Procédures modérées
Caractérisation phénotypique et fonctionnelle des leucocytes des vaches laitières
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
8 vaches laitières vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, sans mise à mort, toutes réintégrant ensuite le troupeau. On leur injecte dans un quartier de la mamelle un composé inflammatoire qui provoque une fièvre brève et une douleur à la palpation entre quatre et douze heures, avec des prélèvements de lait et de sang. Le porteur indique qu'aucun analgésique n'est administré car il fausserait l'inflammation étudiée. Il affirme que cette approche évite une infection bactérienne expérimentale qui condamnerait les animaux à l'équarrissage.
Objectifs
Ce protocole s’inscrit dans le cadre de travaux visant à améliorer la résistance des animaux aux mammites, ces dernières représentant une des maladies majeures à ce jour en élevage bovin. Notre but est de mieux connaître les globules blancs, et plus particulièrement les neutrophiles qui ont un rôle essentiel dans la défense des vaches contre les mammites. Les neutrophiles sont les premières cellules immunitaires à arriver sur le site de l'inflammation mammaire lors des mammites bovines, d’où l’importance de la connaissance précise de ces cellules. Parmi les globules blancs des bovins, ces neutrophiles se répartissent en deux sous-groupes, chacun possédant des propriétés spécifiques soit d'activation ou de diminution de la réponse inflammatoire. L'objet de la présente demande est de nous permettre de caractériser finement les neutrophiles de la glande mammaires lors d'une inflammation et d’étudier comment les proportions et les activités biologiques respectives de différents types de neutrophiles évoluent, à la fois dans le sang et dans le lait, lors d'une inflammation mammaire.
Bénéfices attendus
Ce projet s’inscrit dans une démarche d’amélioration de la résistance des vaches laitières aux mammites. Il contribuera à une meilleure connaissance des neutrophiles recrutés dans le lait lors d'une inflammation et de leur rôle dans le contrôle de cette inflammation. Les données préalables recueillies dans le cadre du projet Masticells suggèrent que la proportion des neutrophiles régulateurs parmi les neutrophiles du lait à différents temps après déclenchement d'une mammite sont variables. Ces neutrophiles régulateurs ayant des capacités de modulation de la réponse immunitaire de l'hôte, ils pourraient intervenir dans les processus de contrôle de l'inflammation et potentiellement de réparation tissulaire après inflammation. A termes, cette meilleure caractérisation des neutrophiles du lait pourrait être introduite dans les critères d’amélioration génétique de la résistance des vaches laitières aux mammites.
Procédures
Une inflammation mammaire sera induite par injection, via le canal du trayon, d'un composé inducteur d'inflammation dans un des 4 quartiers de la glande mammaire des 8 vaches recrutées. Des prélèvements de lait (2x40ml) et de sang (à la jugulaire) sont prévus à 4 temps (t=0h, 4h, 72h et 144h post-injection de LPS).
Impact sur les animaux
Compte-tenu des travaux antérieurs et des données de la littérature, l'injection du composé inflammatoire (LPS) induira une inflammation locale de courte durée (plus de signes locaux d'inflammation 12h après injection) accompagnée d’une fièvre de courte durée (pic de température rectale à 8h post-injection et retour à une température normale 12h post-injection). Le quartier injecté est douloureux à la palpation entre 4h et 12h post-injection. L’état général, l’intensité de l’inflammation locale et la douleur sont évalués à l’aide d’une grille de notation. L’utilisation d’un médicament pour limiter la douleur (analgésique) n ‘est pas possible en raison de son impact sur le déroulement de l’inflammation. Les prises de sang ne nécessitent qu’une contention minimale, les animaux étant habitués à la contention lors de la distribution des aliments. La douleur causée par l’aiguille ne nécessite pas d’anesthésie.
Devenir
Les animaux réintègreront le troupeau de l’unité expérimentale sur décision de la personne responsable du bien-être des animaux. La réponse inflammatoire consécutive à l'injection de LPS est de courte durée. Ce traitement n’engendre classiquement que peu d’inconfort et, par ailleurs, les animaux seront dans tous les cas soignés en cas de pathologie.
Remplacement
Les informations collectées lors de ce protocole porteront sur l'espèce concernée par les mammites (vache). L'approche proposée permet de remplacer une infection bactérienne expérimentale qui condamnerait les animaux à l'équarissage. Cette méthode alternative permet l'évaluation globale des premières étapes de la réponse au niveau de l’animal entier. Il n'existe pas, à l'heure actuelle, de modèle in vitro permettant de reproduire le recrutement des neutrophiles sanguins dans la glande mammaire suite à une infection mammaire.
Réduction
Huit vaches laitières en lactation seront incluses dans le projet. Ce nombre permet d'obtenir une valeur médiane des proportions de neutrophiles régulateurs dans le lait lors d'une inflammation mammaire. Nous comparerons l'évolution de ce pourcentage à différents points au cours de l'inflammation (t=4h, t=72h, t=144h). Les proportions des neutrophiles régulateurs aux différents temps seront analysées statistiquement par des approches de statistiques adaptées aux petits échantillons. Ce nombre a été déterminé pour satisfaire une condition de validité du test statistique qui sera utilisé (effectif d'au moins 5 animaux) et prendre en compte la possibilité d'une non-réponse de certains animaux (situation rencontrée lors de tests précédents à une fréquence de 5%). La capacité maximale de l'installation est de 8 animaux traités simultanément. Ce nombre d'animaux permettra de traiter tous les animaux en une seule série et ainsi contrôler des variations qui auraient été liées à plusieurs séries espacées dans le temps. Les variables contrôlées seront la race des animaux et le stade de lactation : les animaux seront de la même race (Prim'Holstein) et seront en milieu de lactation (entre 3 et 7 mois).
Raffinement
L’utilisation d’un composé non infectieux pour le déclenchement de l’inflammation réduit l’intensité et la durée de l’inflammation et permet de mimer les premières étapes d’une vraie infection. Les animaux seront gardés à proximité des bâtiments le jour de l’injection afin de pouvoir les surveiller de façon suivie. Tout signe d’une dégradation de l’état de santé d’un des animaux entraînera l’intervention du vétérinaire praticien de l’unité. Les prises de sang réalisées ne nécessitent qu’une contention minimale, les animaux étant habitués à être pris au cornadis pour la distribution des aliments. Elles sont réalisées par du personnel expérimenté. La douleur causée par l’aiguille ne nécessite pas d’anesthésie.
Choix des espèces
L’espèce animale utilisée est le bovin. Il s’agit de vaches laitières de race Prim’Holstein en lactation. Les travaux sont réalisés sur la vache laitière car c'est une des espèces sujette aux mammites. Ces animaux ne sont pas transgéniques et ont été obtenus par des méthodes de reproduction utilisées en élevage classique. Il s'agit de vaches adultes (âgées de 3 à 6 ans) en lactation (stade de lactation entre 3 et 7 mois) non mises en reproduction.
Étude de la réponse immunitaire innée induite par des bactéries pathogènes chez le vertébré Danio rerio (zebrafish).
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
70 610 poissons zèbres vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance pouvant aller jusqu'au sévère, déclaré sévère pour 64 410 d'entre eux, la plupart tués en fin d'expérience et quelques adultes gardés vivants pour la reproduction. Aux stades embryonnaire et larvaire, ils sont infectés par des bactéries pathogènes et observés par transparence, puis mis à mort par surdose d'anesthésiant. Le porteur présente le recours au poisson zèbre comme relevant lui-même du "Remplacement" des mammifères, tout en déclarant plus de 64 000 individus en souffrance sévère. Il affirme que l'usage d'animaux reste "incontournable", une cellule ne pouvant reproduire un organisme entier.
Objectifs
Les maladies infectieuses affectent les personnes et les animaux avec un impact considérable sur les économies mondiales et la santé publique. La résistance aux antimicrobiens est responsable des échecs de traitement entraînant une estimation de 700.000 décès humains chaque année dans le monde (OMS, 2018). Il donc est urgent de résoudre ce problème croissant en développant des thérapies alternatives. Comprendre comment les infections affectent les organismes vivants est une étape importante pour le développement de ces thérapies . Cependant, elle nécessite de travailler avec des modèles animaux. Afin d’adopter la stratégie 3R (Remplacement, Raffinement et Réduction) pour ses travaux, ce projet implique l’utilisation du zebrafish (Danio rerio) (Remplacement). Le zebrafish a été choisi car l’étude de son embryon offre de nombreux avantages pour l’étude de certaines maladies infectieuses. En effet, du fait de sa transparence, nous pouvons l’observer directement sous un microscope pour suivre sa réponse immunitaire aux infections à différents temps sans avoir à l’euthanasier. Ceci permet de Réduire de façon substantielle le nombre d’animaux nécessaires pour mener convenablement les études. De surcroit, de très nombreux outils expérimentaux sont disponibles, comme par exemple, des lignées de zebrafish où l’on peut observer directement les cellules qui luttent contre les infections avec un microscope. Ces outils permettent de Raffiner les expériences et donc d’obtenir des résultats beaucoup plus robustes et statistiquement plus significatifs. Le but du présent projet est de : -comprendre le developpement d’une infection induites par des microbes impliqués dans des maladies humaines - étudier et comparer la nocivité des différentes bactéries, c’est-à-dire comprendre comment ces bactéries infectent les organismes vivants (animaux), survivent et se développent dans ces organismes, -identifier les facteurs microbiens impliqués dans ces processus -identifier les gènes de l’hôtes impliqués dans la défense contre les bactéries -identifier des médicaments ou therapies permettant lutter contre les infections bactériennes.
Bénéfices attendus
Le but ultime de ce projet est d’apporter des solutions thérapeutiques à des problèmes clefs du domaine des infections bactériennes. A couts terme, le projet fournira des connaissances fondamentales sur le développement des maladies infectieuses. Ces connaissances seront plubliées dans des revues scientifiques spécialisées permettant la diffusion de la science. Les différents microbes que nous étudierons ont en commun la capacité de survivre dans l’organisme qu’ils infectent, leur permettant ainsi de persister à long terme, conduisant à des infections chroniques. Ce projet permettra de comprendre comment les microbes échappent aux défenses immunitaires de de l’organisme hôte et nous identifierons les molécules produites par l’agent infectieux qui sont importantes pour la persistance du microbe dans l’organisme hôte. Les résultats obtenus dans le cadre de ce projet permettront à moyen terme d’identifier des molécules pouvant être ciblée par de futurs traitements anti-microbiens. A plus long terme de nouveaux medicaments anti-bactériens seront developpés pour traiter des patients atteints d’ infections chroniques.
Procédures
Les gestes techniques réalisés sur animaux de plus de 5 jours de développement sont les suivants : - Immobilisation sous anesthésie générale dans de l’eau à 28°C dans une boite avec un fond en verre pour l’observation avec un microscope, au stade 6 à 17 jours de développement sur une durée courte inferieur à 1h ou sur une longue durée (entre 1 et 15 heures au cours de la nuit). Cette intervention lorsqu’elle est courte (inférieur à 1 h) pourra être répétée une fois chaque jour jusqu’à 17 jours (n total= 46 800 embryons et larves).
