome de l'X fragile. Pour cela, nous utiliserons des souris génétiquement modifiées et des agents pharmacologiques actifs sur les mécanismes d’intérêt. Nous évaluerons leurs efficacités pour restaurer la communication neuronale par des taches comportementales et des mesures d’activité neuronale in vitro et in vivo.

Bénéfices attendus

Le but de ce projet est d’évaluer l'efficacité de traitements pharmacologiques afin de corriger les défauts physiologiques et les comportements identifiés sur le modèle murin de syndrome de l’X Fragile. La validation d’un ou plusieurs de ces traitements permettra de proposer des pistes de traitements pour les patients atteints du syndrome de l'X fragile (SXF) .

Procédures

Dans ce projet, les 540 animaux recevront un traitement pharmacologique quotidien soit par voie orale pour une durée variable en fonction de la molécule, soit par injection dans le péritoine pour une durée de 8 jours maximum - 140 de ces animaux recevront juste un traitement pharmaceutique -260 animaux recevront un traitement pharmaceutique et subiront deux tests comportementaux afin d’évaluer les défauts cognitifs. Ces 2 tests nécessitent que les animaux soient isolés respectivement 15 et 8 jours afin de limiter les interactions stressantes pouvant influencer sur les performances de mémoire. -140 animaux recevront un traitement pharmaceutique et subiront une chirurgie implantatoire afin d’enregistrer l’activité neuronale lors d’un test comportemental de mémoire. Les animaux seront hébergés en cage individuel pour une durée de 5 semaines suite à la chirurgie pour éviter le risque de perte d’implant dû à l’interaction avec ses congénères. L’ensemble des animaux seront sacrifiés en présence d’analgésique.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables attendus sur les animaux sont : Des douleurs avec les piqûres en injection dans le péritoine Du stress physique lié à des contentions et aux tests de comportement Des douleurs, et stress liés aux lésions des chirurgies, Du stress lié au restriction de comportement social suite à l'isolement des animaux.

Devenir

L'ensemble des animaux est sacrifié à la fin de chaque procédure afin de réaliser des expériences d'electrophysiologie in vitro ou des études histologiques.

Remplacement

En l’état actuel de nos connaissances, la recherche proposée ne peut pas être substituée par des approches in silico car le projet traite de fonction cérébrale complexe étant à la base du codage de la mémoire chez les mammifères. Il n’y a donc aucune alternative à l’utilisation d’animaux. La culture cellulaire n’est pas appropriée car les propriétés synaptiques et de réseaux sont modifiées dans ces préparations. Déterminer comment les informations cognitifs et sensoriels sont traités exigent que l'animal soit intact.

Réduction

Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés, les conditions de l'élevage seront standardisées et en adéquation avec le bien-être des animaux de façon à obtenir des groupes d'animaux les plus homogènes possibles et ainsi diminuer le nombre d'individus pour les analyses statistiques. Afin de limiter le nombre d’animaux, il sera réalisé différents tests comportementaux successifs et de gravité croissante sur les mêmes cohortes. Pour les expériences comportements, nous utiliserons 20 souris / traitement. Afin de réduire autant que possible les erreurs statistiques qui pourraient être le résultat d'un nombre insuffisant d'animaux, tout en limitant le nombre d’animaux. Pour les enregistrements d’activité neuronale in vitro et in vivo au cours du comportement, le nombre de 10 souris / traitement nous permettra d’enregistrer un nombre de neurones conséquent afin de pouvoir collecter un ensemble important de données.

Raffinement

Pour les expériences in vitro, les souris seront maintenues en groupes sociaux tout le long de la procédure. Pour les expériences in vivo, les animaux seront placés en cage individuelle pour des périodes de 8 à 10 jours lors de chaque tache comportementale. Les animaux subissant une chirurgie implantatoire seront placés en cage individuelles pour une période de 4 à 5 semaines. Lorsque l’animal est placé en cage individuelle, la cage est enrichie avec un tunnel et une maison en papier mâché pour favoriser les comportements d'exploration et d'empêcher le stress Les animaux sont surveillés chaque jour par les zootechniciens. Cette surveillance est renforcée (2/jours) dans les jours qui suivent la chirurgie jusqu’à récupération complète des animaux. Des critères de bien être seront évalués : allure du poil, dos vouté, blessures dues aux congénères, lésions cutanées, agressivité ou repli, respiration. Le constat de signes de souffrance sans lien avec les procédures expérimentales entraine la création d’une « fiche individuelle de soin », qui renseigne les soins prodigués et l’évolution des signes. La cage est alors signalée par une étiquette « animal à surveiller ». Cette fiche est fermée quand l’animal a récupéré ou qu’une décision de mise à mort a dû être prise. La chirurgie implantatoire est réalisée sous anesthésie gazeuse avec un contrôle de la respiration et de l’absence de reflex tout le long du protocole. La douleur induite par l’incision sera couverte par l’injection préalable en sous cutané d’un anesthésique local. L’injection d’un morphinique, en sous cutané en début de chirurgie va permettre une couverture analgésique jusqu’au réveil de l’animal. Une seconde injection est réalisée en fin de chirurgie pour assurer une couverture analgésique pendant les 4-6 heures post-opératoire. Les jours suivants si l’animal montre des signes de souffrance, il recevra en sous cutanée une injection quotidienne d’un anti inflammatoire non stéroïdien, jusqu’à disparition des signes de mal être. Afin que la perfusion intracardiaque soit indolore, nous réalisons une injection d'une double dose d'analgésique, et d'un euthanasiant. L'absence de reflexe est vérifié afin de contrôler la profondeur de l'anesthésie.

Choix des espèces

Les modèles murins sont des modèles d'expérimentation animale de choix pour l’étude du système nerveux en conditions normale et pathologique, la souris partage environ 99% de ses gènes avec l'homme. L’homologue murin du gène FMR1 humain a été manipulé pour générer des modèles animaux présentant des phénotypes similaires à ceux observés chez les patients X-fragiles notamment au niveau de la morphologie neuronale et de l’apprentissage, ce qui en font des modèles de choix pour l’étude de la pathologie. Les données de la littérature démontrent clairement que les mutations du gène FMR1 sont responsables du syndrome de l’X fragile chez l’homme et que ces mêmes mutations chez la souris ont des effets moléculaires, morpho-fonctionnels et comportementaux similaires à ceux observés chez les patients X fragiles. Nos modèles souris X fragiles sont donc d’excellents modèles précliniques pour évaluer le potentiel thérapeutique de traitements pharmacologiques ciblant les défauts relevés chez nos souris. Les animaux seront utilisés à partir de 4 semaines et jusqu’à 4 mois d’âge.

3 420 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On leur induit un cancer colorectal par chirurgie ou par injection, puis elles subissent jusqu'à deux imageries par semaine pendant neuf semaines sous anesthésie, jusqu'à cinq traitements hebdomadaires pendant six semaines et des prélèvements sanguins en sous-mandibulaire sur animal vigile. Le porteur indique que les tumeurs sous-cutanées, coliques et péritonéales peuvent provoquer des difficultés de locomotion, des diarrhées et des occlusions intestinales. Il affirme que l'étude des tumeurs et métastases ne peut pas être modélisée in vitro et qu'aucune autre méthode n'apporterait un niveau d'information équivalent.

Objectifs

Le cancer colorectal représente un défi majeur de santé publique en raison de sa gravité et de l’augmentation croissante des cas nouvellement diagnostiqués en France et à travers le monde. Malgré des avancées significatives en termes de survie grâce aux chimiothérapies à base d’anticorps thérapeutiques, certains patients ne répondent pas ou peu aux traitements. Il est donc nécessaire de développer de nouvelles stratégies afin d’améliorer l’efficacité antitumorale et de lutter contre les phénomènes de résistance.

Bénéfices attendus

Il s’agit d’étudier par imagerie in vivo des modèles de cancer colorectal à des fins de compréhension de mécanismes fondamentaux ou pour l'évaluation de nouveaux médicaments.

Procédures

Induction de cancer colorectal : 1 acte par animal soit par chirurgie (15min max d’intervention sous anesthésie générale) soit sans chirurgie : injection intrapéritonéale (quelques secondes), injection sous cutanée (quelques secondes sous anesthésie générale), injection par endoscopie (5-10min sous anesthésie générale) Suivi par imagerie : au maximum 2 examens non invasifs par semaine pendant 9 semaines sous anesthésie générale. Traitements : au maximum 5 traitements par semaine pendant 6 semaines par voie orale, intrapéritonéale ou intraveineuse Prélevement de sang sur animal vigile au niveau sub mandibulaire volume maximal de 130μL( en 3 fois sur 24h ou en 1fois/jour sur 5 jours) pour une souris de 25g .