Impact sur les animaux
Les principales nuisances attendues sont les suivantes : -Pour les embryons ayant subies une infection, les microbes présents dans l’organisme peuvent induire une infection aigue ou chronique. Du fait de l’infection, l’animal peut ressentir des effets nuisibles et changer de physiologie ou de comportement. - Pour les embryons traités avec des médicaments, si la dose n’est pas adaptée, elle peut induire des effets secondaires sur l’organisme. Si tel est le cas, l’animal peut ressentir des effets nuisibles et changer de physiologie ou de comportement La surveillance régulière des embryons par simple observation permettra de détecter ces changements dès leur apparition, la prise de nourriture et les mouvements de nage seront surveillés.
Devenir
Pour chaque procédure, les animaux seront mis à mort, soit en fin d’expérience, soit en cours d’expérimentation pour tout animal qui, présente un état prédictif d’une grande douleur ou d’une mort prochaine. Pour la mise à mort, les animaux seront traités tout d’abord avec un anesthésiant puis la dose d’anesthésiant sera augmentée pour atteindre une dose léthale et induire la mort. Les animaux morts seront ensuite traités avec de l’eau de javel (lorsque l’animale est infecté par un microbe), puis ils seront ensuite congelés à -20°C et éliminés comme des déchets biologiques et incinérés. Pour l’étude des gènes importants dans la défense contre les bactéries, seuls les animaux porteurs des modifications génétiques permettant l’inactivation du gène d’intérêt, seront maintenus dans notre animalerie pour constituer le stock d’animaux reproducteurs, c’est-à-dire qui seront uniquement utilisés pour des accouplements afin d’obtenir des embryons. Ces animaux seront gardés sous observation quotidienne jusqu’au stade adulte et pendant les deux premières années afin de déceler toute anomalie et détecter tout signe de maladie afin de prévenir une soufrance ou une mort éventuelle par une mise à mort.
Remplacement
Une cellule ne pouvant reproduire la complexité d’un organisme entier, pour l’instant, l’utilisation des animaux reste incontournable. Aujourd’hui, aucun des modèles animaux disponibles pour l’étude de l’inflammation et des infections faisant l’objet de ce projet ne permet de combiner à la fois : 1) l’induction d’une véritable infection induisant le développement d’une maladie proche de celle observée chez l’homme 2) la possibilité d’une évaluation rapide de l'efficacité des médicaments en visualisant leur effet sans mettre à mort l'animal grâce notamment aux techniques d’imagerie des organismes vivants par transparence. Le développement du modèle animal zebrafish reste donc un choix incontournable. Il offre ainsi une alternative tres intéressante aux modèles mammifères permettant ainsi le Remplacement. En effets les infections ainsi qu’une grande partie des observations faites sur l’animal seront realisées avant le stade de 5 jours de développement.
Réduction
La transparence intrinsèque des embryons et des larves de zebrafish permet de décrire et de suivre les infections en temps réel par transparence, à differents temps sans avoir à euthanasier l’animal et donc de réduire au minimum le nombre d’animaux nécessaires, les adultes assurant uniquement la production d’œufs. Pour des raisons de reproductibilité, chaque expérience est reproduite 3 fois de façon indépendante, avec un nombre minimal d’individus à utiliser pour chaque expérience. Les tests statistiques et le nombre de poissons pour chaque experience ont été determinés grâce aux données bibliographiques. Par la suite, le nombre d’animaux sera réajusté au cours du projet grâce à des logiciels de statistique permettant d’estimer le nombre minimal d’animaux nécessaires.
Raffinement
Tous nos poissons font l’objet d’une surveillance quotidienne (y compris les week-ends et jours fériés) par du personnel qualifié et avec roulement d’astreinte. Pour les larves de zebrafish, la surveillance est basée sur l’observation par transparence de plusieurs paramètres physiologiques comme la presence d’une bonne circulation sanguine, la mesure du rythme respiratoire ou autre symptômes anormaux. Pour les adultes, la surveillance est basée sur l’observation de changements du rythme respiratoire, de leur comportement, et d’une réponse de stress, ainsi que l’observation des signes externes de maladies. Les individus présentant des caracteristiques anormales seront automatiquement mis à mort avec un anesthésiant puis la dose d’anesthésiant sera augmentée jusqu’à une dose léthale pour induire la mort. Tout au long des expériences, les embryons et les larves de zebrafish sont maintenus à la température optimale de 28°C avec un cycle jour/nuit. La qualité de l’eau est surveillée afin de presenter en permanence les paramètres en sel et de pH optimaux. Nous contrôlons qu'ils ne soient pas maintenus en trop forte densité et que les individus ayant des caractéristiques anormales soient mis à mort systématiquement. Les larves maintenues au dela de 5 jours auront un milieu enrichi en micro-organismes. Tout geste technique sera réalisé avant 5 jours de développement et sous anesthésie générale. Des réunions concernant l’animalerie et la surveillance des poissons sont organisées régulièrement et permettent de faire évoluer le système de suveillance des animaux et de raffinement.
Choix des espèces
L’espèce choisie est le zebrafish (Danio rerio). Les nouvelles techniques rendent le zebrafish pertinent pour le Remplacement des mammifères pour l’étude de l’inflammation et des maladies infectieuses notamment grâce à sa transparence et à l’utilisation d’imagerie en temps réel qui permettent de Réduire le nombre d’animaux pour atteindre des résultats statistiquement bons. De plus, l’existance de nombreux outils expérimentaux permettant de suivre facilement les cellules immunitaires marquées par transparence permettent de Raffiner les études. Par rapport au modèle souris, le zebrafish répond donc parfaitement aux besoins de Remplacer, de Réduire et de Raffiner. Par sa taille, le zebrafish se révèle attractif pour la découverte de nouveaux médicaments . Pour les expériences de test de médicaments et d’infections, nous utilisons des embryons et des larves de zebrafish. Tous les gestes techniques sont effectués avant le stade 5 jours. Une partie des analyses se font sur des embryons et larves dont les stades ne dépassent pas 5 dpf et qui ne nécessitent donc pas de répondre à un protocole soumis au comité d’éthique. Seules certaines larves font l’objet d’un suivi plus long, notamment pour l’étude des infections persistentes au-delà de 5 jours. Aucune infection n’ est réalisée sur le stade adulte. Donc en fonction de l’analyse realisée, nous utiliserons des larves de différents stades de developement : du stade 1-cellule (0 jour de développement) à 17 jours de développement. Seules certaines larves etudiées en microscopie seront maintenues en vie jusqu’à 1 mois. Pour l’obtention d’animaux portant une modification génétique permettant l’étude des gènes importants pour la réponse immunitaires, les animaux sont elevés jusqu’à l’age adulte mais ne subissent aucune infection. S’ils portent la modification génétique d’intérêt, ils seront maintenus dans l’animalerie pour assurer la reproduction et pour produire des œufs.
Développement de vecteurs non viraux en vue du traitement des surdités congénitales
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
180 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des souriceaux âgés de 2 à 30 jours subissent une chirurgie d'injection intra-cochléaire de vecteurs, sont séparés de leur mère le temps de l'intervention, puis tués par dislocation cervicale quinze jours plus tard pour étudier leur cochlée. Le porteur indique qu'aucun modèle in vitro d'oreille interne ne permet de tester la diffusion des vecteurs dans le temps. Une éventuelle application aux surdités humaines est renvoyée à une dizaine d'années, après des tests sur des porcs.
Objectifs
Notre projet a pour objectif de corriger certaines surdités d’origine génétique, grâce au développement de nouveaux transporteurs (vecteurs) non viraux permettant d’acheminer l’information génétique corrigée aux cellules de l’organe de l’audition, la cochlée, afin de restaurer les capacités auditives. Ces tests seront réalisés sur des souris C57/Bl6, dont l'oreille interne est bien caractérisée et proche de celle de l’homme. Objectif : Optimiser les conditions d’utilisation (efficacité, localisation) de vecteurs non viraux au sein de la cochlée.
Bénéfices attendus
Le développement de vecteurs non viraux efficaces au niveau de l’oreille interne pourrait permettre leur utilisation pour corriger les surdités congénitales humaines. Celles-ci sont actuellement traités par appareillage auditif ou implantation cochléaire en fonction de l’intensité de la perte auditive. Bien que ces traitements soient dans la majorité des cas efficaces, les résultats sont imparfaits dans certaines conditions, notamment pour la compréhension de la parole en milieu bruyant. Le développement d’alternatives permettrait d’optimiser la correction apportée, et améliorer la qualité de vie des individus ayant une surdité congénitale. Le temps estimé du projet est de 2 ans. En fonction des résultats, notamment de l’efficacité et de la localisation, nous pourrons cibler au mieux certaines anomalies génétiques provoquant une surdité. Nous testerons l’efficacité de la thérapie génique sur des modèles murins, pour une durée estimée de 4 ans, car nécessitant un suivi plus prolongé. Si l’efficacité est confirmée, des tests sur modèles porcins seront nécessaires avant une potentielle utilisation chez l’homme, dans une dizaine d’années.
Procédures
180 souris auront une injection intra cochléaire (chirurgie d'une durée de 5 à 8 minutes sous anesthésie générale) à 2 ou 15 ou 21 ou 30 jours après la naissance et seront mises à mort 15 jours après l'injection.
Impact sur les animaux
Les procédures d’injection intra cochléaire peuvent être source d’inconfort pour les animaux (douleur, risque d’infection), pendant environ une semaine. Les pesées réalisées quotidiennement après injection seront source de stress, les 3 premiers jours, puis tous les 3 à 4 jours, soit 5 à 6 pesées par animal. Les souris à un âge précoce seront séparés de leur mère pendant une dizaine de minutes le temps de l'injection.
Devenir
Les animaux seront mis à mort par dislocation des vertèbres cervicales, pour étude des cochlées.
Remplacement
La conformation 3D des explants utilisés in vitro est incomplète, et ne permet pas de refléter la diffusion in vivo. De plus, ces explants ont une durée de vie limitée de 3 à 5 jours. Il n’existe pas actuellement de modèle d’oreille interne utilisable in vitro permettant de tester la transfection au cours du temps, et dans les mêmes conditions 3D qu’in vivo, et il n’existe pas non plus de lignées de cellules ciliées de cochlées , ou de culture primaire de cellules ciliées à partir de prélèvement, qui permettraient de cibler spécifiquement les cellules d’intérêt. Le remplacement est donc impossible.
Réduction
Des explants d’oreille interne ont été utilisés in vitro permettant de sélectionner les 2 vecteurs les plus efficaces, à partir de prélèvements réalisés sur animaux mis à mort hors champ réglementaire et autorisés par la structure bien-être de l'établissement. Après utilisation de 36 animaux, si l'analyse statistique intermédiaire (Test de Mann-Whitney) montre des résultats significatifs, le projet sera poursuivi sur 144 animaux.
Raffinement
En complément de l'anesthésie générale, des anesthésiques locaux seront utilisés pour gérer la douleur post-opératoire générée par l’injection de vecteurs et l’incision réalisée au niveau de l’oreille interne. Concernant le suivi journalier des animaux, des grilles de soin adaptées à notre procédure ont été établies afin d’identifier pour chaque animal les points limites et points limites terminaux permettant de prendre en charge immédiatement les signes de stress, d’angoisse ou de douleur.
Choix des espèces
L'utilisation de souris pour étudier de nouveaux transporteurs (vecteurs) au sein de l’oreille interne est pertinente car : -L’oreille interne de souris est morphologiquement proche de celle de l’homme -Nous maîtrisons la technique chirurgicale nécessaire à la mise en place de ce modèle, qui ne provoque pas de baisse d'audition. Les injections seront réalisées 2 ou 3 jours après la naissance, équivalent du stade embryonnaire chez l’homme, en termes de développement de l’oreille interne. Les souris étant sourdes à cet âge, à 15 jours de vie, au début du développement de l’oreille interne, à 21 jours de vie en cours de développement de l’oreille interne et à 30 jours de vie à la fin du développement de l’oreille interne. Différentes études ont montré des différences en termes de répartition des transporteurs (vecteurs) en fonction de l’âge des souris.