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus pour les animaux sont liés au développement de foyers tumoraux au niveau sous-cutané ainsi qu’au niveau du colon et des viscères. Une difficulté de locomotion peut éventuellement s'installer lorsque la tumeur sous cutanée évolue et des diarrhées ou occlusions intestinales peuvent apparaître lors de l’évolution des tumeurs du colon ou des métastases péritonéales. La définition de points limites, le suivi quotidien, les pesées ainsi que la grille de scoring nous permettront d’anticiper toute douleur ou souffrance qui seraient induites. Nous n’attendons pas de douleur ou d’intolérance liées aux composés tests.

Devenir

Toutes les souris seront mise à mort à l'issue de chaque procédure car elles ne peuvent pas être réutilisées pour la procédure suivante ou une autre étude.

Remplacement

L'étude de tumeurs ou métastases résulte de l’interaction de nombreux types cellulaires et ne peut pas être modélisée in vitro. Aucune autre méthode expérimentale ne serait en mesure d’apporter un niveau équivalent d’information que la procédure expérimentale impliquant l’utilisation d’animaux vivants.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet est réduit au minimum sans toutefois compromettre les objectifs. Les groupes témoins seront regroupés lorsque cela sera possible. La mise en oeuvre de l'imagerie (bioluminescence et échographie) permettra de suivre le même animal au cours du temps ce qui permet de réduire significativement leur nombre.

Raffinement

Les méthodes d'imagerie mises en oeuvre sont non invasives et les actes réalisés sous anesthésie ce qui limite la douleur et le stress infligé au cours de l’expérimentation. Par ailleurs, les souris seront hébergées en portoir ventilé, dans des cages disposant d’un environnement enrichi et en accord avec les directives européennes. L'induction des modèles tumoraux sera réalisée sous anesthésie générale. Durant les actes de chirurgie, la douleur sera également prise en charge par l'utilisation d'antalgiques (paracétamol) la veille et 24h post opératoire et par l’administration d'anti inflammatoire (tolfédine) le jour et 24h post opératoire. Des grilles de scoring avec les points limites prédictifs seront mis en place et le personnel examinera les animaux quotidiennement afin d'anticiper la souffrance de l'animal.

Choix des espèces

La souris est une espèce animale classiquement utilisée pour les études de tumorigenèse, de progression tumorale et métastatique de par la relative faible durée des expérimentations (quelques semaines), ainsi que par la possibilité d’utiliser des techniques d’imageries in vivo. C’est ainsi le modèle animal de choix afin de réaliser des expérimentations permettant d’étudier la croissance de tumeurs primaires et de métastases issues de cellules cancéreuses. Par ailleurs il existe des souris immunodéficientes bien adaptées pour les implantations de cellules d'origine humaine. Modèle de cancer réalisable chez le jeune animal (6 à 10 semaines). A ce stade, la croissance et le développement des tumeurs sont optimaux. Sur des animaux plus âgés, il est possible qu’une légère immunocompétence apparaisse, augmentant ainsi le risque de rejet de greffe tumorale.

2 520 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue par ponction intracardiaque sous anesthésie, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent chaque jour, pendant seize jours au maximum, des composés par voie orale, intraveineuse, intrapéritonéale ou sous-cutanée, pour déterminer la dose maximale tolérée d'inhibiteurs de kinases. Le porteur annonce comme seul effet indésirable attendu une perte de poids, et prévoit la mise à mort de tout animal atteignant un point limite. Il conclut que le recours à la souris est "indispensable" parce que les tests in vitro ne prédisent pas la toxicité d'un organisme vivant.