Étude de la peur chez le rongeur : rôle des réactivations neuronales en lien avec une mémoire aversive
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
514 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance pouvant aller jusqu'au sévère, déclaré sévère pour 380 d'entre elles. Elles subissent une injection intracérébrale de virus et l'implantation de fibres optiques ou d'électrodes, puis un conditionnement qui associe un environnement à des stimulations désagréables, avant la réactivation optogénétique des neurones et la mise à mort. Le porteur étudie la peur et l'anxiété et affirme que ce travail ne peut se faire ni in vitro ni chez des invertébrés, jugés trop simples. Les retombées annoncées pour les troubles anxieux humains restent hypothétiques.
Objectifs
Les troubles anxieux représenteraient d’un quart à la moitié des troubles mentaux à travers le monde. En France, la prévalence des troubles anxieux est de 21,6%. Malgré cette prévalence, les traitements ne sont efficaces que chez seulement 30% des patients. Cette faible efficacité peut être en partie expliquée par la difficulté de classer précisément les différentes réactions de peur (comme les crises de panique et l’anxiété) dans les modèles animaux. Or, de récentes études menées au sein de notre laboratoire ont montré qu'un nouveau protocole expérimental permettait l'identification chez la souris de 2 états similaires à la panique et l'anxiété. Avec cette nouvelle perspective, l'anxiété semble être liée a des réactivations de neurones liés à une mémoire négative dans le cerveau. Le but de ce projet serait alors d'étudier l'impact de la réactivation artificielle de neurones liés à une mémoire négative chez la souris afin de savoir si cela permet l'observation d'un état similaire à l'anxiété. L'ensemble de ces travaux permetrait une meilleure compréhension des mécanismes cérébraux et corporels impliqués dans des situations aversives, comme la peur et l'anxiété.
Bénéfices attendus
Ces travaux apparaissent comme nécessaires afin de pouvoir améliorer notre compréhension des troubles liés à la peur car ils pourraient permettre une définition claire des troubles associés à la peur, notamment en se basant sur des critères objectifs, universels et mesurables. Cette meilleure définition pourrait alors permettre une meilleure identification et évaluation de troubles mentaux afin d'anticiper leur apparition et d'améliorer la prise en charge des patients. De par l'utilisation du modèle rongeur, nous espérons pouvoir transposer les résultats de nos travaux non seulement aux patients atteints de troubles mentaux, mais aussi à d'autres espèces animales comme les animaux de production ou domestiques. En effet, les résultats de ces travaux pourraient également permettre une meilleure évaluation de l'état émotionnel de l'animal, thématique d'importance croissante dans l'amélioration du bien-être animal.
Procédures
La plupart des animaux de ce projet subiront une injection intracérébrale de virus permettant l'expression de protéines fluorescentes et parfois d'opsines (molécules permettant l'activation du neurone après stimulation lumineuse). Un quart des animaux ne subira qu'une deuxième rapide chirurgie pour implanter des fibres optiques en position intracérébrale. Les autres subiront une chirurgie plus technique permettant notamment l'enregistrement de signaux électrophysiologiques et l'implantation de fibres optiques. Suite à ces chirurgies, la plupart des animaux suivront un protocole d'association d'un environnement donné à des stimulations désagréables. Ils seront ensuite replacés dans cet environnement pour étudier la mémoire qu'ils en ont. Dans un autre temps, les neurones associés à cet environnement seront réactivés dans un contexte neutre. Après ce protocole expérimental qui dure de 3 à 4 semaines, les animaux seront euthanasiés afin de pouvoir vérifier la localisation des électrodes ainsi que les caractéristiques (niveau d'activation, nombre, localisation,..) des neurones qui ont été réactivés.
Impact sur les animaux
Pour réaliser les travaux de ce projet, il est nécessaire de réaliser des procédures invasives sur les sujets expérimentaux comme l'injection intracérébrale ou la chirurgie d'implantation des électrodes. De plus, le protocole de conditionnement aversif implique d'utiliser des stimulations désagréables pour l'animal afin de mieux pouvoir étudier la peur. Tout au long de leur hébergement, les animaux ont accès dans leur cage à des objets d’enrichissement (dôme, tubes). Le suivi par le personnel de l'animalerie est quotidien dans un contexte général et le suivi post-chirurgie est assuré par l'expérimentateur quotidiennement pendant une semaine avec relevé de signes potentiels de douleur et prise en charge analgésique si nécessaire.
Devenir
A l'issue de la procédure 1 et 2, les animaux sont euthanasiés afin de pouvoir vérifier la localisation des électrodes ainsi que les caractéristiques (niveau d'activation, nombre, localisation,..) des neurones qui ont été réactivés.
Remplacement
Notre objectif est de comparer les réactions de défense quand elles sont induites par une expérience réelle et quand elles sont initiées par le souvenir d’une expérience aversive. Ces études ne peuvent pas être réalisées in vitro, ex vivo ou in silico. Ces études ne peuvent pas non plus être réalisées chez les invertébrés, qui ont une structure cérébrale et un comportement trop simple De plus nous souhaitons étudier à la fois les réactions comportementales mais aussi les paramètres physiologiques comme la respiration ou le rythme cardiaque pour pouvoir faire un parallèle avec l’Homme (en plus de la proximité des agents pharmacologiques pour traiter les troubles anxieux). Enfin, les outils permettant de manipuler les neurones liés à un souvenir aversifs nécessitent l’utilisation d’animaux transgéniques et ont été le mieux caractérisés chez la souris. Le modèle rongeur est le seul modèle permettant de répondre à tous ces critères.
Réduction
Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés nous adoptons une stratégie où nous vérifions méthodiquement et progressivement l’efficacité de la technique. En effet, la procédure 1 a pour but de mieux appréhender les caractéristiques des neurones réactivés par optogénétique et donc les effets observés dans la procédure 2. Le nombre d'animaux requis pour ces expériences sera réduit au minimum nécessaire, pour pouvoir réaliser des tests statistiques, à partir de nos résultats. Étant donné que nos résultats dépendent de l’efficacité des injections virales, de l’efficacité du conditionnement, de l’efficacité de la procédure chirurgicale,... globalement de la bonne réussite dans l’enchainement des gestes techniques, le nombre d’animaux total doit être conséquent. Néanmoins, la quantité massive d’informations apportés par un seul animal opérationnel est telle qu’elle peut permettre des analyses de haut niveau pendant plusieurs années.
Raffinement
Nos procédures seront optimisées afin de minimiser la douleur et la souffrance des animaux. Les chirurgies se feront en conformité avec la règlementation (anesthésie et analgésie appropriées). Les animaux recevront un soin optimal après les chirurgies. Tout au long de leur hébergement, les animaux ont accès dans leur cage à des objets d’enrichissement (dôme, tubes). Le suivi par le personnel de l'animalerie est quotidien dans un contexte général et le suivi post-chirurgie est assuré par l'expérimentateur quotidiennement pendant une semaine avec relevé de signes potentiels de douleur et prise en charge analgésique si nécessaire.
Choix des espèces
Les souris ont été choisies car il s’agit de l’espèce pour laquelle nous avons le plus de données préexistantes dans ce domaine permettant de réduire au maximum les expériences préliminaires pour la validation des procédures. De plus, il s’agit de l’espèce, pour laquelle l’outil pharmacogénétique est le plus développé et le plus caractérisé. Nous utiliserons des souris de laboratoire sans modification génétique ainsi que des souris transgéniques. L’efficacité des infections virales au niveau du cerveau décroît avec l’âge de la souris. En revanche, la procédure de stéréotaxie nécessite d’utiliser des animaux dont la croissance de l’os du crâne est stabilisée. C’est pourquoi, en accord avec la littérature, nous choisirons un âge compris entre 5 et 9 semaines pour réaliser les injections stéréotaxiques. Les implantations d’électrodes se feront 1 semaine après les injections de virus.
Impact à l’adolescence de l’exposition précoce aux drogues sur le comportement et le système dopaminergique dans un modèle de comorbidite schizophrénie – troubles de la consommation d’alcool
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
960 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Dès l'âge de sept jours, chaque raton subit une chirurgie du cerveau pour léser l'hippocampe, 320 recevant plus tard un implant d'électrodes, puis les animaux sont exposés à l'alcool et isolés durant l'adolescence avant d'être tués pour vérification histologique. Le porteur justifie le rat par l'auto-administration d'alcool, plus difficile à observer chez la souris, et par la reprise d'un modèle déjà utilisé au laboratoire. Il indique utiliser mâles et femelles pour ne pas avoir à éliminer d'animaux surnuméraires.
Objectifs
L'objectif principal de ce projet est d'étudier l'impact à l'adolescence d'expositions précoces aux drogues sur les troubles du comportement et sur la transmission dopaminergique au sein du noyau accumbens dans un modèle animal de schizophrénie. En effet il existe une prévalence élevée de patients atteints de schizophrénie qui présentent un trouble de la consommation d'alcool. Les consommations d'alcool et de cannabis sont fréquentes à l'adolescence aussi bien dans la population générale que chez les sujets qui risquent de présenter la maladie. Nous chercherons donc à étudier le rôle de ces expositions précoces d'alcool et d'agents cannabinoides sur les comportements des animaux modèles de schizophrénie mais également sur la neurotransmission dopaminergique. En effet la dérégulation de ce système de neurotransmission est directement impliquée aussi bien dans les troubles de la consommation d'alcool que dans ceux associés à la schizophrénie. A ce jour, aucune étude ne s'est intéressée aux effets à court terme des expositions précoces aux drogues dans les modèles de schizophrénie.
Bénéfices attendus
Il a déjà été montré que l'exposition précoce à l'alcool durant l'adolescence est nécessaire pour l'observation à l'âge adulte d'une consommation exagérée d'alcool. Néanmoins, nous n'avons pour le moment aucune information concernant la co-exposition avec des agents cannabinoides, drogues très fréquemment consommées par les adolescents et les jeunes adultes atteints de schizophrénie ou non. Grâce à ces expériences, nous pourrons obtenir des données importantes concernant les mécanismes neurobiologiques précoces qui sous-tendent les troubles de la consommation d'alcool dans un modèle pertinent pour l'étude de la schizophrénie. L'aspect neurobiologique de ce projet aidera la communauté scientifique à mieux comprendre l'impact à l'adolescence d'une exposition précoce à des drogues couramment utilisées sur les systèmes dopaminergiques.
Procédures
Tous les animaux du projet (soit 960 ratons mâles et femelles) subiront une chirurgie à l'âge de 7 jours. Cette opération ne dure jamais plus de 20 minutes et se fera sous anesthésie générale et sous anesthésie locale. Par la suite à l'adolescence 320 rats subiront une seconde chirurgie qui ne durera pas plus de 30 minutes. De plus, les animaux auront la possibilité d'avoir accés à de l'alcool (10% à l'adolescence pendant 15 jours et 20% pendant 4 semaines à l'âge adulte). Cette exposition à l'alcool se fera de manière volontaire par les animaux puisqu'ils seront soumis à un protocole de libre choix à 2 bouteilles, une bouteille contenant la solution d'alcool et une bouteille d'eau.
Impact sur les animaux
Douleurs post-opératoires de palier 1 à 2 à J7 suite à la lésion de l'hippocampe ventral par chirurgie stéréotaxique. Durée attendue : 2-3 jours. Douleurs post-opératoires de palier 1 à 2 à environ J50 - J60 suite à l'implantation d'électrodes d'enregistrement par chirurgie stéréotaxique. Durée attendue : 2-3 jours. Isolement des animaux pendant la période d'exposition à l'alcool à l'adolescence pendant 14 jours.
Devenir
Les procédures initiales ne sont que des étapes qui nous permettent de générer nos animaux modèles de comorbidité. Tous les animaux issus de ces procédures seront répartis en différents groupes expérimentaux avant d'être euthanasiés en fin de protocole pour vérification histologiques des sites de lésions et d'implantations.
Remplacement
Les études de mécanismes complexes de maladies psychiatriques comme la schizophrénie ou l'addiction ne sont pour le moment pas remplaçables par des méthodes in vitro ou in sillico. Les mécanismes impliqués sont trop complexes pour pouvoir être simplifiés à ce jour. Le modèle que nous avons choisi fait partie des modèles les plus utilisés et les plus complets avec une validité de ressemblance, une validité de construction et une validité de prédiction très bien décrites dans la littérature.
Réduction
Le nombre d'animaux nécessaire à chacune des expériences a été estimé sur la base de nos précédentes expériences utilisant le même modèle NVHL en prenant en compte la variabilité interindividuelle observée aussi bien dans les modèles animaux que dans les différents paradigmes comportementaux utilisés. Nous utiliserons au maximum les mêmes animaux entre les différentes procédures pour limiter le nombre total d'animaux utilisés dans ce projet. De plus nous réaliserons les expériences aussi bien sur les mâles que sur les femelles pour ne pas avoir à éliminer les animaux surnuméraires mais également, dans le but d'une réduction, ne pas à avoir à refaire tout ce projet ultérieurement uniquement sur les femelles (et donc euthanasier les ratons mâles surnuméraires à ce moment).
Raffinement
Pour chacune des procédures nous avons mis en place un série de points limites ainsi qu'une grille de scoring du bien-être animal. Une action thérapeutique adaptée sera déclenchée dès q'un point limite sera atteint. « En ce qui concerne les conditions d'hébergement, les animaux seront stabulés en groupe tout au long du projet sauf pendant les périodes d'évaluation de la consommation d'alcool. Ces périodes seront limitées au strict minimum nécessaire et l'isolement sera contrebalancé par une manipulation accrue par les expérimentateurs (enrichissement inter-espèce).
Choix des espèces
Le modèle NVHL est un modèle décrit chez le rat. Pour poursuivre nos études nous devons utiliser le même modèle que précédemment. Le rat est un modèle idéal pour l'étude de la comorbidité troubles de la consommation d'alcool/schizophrénie en particulier en ce qui concerne certaines études comportementales comme l'auto-administration d'alcool qu'il est plus difficile d'observer chez les souris. Les animaux seront utilisés tout au long de leur vie. Le modèle de schizophrénie que nous allons utiliser nécessite une lésion de l'hippocampe ventral au 7ème jour de vie. Tous les petits seront ensuite soumis à la procédure d'exposition aux drogues pendant la période d'adolescence (entre les jours 28 et 50). Les rats seront conservés jusqu'à l'âge adulte pour évaluer les effets d'une telle préexposition précoce sur les comportements et la neurobiologie à l'âge adulte.
Etude des modifications de l’activité des gènes impliqués dans la croissance des cellules de cancers du sang
- Recherche fondamentale
- Oncologie
795 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Rendues immunodéficientes, elles sont irradiées puis greffées avec des cellules leucémiques humaines, subissent des prélèvements de sang à la joue et des ponctions de moelle osseuse au fémur, avant d'être tuées pour analyse. Le porteur indique que la maladie peut provoquer perte de poids, baisse de mobilité et, rarement, paralysie des membres. Il affirme qu'aucune méthode in vitro ne permet de cultiver ces cellules leucémiques, trop fragiles hors d'un organisme vivant.
Objectifs
La leucémie aiguë myéloïde (LAM) est une forme de cancer qui touche les cellules de la moelle osseuse, qui produisent normalement les globules rouges, les plaquettes et les globules blancs. La leucémie est caractérisée par la prolifération excessive et le blocage de la maturation de ces cellules immatures. Les leucémies affectent enfants et adultes, et bien que, ces dernières décennies, de nombreux progrès ont été fait du point de vue thérapeutique, des rechutes fatales sont observées dans 20 % des cas pédiatriques ; chez l’adulte, la survie globale à 5 ans est seulement de 30-40% chez les patients de moins de 60 ans, et de 20% pour les plus de 60 ans. Un sous type particulier de cancers du sang affectant les cellules myéloïdes (les leucémies aiguës à mégacaryoblastes) sont généralement observées chez l’enfant et sont de très mauvais pronostic. Elles résultent d’une prolifération accrue des cellules à l’origine des plaquettes, bloquant ainsi leur maturation en plaquette. Il est donc essentiel de poursuivre la compréhension des mécanismes conduisant à ces pathologies pour concevoir des thérapies ciblées afin d’améliorer la survie des patients leucémiques. L’objectif de notre projet est d’identifier des régions du génome humain qui régulent l’expression de gènes favorisant les cancers. Afin de réaliser cet objectif nous utiliserons un modèle de cancers du sang affectant les cellules myéloide humaine se développant dans des souris dépourvues de système immunitaire et ne pouvant rejeter la greffe, seule façon de modéliser cette maladie.
Bénéfices attendus
La compréhension des mécanismes conduisant au cancer doit nous conduire à concevoir des thérapies ciblées. Au terme de notre projet, les résultats obtenus devraient contribuer à l’amélioration des traitements proposés aux patients.
Procédures
Nous utiliserons des souris dépourvues de système immunitaire permettant ainsi l'amplification (absence de rejet de la greffe) des cellules tumorales de patients atteints de LAM. Les souris seront irradiées avec une dose suffisamment faible pour ne pas induire leur mort mais permettant la greffe de cellules humaines (durée de l'irradiation: moins de 2 min). Ces cellules seront injectées quelques heures après l’irradiation dans la veine de la queue, aucune anesthésie ou analgésie ne sera nécessaire (durée de l'injection: 30 s). Les souris recevront un traitement antibiotique dilué dans l’eau de boisson durant les 2 semaines suivantes afin d’éviter tout risque d’infection liée à la perte de leur système immunitaire. Des échantillons de sang seront prélevés sur souris éveillée de manière bi-mensuelle dans la veine de la joue, la durée d’un prélèvement est inférieure à une minute. Ces prélèvements seront effectués pendant 3 mois et demi suivant l’injection de cellules. Le volume sanguin prélevé est faible et compatible avec une répétition espacée d’au moins deux semaines. Des prélèvements de moelle osseuse réalisés au niveau du fémur pourront être réalisés deux fois maximum à 2 semaines d’intervalle. Pour cela, une anesthésie gazeuse sera effectuée, la durée d’un prélèvement est inférieure à 5 minutes. Une analgésie est prévue afin d’éviter la douleur.
Impact sur les animaux
Une perte de poids, une réduction de la mobilité et une négligence du toilettage pourraient être observés chez les animaux lors de la progression de la leucémie. Une paralysie des membres inférieurs peut être observé dans de très rares cas. L’irradiation sublétale des animaux, conduisant à l’ablation des cellules immunitaires, peut rendre les animaux plus susceptibles aux infections. Les prélèvements sanguins itératifs et les biopsies de moelle osseuse peuvent représenter un risque hémorragique.
Devenir
Tous les animaux de ce projet seront euthanasiés à différents temps et les organes liés au système immunitaire seront prélevés pour analyse.
Remplacement
Le recours à l'expérimentation animale est nécessaire pour ce projet car il n'existe pas à l'heure actuelle de méthode alternative permettant de cultiver les cellules leucémiques primaires de patients in vitro. En effet, ces cellules sont extrêmement fragiles et ne peuvent pas être maintenues en vie en dehors d'un organisme vivant. En outre, la culture cellulaire ne permet pas de modéliser les différentes interactions entre les cellules tumorales et l’environnement dans lequel elles prolifèrent. Ces interactions ne sont possibles que dans un organisme entier vivant afin de conserver les interactions des cellules leucémiques avec les cellules des organes environnants.
Réduction
Grâce à des analyses statistiques, nous avons réduit le nombre de souris utilisées au minimum tout en s’assurant d’obtenir des résultats statistiquement significatifs. De plus, nous optimisons au maximum nos expériences pour réaliser le plus d'analyses possibles sur les cellules obtenues à partir d'un même animal (récupération dans une seule expérience d’un grand nombre d’organes du système immunitaire afin de réaliser le maximum d’analyse et de conserver des prélèvements pour des études ultérieures).
Raffinement
Afin de réduire au minimum la douleur et la souffrance qui pourraient être ressenties par les souris, nous prévoyons la mise en place de différentes actions. Tout d'abord, un suivi visuel quotidien (par les animaliers et/ou les expérimentateurs) des animaux sera réalisé, afin de s’assurer du bien-être des animaux, et du bon état de leur environnement de vie (propreté des cages, disponibilité d’eau et de nourriture, enrichissements, ...etc.). De plus, un suivi clinique des souris sera également entrepris 2 fois par semaine pour détecter toutes modifications comportementales et éviter autant que possible les souffrances, douleurs et angoisses. Cela sera réalisé en s'aidant d'une grille d'évaluation du score clinique et des actions seront mises en place de manière graduée en fonction de l'apparition de signes de souffrance. L'administration d'un antalgique sera réalisée en cas de douleur légère avant l'euthanasie de l'animal si son état se dégrade soudainement. Enfin, les cages où sont maintenus les animaux feront l’objet d’un change hebdomadaire, et nous nous assurerons d’y apporter le maximum d’enrichissements (Social : les souris seront en groupe de 5 pour favoriser les interactions sociales entre elles. Matériel : bûchettes en bois, papier kraft, tunnels, ...etc.).
Choix des espèces
La souris est un mammifère de petite taille dont la génétique et le comportement sont parfaitement connus. Cela permet de mesurer très facilement le bien-être, la souffrance et l'angoisse des animaux et de pouvoir y remédier le cas échéant ; ce qui en fait un très bon modèle pour atteindre les objectifs scientifiques du projet proposé. Les souris seront des souris adultes afin de maximiser la prise de greffe comme cela a été décrit auparavant dans la littérature scientifique.
Évaluation de la sécurité d’un nouveau dispositif de tomographie à cohérence optique, le LC-OCT, pour l’ophtalmologie sur l’oeil du lapin NZW
- Recherche appliquée
- Troubles sensoriels
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
6 lapins vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Leur œil est exposé à un laser d'imagerie dont la puissance dépasse d'un facteur dix la norme au niveau de la cornée, le porteur indiquant que des ulcères, des lésions ou une cataracte peuvent apparaître, puis ils sont tués pour analyse histologique des tissus oculaires. L'objet est de vérifier l'innocuité d'un dispositif développé par une entreprise avant un éventuel passage chez l'humain. Le porteur affirme que ce test doit "obligatoirement" être mené in vivo, aucun modèle ex vivo ne pouvant reproduire l'œil.