Objectifs

Le projet s'inscrit dans un contexte de développement de nouvelles molécules thérapeutiques ciblées de la classe des inhibiteurs de protéines kinases conçues par "fragment based drug design", dans le but de traiter des pathologies à fort besoin médical en santé humaine : maladies inflammatoires, pathologies affectant le système nerveux périphérique et central, et cancers. L’approche du « fragment-based drug design », ou conception de médicaments par la méthode des fragments, consiste à cribler des molécules organiques de masse moléculaire très faible (fragments) qui n’ont la plupart du temps qu’une faible affinité pour la cible compte tenu de leur taille. Le criblage va se faire contre une cible thérapeutique choisie dans le cadre d’une pathologie particulière. Il va s’agir ensuite de combiner différents fragments identifiés et/ou de les faire évoluer en se basant sur la structure tridimensionnelle de la protéine cible considérée pour obtenir un candidat médicament de forte affinité et spécificité pour la cible étudiée. Ce projet se situera dans la phase d’évaluation préclinique du médicament qui marque les premiers pas de son développement. Les études précliniques ont pour but de collecter des données d’ordre pharmacologique, pharmacocinétique et toxicologique, le tout sur des modèles de cellules mises en culture et au sein d’organismes animaux vivants. Les études sur les modèles de cellules en culture et la pharmacocinétique in vivo des composés à tester auront déjà été évaluées en amont de ce projet, qui quant à lui permettra d’obtenir des informations sur la toxicité du composé test. Après avoir selectionné les molécules in vitro à travers des cribles biologiques pertinents, il est nécessaire d'évaluer la dose maximale tolérée in vivo. En effet, le développement de tout nouveau composé thérapeutique nécessite l'évaluation du rapport bénéfice/risque entre les doses thérapeutiques efficaces, et les effets secondaires et les niveaux de toxicité potentiels, suceptibles de diminuer ou annuler les effets curatifs de nouvelles molécules. L'importance d'évaluer les propriétés toxiques des molécules candidates ne peut donc pas être sous évaluée. L'objectif du projet est de déterminer la gamme optimale de doses de la molécule ne générant pas d'effets indésirables chez la souris, ainsi que ses paramètres posologiques (dose et fréquence d’administration).

Bénéfices attendus

Ce projet a pour objectif d'identifier la plage de dose utilisable d'une nouvelle molécule thérapeutique ciblée, c’est à dire ne générant aucun effet indésirable chez la souris. Ceci permettra d’optimiser sa posologie pour l’évaluation de son activité biologique sur des modèles murins de pathologies humaines, mais également d'ajuster la dose initiale utilisée lors des essais cliniques. Ce projet s'inscrit dans un contexte de thérapie ciblée qui regroupe un ensemble de traitements qui s’intègrent dans une stratégie thérapeutique dite « de précision ». Ce terme est utilisé en oncologie pour caractériser les médicaments qui ciblent spécifiquement une protéine et/ou un mécanisme impliqués dans le développement tumoral, de manière à les bloquer. En théorie leur cible n’est censée être présente (ou surexprimée) que dans les cellules tumorales de certains patients, ces médicaments sont donc à priori sans effet sur les cellules saines, en opposition aux cytotoxiques qui agissent sur leur cible mais aussi sur de nombreuses autres cellules (d’où leurs effets indésirables). A plus long terme cette évaluation de nouveaux composés a donc pour but de sélectionner les meilleures molécules thérapeutiques, présentant peu ou pas d'effets indésirables dûs au traitement, pour le traitement de maladies à forts besoins médicaux non satisfaits (maladies neurodégénératives, inflammatoires et cancer) et ainsi améliorer la prise en charge des patients.

Procédures

Les animaux se verront administrer des composés test quotidiennement ou biquotidiennement pendant 16 jours maximum. Les administrations seront faites par injection du produit par voie orale ou intraveineuse ou intrapéritonéale ou sous-cutanée. A la fin de la procédure expérimentale, les animaux seront anesthésiés avec une injection par voie intrapéritonéale et une ponction intracardiaque sera réalisée. Les animaux seront pesés quotidiennement.

Impact sur les animaux

L'effet indésirable attendu suite à l'administration d'une nouvelle molécule est une perte de poids.

Devenir

Les animaux sont euthanasiés, ils ne peuvent pas être réutilisés car cela risquerait d’introduire un biais dû aux possibles interactions entre les composés testés.

Remplacement

Les molécules testées dans ce projet sont systématiquement préalablement évaluées in vitro pour leur paramètres physico-chimiques, leur activité biologique, leur selectivité pour la cible visée et leur toxicité. Si ces tests sont nécessaires et permettent d'identifier les meilleures molécules candidates, ils ne permettent malheureusement pas de prédire la toxicité in vivo. Ces approches expérimentales ne constituent donc pas des méthodes alternatives ou substitutives à la complexité d’un organisme vivant. L'effet de l’administration du composé test in vivo résulte de l'interaction entre de nombreux mécanismes physiologiques qui ne peuvent être reproduits in vitro. Le recours à l’utilisation d’un modèle animal est donc indispensable.

Réduction

Le nombre d'animaux par groupe a été determiné de manière statistique afin d'obtenir des résultats analysables avec un test statistique. La réduction du nombre d'animaux utilisés dans ce projet passe également par l'optimisation de l'utilisation des groupes contrôles : dans la mesure du possible des études pourront être définies pour tester plusieurs molécules en parallèles afin de limiter l’utilisation d’animaux dans les groupes contrôles.

Raffinement

Un soin particulier sera apporté au raffinement et à l'anticipation des points limites au cours du projet. Le suivi quotidien individuel des animaux par le biais de leur observation et pesées quotidiennes permettra de minimiser au mieux les nuisances induites par l’étude. Dans le cas de l’atteinte de l’un des points limites définis dans le projet l’animal sera euthanasié. En cas d'approche de ces critères des croquettes mouillées seront mises à disposition des animaux pour éviter d'atteindre les points limites.

Choix des espèces

Ce projet s'inscrit dans un contexte de développement d'inhibiteurs de kinases pour le traitement de pathologies dans différentes aires thérapeutiques : oncologie, maladies inflammatoires et pathologie du système nerveux. La majorité des modèles animaux développés pour ces pathologies sont des modèles de souris génétiquement modifiées, souris transgéniques pour les pathologies inflammatoires et système nerveux, souris immunodéficientes pour les modèles en oncologie. Afin de tester l'activité biologique in vivo des molécules développées il est donc nécessaire d'avoir recours à ces modèles murins. Dans ce projet il n'y aura pas d'induction de pathologie, cependant ces études de détermination de la dose maximale tolérée serviront pour la suite de l’évaluation préclinique du médicament (notamment pour les études d’efficacité). Il est donc prévu d’utiliser la même souche pour ce projet et pour les études d’évaluation de l’efficacité afin d’éviter l’apparition d’une toxicité innatendue liée à la différence de souche lors de l’étude d’efficacité. Les animaux seront adultes, soit 8 à 10 semaines lors du début de l’étude, afin d’avoir un système immunitaire, hormonal et métabolique mature dans le but d’obtenir la réponse recherchée sans biais.

60 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue et le cerveau prélevé, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Issus d'une lignée trisomique dont le porteur reconnaît le phénotype "dommageable", petite taille dans 80 % des cas et dermites à staphylocoque exigeant des antibiotiques chez la moitié d'entre eux, ils reçoivent pendant seize jours une molécule par voie intrapéritonéale puis passent le test de la piscine de Morris. Ce test d'apprentissage impose des séances de nage répétées, les animaux en difficulté ou épuisés étant retirés de l'étude. Le porteur affirme qu'il n'existe "pas d'alternative" à l'animal pour étudier les déficits cognitifs et propose comme candidat un médicament déjà utilisé contre l'alcoolisme.

Objectifs

Le Syndrome de Down (SD) ou Trisomie 21 est la première cause de retard mental d’origine génétique. Le SD est lié à la présence d’une copie supplémentaire du chromosome 21 et touche 1 naissance sur 700. Il se caractérise par des déficiences intellectuelles : les personnes atteintes de SD ont des difficultés d’apprentissage et de mémorisation qui sont liées à des défauts dans le développement et le fonctionnement du cerveau. Cette anomalie chromosomique conduit à une surexpression des gènes du chromosome 21 humain, perturbant de nombreux systèmes physiologiques, morphologiques et biochimiques. Ces dérégulations se font de manière directe via l’augmentation de la production de protéines, ou indirecte à travers une multitude d’interactions de ces protéines sur l’ensemble du génome. Nous avons démontré le rôle du surdosage d'une protéine dans le modèle de rat SD, comme l'un des principaux moteurs du dysfonctionnement cognitif. Afin de mieux comprendre la conséquence du surdosage de cette protéine sur le fonctionnement cérébral dans notre modèle de rat SD et de développer une stratégie thérapeutique, notre projet est de tester une molécule qui est un médicament utilisé en clinique dans le traitement de l'alcoolisme, qui peut inhiber cette protéine dans un environnement cellulaire, et d’évaluer les capacités cognitives de notre modèle de rat SD.