Objectifs
Une startup française a développé une technologie de tomographie à cohérence optique (OCT) permettant d'effectuer des images proches de l'histologie classique ou des images du type confocale. Ces observations peuvent être compilées sous forme de stack permettant une reconstruction 3D du tissu en haute définition. Cette technologie est un excellent outil de diagnostic dermatologique et pourrait apporter les mêmes avantages en ophtalmologie, surtout dans le domaine des tissus de la surface oculaire. L'utilisation de cet OCT sur l'oeil pour des observations ne doit pas avoir d'effets indésirables sur les tissus de l'oeil. Des calculs de normes portent à penser que la rétine ne subira aucun dommage lors de l'imagerie de la cornée. La présente étude propose ainsi d'évaluer l'innocuité sur les tissus oculaires de cette nouvelle technologie d'OCT lors de l'imagerie de la cornée. Sera étudiée, à court terme, l'apparition d'œdème cornéen, de cataracte et de modifications rétiniennes.
Bénéfices attendus
Le projet permettrait de connaître la sécurité de cette nouvelle technologie d'OCT comme outil de diagnostic clinique des atteintes des tissus de la surface oculaire proche d'une étude histologique. Avec les résultats de ce projet, l'entreprise développant ce dispositif pourra alors se tourner vers une étude clinique (si les résultats ne montrent pas d'effets délétères) et in fine la rédaction de dossiers pour autorisation par les instances de santé. Si des atteintes rétiniennes venaient à être observées, des atteintes de la vision sont possibles et par conséquent un éventuel stress pouvant se traduire par une perte de poids (supérieure ou égale à 10% en 3 jours) ; des perturbations comportementales graves et persistantes comme la piloérection, dos voûté, prostration, isolement, agressivité à l'ouverture de la cage et des perturbations graves et persistantes liées au système digestif (marqueur de stress chez le lapin)comme la constipation (absence de fèces), selles liquides.
Procédures
Les animaux seront soumis à de l'imagerie ophtalmologique contact et sans contact avec l'œil sous sédation. Ces imageries de suivi seront faites 4 fois : à J0 (x2 + imagerie avec la nouvelle technique d'OCT), J2 et J7 pour le groupe 1 ou J0 préop post, J2 et J21 pour le groupe 2. La durée de chaque observation de suivi dure environ 45 minutes. L'imagerie avec la nouvelle technologie OCT (docking + imagerie) durera 10 minutes.
Impact sur les animaux
L'éclairement du laser du LC OCT est de 0.82 mW/cm² au niveau de la cornée, 0.02 W/cm² au niveau de la rétine. En prenant en compte la norme ISO 15004-2, il a été déterminé que cela dépassait d'un facteur 10 la limitation en éclairement au niveau de la cornée, mais pour l'éclairement de la rétine la puissance est très inférieure à la limitation (inférieur à la limite d'éclairement d'un facteur 35).Au vu de ces données il est attendu aucun problème sur la rétine de l'animal, mais il est possible qu'une atteinte des tissus cornéens soit à prévoir (ulcères épithéliaux, lésions de la couche endothéliale). De plus, le système de mesure se fait en contact avec la cornée via une lame de verre. Il est donc possible, là aussi, que nous ayons des atteintes du tissu cornéen. Cette étude est justement faite pour se rendre compte de la présence de ces atteintes avec des paramètres de laser au-dessus de la norme. Le cristallin pourrait aussi être atteint par effet thermique (cataracte).
Devenir
En fin de procédure les animaux seront mis à mort pour étude histologique des tissus oculaires.
Remplacement
Ce nombre doit OBLIGATOIREMENT ÊTRE MIS EN ŒUVRE IN VIVO avant de pouvoir utiliser pour la première fois cet LC-OCT chez l’Humain. Aucun dispositif ex vivo ou in silico ne peut remplacer la complexité de l'organisation de l'oeil et de ses composants, ainsi que la réponse à un passage d'un laser potentiellement néfaste pour les tissus oculaire. L'effet cataractogène peut se déclarer 1 à 2 semaines après le passage du laser.
Réduction
Il a été jugé que le nombre minimum, mais suffisant d’animaux était de 3 lapins par groupe pour prendre en compte les différences interindividuelles pour ce type d'imagerie indolore.
Raffinement
Les animaux arriveront au moins une semaine (7 jours) avant toute manipulation. Tout est mis en œuvre pour LIMITER AU MAXIMUM LE STRESS ET LA DOULEUR DE L’ANIMAL (séfdation pendant les observations). Chaque animal bénéficie d’une attention et de soins de qualité, par du personnel qualifié, pendant les interventions mais aussi en dehors de celles-ci afin d’assurer un bien-être optimal tout au long de l’étude. La douleur est rigoureusement contrôlée grâce à des points limites évalués en amont, et gérer grâce aux moyens pharmacologiques appropriés (myorelaxant/anesthésie). Par ailleurs, les lapins sont hébergés en cage règlementaire pouvant communiquer entre elles ; dans un environnement enrichi (jouet kong et autres jeux). Enfin, l'eau et la nourriture (granules et foin) sont mises à disposition "ad libitum" et de la musique est diffusée en salle d’hébergement pour diminuer le stress et atténuer les bruits environnementaux. Toutes les techniques d'imagerie de suivi in vivo se font sans contact avec l'oeil et sans docking. Seul l'observation avec l'OCT en contact avec l'oeil. Toutes les observations se feront sous anesthésie générale et l'OCT sera effectué sous AG + anesthésie locale. La mise à mort de l'animal est faite sous anesthésie générale
Choix des espèces
D'un point de vue éthique et pratique, les lapins sont les seuls animaux communément utilisés en expérimentation animale et présentant une anatomie oculaire proche de l'homme. Pour que l'observation soit représentative de ce qu’il puisse être chez l’homme dans le futur, la chambre antérieure de l’œil de l’animal ne doit pas être trop petite. C’est pour cela que nous optons pour des lapins âgés d’environ 3 mois (12 semaines).
Evaluation du profil d’élimination, de la tolérance et de l’efficacité d’un traitement pour une pathologie de l’os sur un modèle souris (2022-B-019)
- Maintien des lignées génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
5 750 souris vont être utilisées, la plupart tuées à l'issue et 1 835 réutilisées pour entraîner le personnel aux gestes techniques, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Porteuses d'une fragilité osseuse décrite comme un phénotype dommageable, elles subissent tatouage, injections sous-cutanées répétées et prélèvements de sang, avant un prélèvement terminal sous anesthésie. Le porteur écarte l'adoption au motif qu'il s'agit de souris transgéniques. Il affirme qu'un "organisme entier" est nécessaire et qu'aucune méthode in vitro validée n'offre d'alternative.
Objectifs
Le but de ce projet est d’évaluer le profil d’élimination, l’efficacité et la tolérance de molécules à visée thérapeutique dans le cadre de traitement des problèmes de fragilité et densité osseuse sur un modèle de souris. Dans ce projet, nous allons tester des molécules en développement qui ont montrées un potentiel thérapeutique élevé in vitro et une bonne tolérance in vivo sur des animaux ne developpant aucune pathologie (objet d’une précédente Demande d'Autorisation de Projet).
Bénéfices attendus
Les maladies touchant la densité osseuse sont des pathologies lourdes, pouvant être létales. Elles se caractérisent chez les patients par des troubles du tissu conjonctif entrainant une faible masse osseuse, une fragilité osseuse et des fractures. Il n’existe actuellement aucun traitement curatif, c’est pourquoi il est nécessaire de développer de telles thérapies. Ce projet permettra de sélectionner des molécules d’intérêts pour des études pré-cliniques et cliniques.
Procédures
- Identification individuelle à l'oreille, tatouage (
Impact sur les animaux
Ce projet sera réalisé sur des souris présentant des fragilités osseuses, il s'agit d'un phénotype dommageable. Les premiers animaux générés (autre établissement utilisateur) expriment le phénotype attendu dès 2 mois : faible masse osseuse, une augmentation de la fragilité osseuse et des risques de fractures. Ces animaux sont également de petite taille. Etant donné le phénotype, seuls les mâles porteurs de la pathologie seront utilisés pour la reproduction. Les portées sont de tailles normales. Les femelles porteurses de la pathologie seront utilisées lors des expérimentations. S'agissant d'une lignée nouvellement créée, nous seront particulièrement vigilant quant à tout nouveau phénotype observé.
Devenir
Procédure 1: Les animaux trop vieux pour la reproduction seront euthanasiés. Les animaux ne développant aucune pathologies et surnuméraires pourront être utilisés dans un projet de formation aux gestes techniques (nous estimons à 1 835 le nombre de mâles générés et ne développant aucune pathologie). Etant donné qu’il s’agit de souris transgéniques, l’adoption ne peut être envisagé ici. Procédure 2 :Tous les animaux utilisés dans l’étude sont mis à mort afin de réaliser des analyses ex vivo.
Remplacement
Le but de ce projet est d’évaluer le profil d’élimination, la tolérance et l’efficacité d’une molécule à visée thérapeutique en développement pour une utilisation chez l’Homme. Pour cela un organisme entier est nécessaire. Il n’existe aucune méthode in vitro validée scientifiquement qui offrirait une alternative à l’expérimentation animale pour répondre aux questions adressées dans ce projet.
Réduction
Les molécules évaluées dans ce projet auront été auparavant testées in vitro afin de n’administrer que les molécules présentant un potentiel thérapeutiques élevé sur les animaux et ainsi réduire leur nombre. Les molécules testées ici sur des animaux transgéniques ont également fait l’objet d’une précédente demande avec des animaux ne développant aucune pathologie et seules celles ayant démontré une bonne tolérance seront utilisées. Des groupes de maximum 10 animaux sont réalisés, puisqu’il a été observé lors d’études préliminaires (réalisées dans un autre établissement) que ce nombre permettait d’avoir des résultats statistiques significatifs.
Raffinement
Dans un but de raffinement des expériences, nous réalisons une évaluation précise de l’état de santé des animaux au cours de l’hébergement et des procédures expérimentales grâce à des grilles de suivis et l’établissement de points limites précoces. Les conditions d’hébergement et de soins et les méthodes utilisées ont été choisies et conçues de manière à réduire au maximum toute douleur, angoisse ou dommages durables que pourraient ressentir les animaux (ex: recours à l'anesthésie avant certains prélèvements). Le bien-être des animaux sera évalué par l’observation des signes cliniques, la pesée des animaux après la période d’acclimatation et lors des injections. Les points limites spécifiques mis en place seront appliqués. Etant donné le phénotype des animaux, ils seront manipulés le moins possible et avec précaution. Bien que les traitements testés dans ce projet aient déjà démontrées une bonne tolérance in vitro ainsi que sur des animaux ne developpant pas de pathologie, nous porterons une attention accrue sur les animaux en cours de traitement tout au long de l’étude : comportement, sites d’injection, sites de prélèvement, poids, signes cliniques…
Choix des espèces
Compte tenu des connaissances et des technologies actuelles, la souris est un modèle de choix pour les modifications génétiques. Nous utilisons ici un modèle de souris dans lequel a été modifié un gène codant pour une protéine de la matrice osseuse. Cette modification génétique est retrouvée chez 80% des patients et ce modèle permet de récapituler au mieux la pathologie étudiée. C’est pourquoi nous utilisons la souris dans ce projet. Pour l’élevage, les animaux seront mis en croisement à partir de l’âge de 8 semaines (âge de maturité sexuelle) jusqu’à maximum 10 mois d’âge (âge au cours duquel la fertilité des animaux diminue). Pour les expérimentations, les animaux seront utilisés à partir de 8 à 10 semaines d’âge minimum et jusqu’à 18 à 20 semaines. En effet le pic de densité osseuse chez les souris C57Bl6/J (maturité du squelette) est atteint à l’âge de 4 mois. Nous choisissons d’évaluer l’efficacité des molécules sur la densité osseuse sur des animaux entre 8/10 et 18/20 semaines (durée du traitement) afin d’inclure la période de puberté. Lors d’une étude pilote (réalisée dans une autre CRO), il n’y a pas eu d’effet observé de cette classe de molécule sur des souris jeunes (2 semaines) contrairement à l’utilisation de souris de 8 semaines.