Bénéfices attendus

La création et la caractérisation d’un modèle de rat portant la même mutation que l'humain, a permis de comprendre que la conséquence du surdosage d'une protéine est l'un des principaux moteurs du dysfonctionnement cognitif chez les patients trisomiques. Il n’existe à ce jour aucun traitement qui permet de restaurer les performances cognitives chez les patients. Toute molécule capable d’inhiber ou de réduire le surdosage de cette protéine sera potentiellement donc d’un grand bénéfice pour les patients.

Procédures

Nous allons réaliser les interventions suivantes : -Administration de composés par voie intra-péritonéale (moins d'une minute par rat) une fois par jour pendant 16 jours -test d'apprentissage dans la piscine de Morris : La durée du test est sur 7 jours : les 2 premiers jours 4 essais de 90s espacés d'1h sont réalisés chaque jour. Les 4 jours suivants, 2 essais de 90s, espacés de 2h, par jour. Le dernier jour, un seul essai de 90s. -Un prélèvement sanguin à la veine temporale superficielle (2 minutes par rat).

Impact sur les animaux

Le phénotype du notre modèle animal utilisé est considéré comme dommageable. En effet, les anomalies suivantes ont été observées : -Animaux de petite taille (80% des cas) -Dermites à Staphylococcus aureus nécessitant des traitements antibiotiques locaux (50%) voire des traitements antibiotiques généraux (20%). Concernant le SD, aucun phénotype délétère n’est observé chez ces rats dans leur environnement. Lors de l’injection par voie intrapéritonéale, une surveillance du site d'injection sera effectuée et un soin local pourra être appliqué en cas de lésion ou d'infection du site. Lors du test d'apprentissage (Piscine de Morris), les animaux présentant des problèmes de nage ou d'épuisement seront retirés de l'étude. Après les prélèvements sanguins, une surveillance de l'état des animaux, en s'assurant notamment qu'il n'y a pas de saignement au niveau de la zone de prélèvement.

Devenir

A l'issue de la procédure, les animaux seront euthanasiés puis les cerveaux seront prélevés en vue d'analyses post-mortem (structures cérébrales).

Remplacement

Il n’existe à l’heure actuelle pas d’alternative à l’utilisation des animaux pour les études concernant le cerveau. En effet, l’étude de déficits cognitifs nécessite un modèle vivant et suffisamment proche de l’Homme pour pouvoir être transposé à l’espèce humaine. Par ailleurs, il n’existe pas encore de modèle de cerveau in vitro ou autre permettant de réaliser de la recherche fondamentale dans ce domaine.

Réduction

Dans cette étude, nous comparerons trois groupes de rats: un groupe de rats contrôle négatif (sauvages + véhicule) ; un groupe de rats contrôle positif (mutant trisomique + véhicule) et le groupe d’intérêt (mutant trisomique + molécule à tester). Chaque groupe sera composé de 20 rats. En ce qui concerne le sexe, comme nous n’attendons pas à avoir un effet sexe, les 2 sexes seront utilisés (on veillera à avoir des groupes de mêmes proportions). Nous avons évalué le nombre de rats nécessaire pour pouvoir valider de façon statistique (test de Mann et Whitney) l’hypothèse que l’effet du traitement entre les groupes n’est pas nul. En fonction de ces paramètres, 20 rats par groupe seront nécessaires pour notre étude.

Raffinement

Du fait de leurs phénotypes dommageables, ces animaux font l’objet d’une attention particulière afin de pouvoir détecter le plus précocement possible tous problèmes pouvant altérer leur bien-être. Les animaux seront ainsi suivis quotidiennement tout au long de leur vie. Si un animal présente des signes de douleur ou de mal être, il sera présenté au vétérinaire puis, si un traitement est envisageable, il sera mis en place (on utilisera des anti-inflammatoires). A noter que le traitement utilisé devra être adapté au cas par cas en fonction des symptômes rencontrés. Si aucun traitement n’est envisageable, l’animal sera mis à mort. Par ailleurs, tout au long de leur vie, les animaux seront hébergés par 2 et disposeront d’un bâton à ronger comme enrichissement.