Étude des seuils de toxicité (DRF : dose-range finding) et de biodistribution d’un nouveau candidat médicament antitumoral basé sur un virus génétiquement modifié chez le primate non-humain
- Recherche appliquée
- Cancers
15 macaques à longue queue vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent par voie intraveineuse un virus génétiquement modifié à visée antitumorale et subissent des prélèvements sanguins pouvant atteindre 20 % de leur volume sanguin, avant d'être tués pour prélever leurs organes. Le porteur indique que chaque animal est hébergé seul à partir de la première injection, alors qu'il s'agit d'une espèce vivant normalement en groupe. Il affirme que les études de toxicité in vivo sont "indispensables" au développement de nouveaux médicaments et justifie le primate par sa proximité avec l'espèce humaine.
Objectifs
Le présent projet vise à étudier la biodistribution ainsi qu’à déterminer le seuil de toxicité d’un virus atténué réassorti (Organisme Génétiquement Modifié) provenant de la combinaison de deux souches de LCMV sauvages (Virus de la chorioméningite lymphocytaire), nommé ABX-001 dans le cadre du traitement de cancers métastasiques. Le projet sera conduit en zone de niveau de sécurité biologique 2 (NSB2) (obtention de l’agrément d’utilisation OGM pour une installation A2). Cette souche réassortie présente un phénotype fortement atténué et utilisé en tant qu’agent viral antitumoral potentiel. En effet, l’infection par une des souches sauvages sur lesquelles est construite la souche ABX-001 entraine des signes d’hépatoxicité et des symptômes de type fièvre hémorragique chez le singe. Un des effets de la création de la souche ABX-001 est une nette diminution de cette morbidité (diminution de la réplication virale, diminution de la réponse cytokinique, moins de pathogénicité au niveau hépatique) et un tropisme spécifiquement tumoral qui la maintient éloignée des tissus sains. Le mécanisme d’action de l’administration de ce type de souche réassortie entraine une activation du système immunitaire concertée et centrée sur la tumeur, impliquant à la fois la réponse innée et adaptative, par une seule injection intraveineuse. Le mode d’action de cette virothérapie immunomodulatrice par le virus atténué réassorti ABX-001 diffère de celui des traitements oncolytiques classiques puisqu’il vise principalement à induire et à remodeler les réponses immunitaires pour cibler spécifiquement les cellules tumorales. Dans ce projet, plusieurs doses croissantes de ABX-001 seront testées, comparé à une formulation contrôle, par administration intraveineuse unique ou répétée.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d'évaluer la tolérance du virus atténué réassorti ABX-001 en tant que traitement antitumoral après une exposition répétée ou non, de doses croissantes et d'estimer les marges de sécurité pour lesquelles aucun effet indésirable n'est observé. Ces marges de sécurité permettront par la suite de déterminer une dose initiale "sûre" pour des études précliniques réglementaires, puis pour des essais cliniques chez l'Homme. Cette étude dite de "Dose-Range Finding" permet donc de diminuer le nombre d'animaux utilisés lors de l'étude préclinique réglementaire en calibrant les doses optimales.
Procédures
Le projet consiste en l'administration intraveineuse du virus atténué (répétées ou non) ; ces administrations sont peu invasives (
Impact sur les animaux
Afin d’éviter les contaminations entre les animaux, à partir de la première administration du virus atténué réassorti ABX-001, les animaux seront hébergés seuls en volière séparée avec un lien auditif, visuel et olfactif avec le congénère d’à côté (en cours de protocole). Ces animaux étant habituellement hébergés par groupe sociaux, une attention particulière devra en plus être portée sur le milieu d’hébergement de l’animal en lui apportant de l’enrichissement renouvelé quotidiennement (friandises, jouets, etc.). Les animaux auront été hébergés ensemble lors de la phase d'acclimatation, et ne seront donc pas mis au contact d'autres animaux lors de la phrase infectieuse. Ainsi, uniquement le premier animal sera hébergé seul à partir de l’administration (en NSB2) et pendant 10 jours, le temps de l’arrivée de l’animal suivant dans la volière à côté. Une attention particulière sera d’autant plus portée sur l’environnement cet animal (programme d’enrichissement ultra renforcé : friandises diverses, jouets divers). Les deux derniers animaux (1 animal d’un groupe traité et 1 animal du groupe contrôle) seront mis à mort même temps. Même s'il n'était pas strictement nécessaire au protocole, nous avons insisté pour qu'un animal "contrôle" non-infecté soit ajouté au protocole, afin que le dernier animal infecté ne soit jamais hébergé seul dans la salle d'hébergement en zone NSB2 (ils entreront ensemble et seront mis à mort ensemble). Même si la souche ABX-001 est atténuée, il est connu que les souches de virus sauvage peuvent entrainer des symptômes de type fièvre hémorragique et d’hépatoxicité. Par prudence, des points de vigilance seront donc axés sur le suivi de la température rectale et des paramètres hématologiques et biochimiques (globules rouges, paramètres hépatiques) afin de prédire une potentielle toxicité à la dose administrée. De plus, les points limites généraux seront appliqués.
Devenir
Tous les animaux du projet seront mis à mort pour récolte d'organes.
Remplacement
Les études de toxicité in vivo chez l’animal sont indispensables au développement de nouvelles molécules pharmaceutiques. En effet, celles-ci permettent de déterminer la toxicité de la molécule en fonction de la dose administrée et affine la connaissance des caractéristiques de l’effet principal et des effets indésirables éventuels. Les modèles animaux permettent dans ce cas d'objectiver l'apparition des signes cliniques et donc de mettre en évidence une éventuelle toxicité de la molécule en cours de test.
Réduction
Dans ce projet, les approches de dosage échelonnées ("en escalier": doses croissantes) permettent d'atteindre les objectifs scientifiques tout en minimisant le nombre d'animaux utilisés. Une fois la première dose administrée à un seul animal, les observations sont ensuite notées et utilisées pour informer la dose de l’animal suivant, qui peut être supérieure ou inférieure selon la nature des observations relevées. Le nombre d'animaux dosés à chaque niveau doit être petit dans les études initiales (par exemple un voire deux) avec des tailles de groupe augmentées par la suite (poursuite du projet) une fois qu'une dose-réponse est établie (source : "Guidance on dose level selection for reguatory general toxicology studies for pharmaceuticals", NC3Rs). De même, le but même d'une étude de Dose-Range Finding est de réduire la taille de l'étude préclinique réglementaire en éliminant les doses à laquelle la réponse des animaux serait d'office nulle ou toxique.
Raffinement
Les animaux seront suivis individuellement et quotidiennement tout au long de l’étude afin de détecter tout signe clinique de douleur ou de détresse (grille d’observation du bien-être). Comme les animaux seront injectés par groupes de dose, les données obtenues pour les premières doses serviront à affiner la dose suivante et le suivi clinique en fonction des signes cliniques observés. Des périodes de récupération suffisantes seront accordées aux animaux entre les prélèvements ainsi qu’entre les administrations. Des mesures préventives et correctives de diminution de la douleur et du stress seront déterminées au préalable de la procédure. Les animaux bénéficieront du programme d’enrichissement défini par la structure du bien-être animal de l'installation, notamment la mise disposition de jouets dans les hébergements et la distribution de friandises systématique en fin de journée. Les animaux seront hébergés par groupes sociaux dans des volières conformes aux recommandations pendant la phase d’acclimatation et seront ensuite hébergés seuls à partir de la première administration, avec un lien auditif, visuel et olfactif avec le congénère d’à côté (en cours de protocole). Ces animaux étant habituellement hébergés par groupe sociaux, une attention particulière devra en plus être portée sur le milieu d’hébergement de l’animal en lui apportant de l’enrichissement supplémentaire renouvelé quotidiennement (friandises, jouets, etc.). Aussi, une rotation du matériel d’enrichissement, incluant une désinfection, sera organisée une fois par semaine pour éviter la lassitude et renouveler l’intérêt des animaux. De même, le personnel veillera à garder une interaction quotidienne avec chaque animal afin de diminuer le stress qui pourrait être engendré par les manipulations.
Choix des espèces
Le primate non humain (macaque cynomolgus) est choisi pour sa proximité phylogénétique avec l'Homme et du fait des similitudes des réponses immunitaires et de sa sensibilité aux infections par LCMV. Spécifiquement, le macaque cynomolgus montre une sensibilité différentielle aux deux souches de LCMV composants ABX-001, ce qui permettra de tester si la stratégie d'atténuation de la souche virale réassortie est efficace. De même, la proximité de la réponse immunitaire du macaque à celle de l'homme permettra de mettre en valeur de potentiels biomarqueurs inflammatoires d'efficacité et de toxicité qui pourront être transposés aux patients de l'étude clinique. Autant que possible, des animaux matures (36-48 mois) seront utilisés pour ce projet.
Étude de l’efficacité de candidats médicaments sur un modèle de syndrome de l’intestin irritable chez le rat.
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
1 140 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, environ la moitié tuée à l'issue, l'autre moitié réutilisée ou rendue à l'élevage. Ils subissent une sensibilisation par contention stressante de deux heures ou par instillation rectale d'acide acétique, puis l'insertion d'un ballonnet dans le rectum pour un test de distension colorectale, avec un risque de saignement anal. Le porteur indique qu'aucun gel lubrifiant n'est utilisé pour ne pas fausser le test, et que le groupe témoin non sensibilisé n'est pas proposé aux clients afin de réduire le nombre d'animaux. Il conclut que la preuve de concept doit être obtenue sur "animal entier".
Objectifs
Le syndrome de l’intestin irritable (SII) est un trouble fonctionnel intestinal dans lequel des douleurs abdominales sont associées à des troubles du transit (diarrhée ou constipation prédominante voire une alternance des 2) et une hypersensibilité viscérale. Les origines du SII, probablement multifactorielles, ne sont pas clairement connues. C'est un trouble fréquent qui touche environ 5 % de la population française. Même si les symptômes sont sans gravité majeure, leur chronicité est responsable de l’altération de la qualité de vie des personnes qui en souffrent. Si de nombreux traitements sont déjà disponibles pour essayer de mieux contrôler les différents symptômes du SII, leur efficacité est souvent limitée, très variable d’un patient à l’autre et leur utilisation s’accompagne fréquemment d’effets indésirables. L’objectif de ce projet consiste donc à évaluer, chez le rongeur, l’efficacité de nouveaux candidats médicaments, ou de nouvelles stratégies thérapeutiques, sur un modèle de distension colorectale. Le test de distension colorectal (CRD) est précédé d’une phase de sensibilisation ayant pour objectif d’abaisser le seuil de sensibilité viscérale comme c’est le cas pour les patients atteints de SII et souffrant d’hypersensibilité.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’apporter une preuve de concept de l’efficacité de nouvelles molécules ou thérapies sur le modèle rongeur du SII. Ces nouvelles stratégies thérapeutiques pourront être testées en clinique afin de les proposer ensuite comme traitement aux patients souffrant de douleur viscérale.
Procédures
Dans le cadre de ces études, les rats peuvent être administrés avec le candidat médicament du sponsor soit par voie intrapéritonéale (IP), par gavage (PO), par voie sous-cutanée (SC), intra-rectale (IR) ou intraveineuse (IV). Les traitements sont faits le jour du test et/ou en chronique au maximum 3 semaines avant le test. Une sensibilisation sera réalisée par un stress de contention de 2h ou par l’administration IR d’acide acétique. Dans les deux cas, l’animal sera isolé pendant 2h. L’animal sera ensuite placé dans un tunnel de contention et un ballonnet sera inséré dans son rectum afin de procéder au test de distension colorectale. Ce test est précédé de 30 min d’habituation et dure 20 minutes. Des prélèvements de fèces peuvent être réalisés à intervalle de quelques jours pendant la phase de traitement et/ou pendant la phase de sensibilisation (2h). Des prélèvements de sang peuvent être réalisés à la fin du test de distension colorectale. Un prélèvement sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane (induction 4%, entretien 2,5% mix air et oxygène) par ponction directe à la veine jugulaire est préconisé. Si le volume de sang souhaité par le sponsor est important (maximum 15% de la volémie), un prélèvement en intracardiaque est alors réalisé sous anesthésie gazeuse et est immédiatement suivi de la mise à mort de l'animal par surdose de produit euthanasiant.
Impact sur les animaux
Un des effets indésirables potentiel est lié à l'administration du candidat médicament du sponsor. Le personnel est formé et entrainé aux voies d’administration classiques pour réduire tout risque. Cependant, un problème lors du geste technique ou un effet secondaire du composé testé peut être observé surtout pour les nouvelles molécules innovantes avec peu de recul. La sensibilisation est induite soit par un stress déclenché par une contention partielle et un isolement de 2h, soit par une administration rectale d'acide acétique. Le stress de l’isolement et de la contention est considéré comme aigu et fait partie intégrante de l’induction du SII chez le rat. La mise en place du ballonnet est également une nuisance pour l’animal. Si l’animal est agité, un saignement au niveau de l’anus peut être observé. Malheureusement, un gel lubrifiant ne peut être utilisé car le risque d’expulsion du ballonnet pendant le test de distension colorectale (CRD) serait augmenté.
Devenir
Les animaux maintenus en vie seront utilisés dans le cadre de formations internes ou d’améliorations de nos procédures (raffinement) ou bien seront réhabilités. Nous estimons que la moitié des projets ne nécessitera pas la mise à mort des animaux et donc que 570 animaux seront gardés en vie. Les animaux seront mis à mort pour des prélèvements d'organes ou suite à un prélèvement de sang en intracardiaque dans les cas où ces échantillons seront nécessaires pour des analyses complémentaires réalisées par le sponsor.
Remplacement
Le SII est un trouble fonctionnel très complexe, même si ses origines exactes ne sont pas clairement définies à ce jour. Différentes observations mettent cependant en évidence l’implication de facteurs à la fois périphériques (modifications de la flore intestinale, perturbation de la motricité digestive, historiques d’épisodes infectieux, etc…) et centraux (hypersensibilité du tube digestif, influence du stress et de certains états psychologiques) dans l’apparition du SII. Compte tenu de l’interaction étroite entre ces différents systèmes, il est clair que, dans le processus de développement de candidats médicaments, des preuves de concept doivent être obtenues sur animal entier.
Réduction
La réponse au stress est très variable d’un individu à un autre. Il est donc recommandé d’inclure 12 animaux afin d’optimiser les chances d’obtenir une différence significative. Ce nombre a été déterminé par un calcul du nombre de sujets nécessaires (calcul de N), sur la base de données internes obtenues préalablement et prenant en compte les moyennes et déviations standards mesurées pour chaque paramètre. Du fait du risque d’expulsion ou de fuite du ballonnet au moment du test de distension colorectale, 1 animal supplémentaire est inclus dans les groupes traités au véhicule et avec les candidats médicaments. Les rats du groupe composé de référence étant beaucoup plus calmes, il n’est pas nécessaire d’ajouter un animal. Par ailleurs, le groupe non sensibilisé, permettant de valider l’induction du modèle, n’est pas recommandé à nos sponsors afin de réduire le nombre d’animaux par projet.
Raffinement
L’ensemble des expérimentations seront effectuées par un personnel compétent et entraîné. Une importance toute particulière sera portée au suivi des animaux afin de prévenir et de remédier au plus vite à toute apparition de douleur ou de mal-être. Les points limites seront également fixés avant le début des expérimentations. Les administrations seront réalisées dans une pièce attenante aux pièces d’hébergement. Le matériel utilisé sera adapté à l’espèce (aiguille, canule de gavage, etc.). Pour les injections intrapéritonéales, afin de ne pas provoquer d’inflammation locale, le site d’injection sera alterné entre la gauche et la droite de l’animal. Une habituation des animaux aux tunnels en plexiglass est réalisée pendant 30 minutes quotidiennement au moins 3 jours avant le test. La sensibilisation et l'insertion du ballonnet dans le rectum de l'animal est réalisée sous anesthésie gazeuse à l'isoflurane (induction 4% pendant 3 min dans un mélange air/O2).
Choix des espèces
Les modèles de SII développés chez le rat sont très pertinents et permettent d’évaluer l’efficacité de candidats médicaments. Le CRD qui est également pratiqué chez l’Homme peut être facilement reproduit chez le rat. En effet, d’un point de vue pratique, la taille du rat permet l’utilisation de petits ballonnets de distension. Enfin, une bonne corrélation a été observée entre les résultats obtenus chez le rat et les données cliniques. Des rats de 5 à 8 semaines pourront être utilisés. Le ballonnet utilisé est calibré pour des rats idéalement de 6 ou 7 semaines (pesant environ 250 grammes). Cependant, pour certains projets, l’impact du test de distension colorectale sur des rats plus jeunes sera recherché. Inversement, pour des protocoles nécessitant un traitement chronique avec une longue durée de traitement, le test de distension colorectal sera réalisé sur des animaux plus âgés. Le facteur limitant est la taille des tunnels de contention utilisés. En dessous de 180 grammes, l’animal pourra se retourner à l’intérieur et risquera de se blesser. Au-delà de 350 grammes, l’animal sera trop serré dans le tunnel et il y a un risque d’étouffement.
Evaluation de l’activité pharmacodynamique d’un composé chez la souris immunodéprimée ou immunocompétente et porteuse de tumeur greffée en voie sous-cutanée, intra-dermique ou intra-mammaire.
- Recherche appliquée
- Cancers
22 750 souris vont être utilisées, la plupart tuées à l'issue et 525 réutilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules ou de fragments tumoraux en sous-cutané, intradermique ou intra-mammaire, des administrations de candidats médicaments jusqu'à deux fois par jour et des prélèvements de sang, avant d'être tuées pour prélever la tumeur. Le porteur fixe un point limite de volume tumoral de 1 500 à 2 000 mm3 et indique que les souris surnuméraires servent à entraîner le personnel aux gestes techniques. Il affirme que l'étape animale reste "indispensable" pour évaluer une molécule anticancéreuse dans un organisme complet.
Objectifs
Les études de pharmacodynamie ont pour but d’évaluer l’atteinte de la cible d’intérêt par un candidat médicament, au sein d’un organisme vivant et complexe. Une série de tests in vitro (biochimiques et cellulaires) est réalisée en amont afin d’identifier le meilleur candidat. Parallèlement, des tests de pharmacocinétique (PK) in vivo sont réalisés en complément. Ces études faites sur animaux non greffés, (a minima des souris), et à des doses faibles permettent de compléter la première sélection sur la base des caractéristique ADME (Absorption, Distribution, Métabolisme et Elimination). L’objectif est de sélectionner ainsi des candidats susceptibles d’atteindre leur cible d’intérêt avec une puissance cellulaire et une exposition plasmatique suffisantes dans l’organisme. En effet, une molécule très active sur la cible mais insuffisamment concentrée dans le plasma ne présentera par exemple aucune activité fonctionnelle sur la croissance tumorale. Dans ce projet, les tumeurs à étudier sont greffées sur souris et les doses testées sont plus fortes. Cela permettra d’établir une relation entre l’exposition du produit, la quantité de produit dans la tumeur et son niveau d’atteinte de la cible (PK/PD), chose que l’on ne peut pas faire sur souris non greffées. En fonction de la cible étudiée ou du candidat à caractériser, il est possible que ces études soient effectuées soit dans des conditions de système immunitaire fonctionnel sur des souris immunocompétentes (concernant dans ce cas des greffes de lignées tumorales murines), soit sur des souris immunodéprimées, classiquement utilisées en oncologie et présentant un système immunitaire altéré et permettant ainsi de recevoir des greffes de tumeurs d’origine humaine.
Bénéfices attendus
Les cellules cancéreuses sont initialement des cellules normales qui ont acquis, au cours du temps, un certain nombre de mutations faisant qu’elles ne répondent plus aux différents mécanismes de régulation et prolifèrent indéfiniment engendrant la formation d’une tumeur maligne et/ou de métastases. Un enjeu majeur pour la recherche consiste à trouver de nouvelles thérapies ciblant spécifiquement les cellules cancéreuses, tout en limitant les effets secondaires sur l’organisme. Ce projet permettra d’identifier les candidats médicaments qui agissent sur la cible d’intérêt (au niveau de la tumeur) et ainsi la sélection des produits qui feront alors l’objet d’études d’efficacité (effet sur la croissance tumorale) encadré par un autre projet.
Procédures
chez l'animal vigile : •Greffe sous-cutanée, 1 injection (durée environ 15 sec) •Pesée et Mesure de tumeur (environ 30 sec par mesure), 2 à 3 fois/ semaine le temps de l’étude (1 mois max + Mesure pour la randomisation) •Prélèvements de sang si nécessaire dans la limite de 10% du volume total de sang par prélèvement et limité à 15% de volume total de sang sur une période de 28 jours + Tonte de la patte arrière en vue du prélèvement sur animal vigile (en principe une seule fois sauf si un prélèvement a lieu longtemps après la randomisation et que les poils ont repoussé : 10 sec) •Administration de composés candidats médicaments : jusqu’à 2 fois /j suivant la nécessité de l’étude, entre 15 sec et 1 min selon les composés et la voie d’administration. Chez l'animal anesthésié (anesthésie gazeuse) : •Greffe intra mammaire, intradermique ou intratumorale : 1 fois (durée Anesthésie + geste, environ 1min30)
Impact sur les animaux
Le but du projet est d’évaluer l’atteinte de la cible d’intérêt par nos candidats médicament dans des modèles pathologiques. Pour ce faire, les souris reçoivent une greffe de cellules cancéreuses ou de fragments tumoraux en sous-cutanée, en intradermique ou en intra-mammaire pour développer une tumeur dont la taille cible est de 300mm3 environ (si la tumeur pousse de façon hétérogène, les critères d’inclusion peuvent être élargis entre 100-550 mm3) Concernant les traitements pharmacologiques, les doses de produits à administrer à l’animal sont sélectionnées préalablement in vivo grâce à des études de Dose Maximale Administrable (DMA) et Dose Maximale Tolérée (DMT) (faisant l’objet d’un autre projet). Cependant, selon la cible du candidat médicament, même à des doses tolérées dans l’absolu, il peut y avoir une toxicité allant de faible à modérée. En effet, même si les efforts pour identifier des thérapies ciblées sont nombreux, les cellules tumorales sont à l’origine des cellules normales du soi : il est donc très difficile de trouver des traitements qui affectent uniquement les cellules cancéreuses en épargnant complétement les tissus sains. Par ailleurs, ce projet peut nécessiter l’utilisation de souches de souris transgéniques ou mutantes leur conférant un statut immunodéprimé. Ce statut peut être considéré comme un phénotype dommageable mais qui ne s’exprimera pas dans les conditions d’hébergement protégées strictes appliquées au laboratoire
Devenir
Les animaux inclus dans l’étude après traitement et randomisation sur la taille de la tumeur greffée seront euthanasiés en vue de prélever la tumeur/sang pour effectuer des mesures in vitro : Réalisation des tests biochimiques et/ou moléculaires, visant à évaluer l’atteinte de la cible d’intérêt, à partir des lysats tumoraux (Western-blot, ELISA, MSD, immunohistochimie, qPCR, …). Dosage du principe actif dans les échantillons plasmatiques et/ou des lysats tumoraux, permettant la relation PK/PD. En cas d’animaux greffés surnuméraires, une ré-inclusion dans un autre projet pourra être prévue notamment pour des entrainements du personnel aux gestes techniques. A défaut, ils seront euthanasiés.