Choix des espèces

Le rat est physiologiquement et génétiquement plus proche de l’Homme. A ce jour, l’anatomie, la physiologie et la génétique du rat sont bien connues. Par ailleurs, l’évolution de l’ingénierie génétique permet maintenant de réaliser facilement des modifications génétiques chez cette espèce. De plus, les régions homologues du chromosome 21 humain sont retrouvées sur 2 chromosomes chez le rat contre 3 chez la souris. L’obtention d’un modèle de trisomie complète est donc plus simple à obtenir chez le rat. Le rat constitue ainsi un modèle de choix pour générer des modèles de maladies humaines pour le syndrome de down. Les rats seront adultes, agés de 15 à 16 semaines environ au début des tests. l'ensemble des tests sera réalisé sur une période de 3 semaines.

2 330 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections vaccinales par voies sous-cutanée, intramusculaire ou intradermique, un marquage aux oreilles sous anesthésie, puis jusqu'à trente prélèvements sanguins et vaginaux étalés sur douze mois, pour tester vingt-cinq combinaisons d'ARN messager et d'immunostimulants contre le VIH. Le porteur indique que les prélèvements répétés peuvent provoquer des lésions irréversibles, oculaires ou de fibrose tissulaire, et que la mise à mort sert à prélever ganglions et rate. Il présente ce travail comme une étape "préliminaire" avant des modèles "plus pertinents" comme le lapin et le primate non humain, et affirme qu'un "organisme entier" doté d'un système immunitaire complet reste "nécessaire".

Objectifs

Malgré des années d'études et un large panel de thérapies contre le virus de l’immunodéficience humaine (VIH), les scientifiques peinent à contrôler la propagation et l’échappement du virus. De nouvelles stratégies d’immunothérapies actives et passives voient le jour, comme avec l’utilisation d’anticorps ou la vaccination. La crise sanitaire liée au COVID-19 a mis en avant les vaccins à base d’acide ribonucléique messager (ARNm) et a largement démontré son efficacité comparée aux vaccins conventionnels. Sa facilité de production et d’optimisation permet à cette technologie de s’appliquer à diverses pathologies dont le VIH. Notre laboratoire souhaite combiner des ARNm spécifiques avec des médicaments (immunostimulant) capables de renforcer la réponse immunitaire. 5 ARNm et 5 médicaments ont déjà été validés ces dernières années au laboratoire dans des modèles n'utilisant pas d'animaux. Cependant, l'efficacité réelle de ces médicaments / combinaisons ne peut être observé que chez un organisme entier, possédant un système immunitaire complet et mature. Nous souhaitons donc tester nos différentes combinaisons (25 combinaisons au total) dans des modèles souris afin d'évaluer la valeur ajoutée de nos combinaisons sur le développement d'une forte réponse immunitaire et surtout au long terme. Afin d'obtenir des résultats concluants, nous passerons par plusieurs étapes pour évaluer : l'efficacité et la sécurité de nos médicaments et combinaisons, la dose optimale à injecter, la meilleure voie d'administration et le maintien de la réponse à cours, moyen et long terme.

Bénéfices attendus

Le développement d'une nouvelle prophylaxie par combinaison d'un vaccin ARNm avec un médicament immunostimulant permettrait d'améliorer la réponse spécifique dirigée contre le VIH capable : - D'être maintenue au long terme - D'activer les centres germinatifs (essentiels pour l'induction d'une réponse à large spectre et neutralisante) - D'induire une réponse au niveau des muqueuses (essentielles dans la réduction des risques de transmission du VIH).

Procédures

Lors de cette étude, nous injecterons des combinaisons de médicaments par différentes voies d'administration (sous-cutanée, intramusculaire ou intradermique). Chaque type d'administration dure moins de 30 secondes à 1 minute . Ces médicaments seront injectés à minima 1 fois, et au maximum 3 fois afin d'évaluer la réponse immunitaire à court (3 mois), moyen (6 mois) et long terme (12 mois). Afin d'identifier nos animaux, nous effectuerons des marquages aux oreilles sous anesthésie gazeuse qui est un acte qui dure quelques secondes au début de chaque étape. Nous effectuerons également de multiples prélèvements sanguins et vaginaux. Ces prélèvements seront fait toutes les 2 semaines (3-6 prélèvements à minima pour les études à court terme, jusqu'à 30 prélèvements étalés sur 12 mois pour les études à long terme). Cette acte dure 1 minute maximum par souris.

Impact sur les animaux

Un inconfort léger est attendu lors du marquage au oreille pour une durée de quelques minutes. Un inconfort léger est attendu lors de l'administration des vaccins (pour les 2 voies : intramusculaire, sous-cutanée) pour une durée de quelques minutes. L'administration par voie intradermique est un geste plus douloureux, induisant un inconfort modéré. Un suivi post-injection sera réalisé pour mettre en évidence une fièvre chez l'animal. Les prélèvements peuvent entrainer un inconfort modéré, notamment à cause de la contention qui peut entrainer un stress et les prélèvements répétés pouvant induire des lésions irréversibles (lésions oculaires, fibrose tissulaire, ...). Pour pallier à cet inconfort, nous effectuerons tous nos prélèvements sous anesthésie gazeuse et nous alternerons les sites de prélèvement afin de minimiser le risque de lésion irréversible.

Devenir

A la fin de chaque procédure, nos animaux seront mis à mort après anesthésie gazeuse. Cette mise à mort est nécessaire afin de récupérer des organes clés impliqués dans le développement et le maintien d'une bonne réponse immunitaire (comme l'analyse des cellules retrouvées dans le ganglion lymphatique, la rate, ...). Ces analyses sont primordiales dans la compréhension des voies induites par nos candidats vaccins. Les résultats obtenus nous permettront d'adapter notre stratégie thérapeutique/prophylactique afin d'optimiser nos vaccins eux-mêmes ou encore d'optimiser les schémas d'injection.

Remplacement

Les études vaccinales nécessitent d’effectuer des analyses préliminaires sur le modèle murin avant de passer sur des modèles plus pertinents tels que le lapin et le primate non humain. Des études préliminaires d’efficacité et de toxicité ont été effectuées sur des modèles in vitro pertinent. Cependant, les modèles in vitro ne permettent pas de mimer la complexité d’une réponse immunitaire humorale et cellulaire, impliquant généralement une multitude de cellules et d’organes. Dans ce sens, un modèle vivant, dynamique et doté d’un système immunitaire complet favorisera la compréhension des mécanismes sous-jacent liés à l’efficacité vaccinale dirigée contre le virus de l’immunodéficience humaine.

Réduction

Le nombre d’animaux indiqué pour chaque étape représente un essai pour lequel toutes les combinaisons se révèleraient efficaces. Le nombre d’animaux maximum à utiliser dépendra donc du nombre de candidats vaccins ayant été validé lors de la première étape. En fonction de ces succès, nous adapterons nos expériences afin de diminuer au maximum le nombre d’animaux à utiliser, notamment par les groupes contrôles négatifs, identiques pour chaque candidats vaccins. Le nombre d’animaux choisi par groupe permet de lisser la variabilité entre individu existant dans les études immunologiques et nécessitant a minima 7 souris pour les groupes essais. Nous évaluerons et déterminerons les groupes d'intérêt afin de minimiser au maximum le nombre de souris utilisé au cours de toutes les étapes.

Raffinement

Pour veiller au bien-être de l’animal, les conditions d’élevage, d’hébergement (en collectivité), des soins et des méthodes utilisées pour chaque étape de l’expérimentation seront optimisées pour minimiser douleurs, souffrance et angoisse, tel que l’enrichissement du milieu (copeau de bois, coton, dôme de cellulose et/ou tube rouge transparent). Un suivi quotidien des animaux sera effectué, cela permettra d’augmenter la surveillance en cas d’altération du comportement et d’identifier rapidement si un animal a atteint un des points limites définis ; auquel cas il sera profondément anesthésié puis mis à mort. Dans le cas où nous observons une fièvre ou une douleur, nous mettrons en place un traitement par analgésique ou anti-pyrétique et surveillerons l'animal sur les 48h.

Choix des espèces

Nous utiliserons des souris présentant un système immunitaire complet et reflétant au mieux les réponses que nous pouvons retrouver chez d'autres animaux dont l'homme. Cette faculté est primordiale pour l’analyse de candidat vaccin, notamment dirigé contre le VIH qui nécessite une réponse variée afin de contrôler le virus. Les souris seront âgées de plus de 7 semaines pour s’assurer que le système immunitaire est mature. Des souris plus âgées pourraient biaiser nos analyses due au dysfonctionnement causé par la vieillesse des souris.