Remplacement
Aujourd’hui, de plus en plus de tests in silico et in vitro sont mis en place pour caractériser autant que possible les candidats médicaments, de façon à n’investiguer in vivo que les meilleurs candidats issus de ces sélections. Cependant, cette étape chez l’animal reste aujourd’hui encore indispensable : en effet, même avec les limitations inévitablement liées à n’importe quel modèle, c’est dans un organisme vivant complet que l’on peut vraiment étudier les effets pharmacologiques d’une molécule anti-cancéreuse. Son comportement dans un système complexe est plus relevant d’un point de vue physiologique
Réduction
Les conditions et taux de croissance tumorale pour chaque lignée à tester ont été déterminés au préalable dans un projet dédié et permettent de sélectionner les conditions optimales de greffe et le nombre d’animaux nécessaires avant le début de l’expérimentation. De plus, les doses de produits à administrer à l’animal sont sélectionnées préalablement in vivo grâce à des études de Dose Maximale Administrable (DMA) et Dose Maximale Tolérée (DMT) (faisant l’objet d’un autre projet) afin de limiter les risques d’une potentielle toxicité des composés testés. C’est seulement sur la base de ces données préalables que les études de pharmacodynamie sont réalisées : seuls les candidats les plus prometteurs vont être testés, limitant ainsi le nombre d’animaux utilisés. Par ailleurs, des prélèvements de sang (entre 40 et 80 µl de sang) à la veine saphène latérale sont mis en œuvre chaque fois que possible pour avoir des informations sur des possibles biomarqueurs ou sur le profil d’exposition du composé (évitant ainsi des études de pharmacocinétique dédiées) et pour exploiter au mieux les données d’activité antitumorale en faisant, notamment, de la relation PK/PD. Si des prélèvements répétés sont prévus, le volume maximal prélevé n’excède pas les 15% de volume de sang total sur 28 jours. Cette technique de prélèvement peu invasive et rapide, permet de prélever plusieurs fois sur un même individu, contribuant ainsi à la réduction du nombre d’animaux, tout en respectant les limites de volémie physiologiques. Si des volumes sanguins plus importants s’avèrent indispensables, les prélèvements seront réalisés en terminal, à la veine cave ou en intracardiaque, sous anesthésie gazeuse, juste avant le prélèvement de la tumeur. En cas d’animaux greffés surnuméraires après randomisation, une ré-inclusion dans un autre projet sera prévue.
Raffinement
Dans le cas d’un protocole avec traitement chronique, les animaux sont quotidiennement observés et les tumeurs sont mesurées au moins 2 par semaine, à la fois pour l’objectif de l’étude mais également pour limiter la souffrance et appliquer les points limites si nécessaire. De plus, au-delà de 1500 mm3 (pour les tumeurs SC et ID) et de 1000mm3 (pour les tumeurs IMam), une surveillance accrue et une réduction de l’intervalle de temps entre les mesures sont mises en place afin d’anticiper plus efficacement l’atteinte du point limite attaché au volume tumoral. Si ce volume est atteint la veille du week-end, des dispositions seront prises en fonction de la croissance du modèle tumoral (déterminée lors des études de TK). Si la tumeur pousse rapidement et a un risque de dépasser les 2000mm3 avant le lundi, l’animal sera euthanasié. Dans le cas contraire, le volume tumoral sera réévalué dès le lundi. La progression du volume tumoral est mesurée via le pied à coulisse et permet un suivi dans le temps sur les mêmes animaux. Les souris immunodéprimées seront hébergées et manipulées dans un secteur à confinement spécifique avec des procédures d’accès, des conditions d’hébergement et de manipulation strictes appliquées par tout le personnel et intervenants, et ce afin de prévenir tout risque d’infection et/ou contamination. Les souris immunocompétentes, quant à elles sont logées et manipulées dans un secteur conventionnel. Toutefois, pour des questions logistiques, elles peuvent être hébergées et manipulées dans le secteur à confinement spécifique dédié à l’expérimentation des souris immunodéprimées. Dans ce cas, elles sont de statut SOPF et sont logées et manipulées dans des salles dédiées et identifiées. Les souris sont hébergées en groupes sociaux. Pour répondre aux impératifs liés à l’expérimentation (nombre d’animaux par groupe/dose/temps…) ce nombre pourra varier, tout en restant dans les standards imposés de respect du nombre d’animaux maximum/superficie disponible Des éléments de nidification (ex : cocoon, sizzle…) sont apportés ainsi que des éléments d’enrichissement lavables (ex : tunnels...) permettent une complexification de l’environnement et l’expression des comportements naturels des souris
Choix des espèces
En oncologie, l’utilisation de la souris est largement décrite dans les publications en recherche préclinique. En effet, ces modèles sont davantage déployés chez la souris que chez le rat. Le choix de la souche est dicté par les études de détermination de la prise tumorale réalisées en amont de toute évaluation de candidat médicament. Cela permet de déterminer tous les paramètres in vivo (taux de prise, temps de doublement, caractère éventuellement cachectique de la tumeur sur la souche, etc…). La souche sélectionnée sera conservée pour toutes les études ultérieures quelle qu’elles soient. En effet, il peut exister des différences significatives en termes de tolérance et d’exposition plasmatique d’un produit fonction de la souche murine considérée, pouvant impacter les résultats. Femelle, sexe utilisé dans toutes nos études de pharmacologie et pour lequel nous avons un grand historique. Exceptionnellement, les mâles peuvent être utilisés dans le cas de produits dont la finalité est le traitement de tumeurs se développent spécifiquement chez la personne masculine.
Etude du métabolisme et du potentiel thérapeutique de la protéine X dans un modèle d’aplasie fébrile pédiatrique chez la souris C57BL/6
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
640 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des injections intrapéritonéales répétées, jusqu'à sept par animal, et du LPS qui provoque un état de type septique avec fièvre, diarrhée et tremblements, ces derniers servant de point limite, ainsi que des prélèvements de sang rétro-orbitaires avant la mise à mort. Le porteur affirme que l'étude de la protéine visée ne s'envisage que dans un "organisme complet" et non sur un modèle cellulaire. Les débouchés annoncés pour l'aplasie fébrile de l'enfant restent formulés comme des perspectives.
Objectifs
Le traitement des cancers de l’enfant utilise la chimiothérapie, qui peut transitoirement entrainer un déficit d’immunité appelé aplasie. Durant cette période, les enfants présentent souvent des épisodes de fièvre, pouvant être sévères et entraîner la mort. Devant ce risque, des mesures importantes sont mises en place avec hospitalisation en urgence et utilisation d’antibiotiques. Les infections en cours d’aplasie fébrile restent une réelle complication avec risque de décès chez ces enfants malades. Onze à 24 % vont présenter une bactériémie (présence d’une bactérie dans la circulation sanguine), facteur de risque de décès en contexte d’aplasie fébrile. En effet, la mortalité au cours des aplasies fébriles chez l’enfant est estimée entre 0,2 et 3 %, pouvant s’élever jusqu’à 10% chez les patients avec une bactériémie. Les infections à Pseudomonas aeruginosa gardent une place majeure tant par leur fréquence que par leur sévérité. A ce jour, il n’existe pas de marqueur biologique pouvant prévenir la gravité d’une aplasie fébrile. Il existe des molécules de danger, libérées dans le corps en période d’infection, et qui sont néfastes pour l’organisme (inflammation majorée, formation de caillots sanguins). Des études publiées montrent que neutraliser ces molécules de danger peut avoir un effet protecteur, améliorant le pronostic au cours d’une infection sévère. Des travaux préliminaires réalisés chez l’adulte présentant une infection sévère et généralisée, suggèrent que la protéine X, naturellement produite par l’organisme, est capable d’inhiber les effets délétères de certaines molécules de danger. Notre projet repose sur l’hypothèse que, chez l’enfant présentant une aplasie fébrile, le taux sanguin de X peut prédire la sévérité de l’infection. Notre étude s’articule en 2 axes : (1) une étude clinique portant sur l’intérêt du dosage de X dans une population pédiatrique suivie en oncologie et (2) une étude chez la souris mesurant la synthèse et l’élimination de X au cours de l’infection et évaluant son potentiel thérapeutique.
Bénéfices attendus
Les débouchés cliniques sont multiples : (i) évaluation de nouveaux marqueurs permettant de prédire la gravité d’un épisode d’aplasie fébrile, (ii) orientation vers le type de pathogène (bactérien, fongique, viral), (iii) proposition d’escalade ou de désescalade de la prise en charge anti-infectieuse, notamment dans le contexte des tumeurs solides pédiatriques et enfin (iiii) un potentiel impact thérapeutique.
Procédures
Dans les quatre procédures de l’étude, les animaux seront traités par des injections intrapéritonéales. Cette voie permet une distribution systémique rapide des produits injectés. Cet acte n’induit pas de traumatisme ou de douleur à l’animal ; selon l’article 14 de la directive 2010/63/UE le recours à l’anesthésie n’est pas obligatoire. Aucun effet indésirable lié à cet acte n’est attendu. Dans les quatre procédures de l’étude, des prises de sang seront réalisées. Sous anesthésie gazeuse (moins de 5 minutes), la prise de sang rétro orbitaire permet la récolte de 50 à 100µL de sang en moins de 2 minutes, sans traumatisme et sans douleur. Lorsqu’un animal doit être prélevé à plusieurs reprises, une alternance des sinus prélevés sera respectée. Ainsi, chaque sinus rétro orbitaire ne sera soumis qu’à un seul prélèvement (avec réveil). Procédure 1 : pour chaque animal • 1 injection intra péritonéale • 3 prises de sang maximum dont 1 sans réveil, juste avant euthanasie Procédure 2 : pour chaque animal • 2 injections intra péritonéales. • 3 prises de sang maximum dont 1 sans réveil, juste avant euthanasie • • Procédure 3 : • 3 injections intra péritonéales. • 3 prises de sang maximum dont 1 sans réveil, juste avant euthanasie Procédure 4 : • 7 injections intra péritonéales. • 3 prises de sang maximum dont 1 sans réveil, juste avant euthanasie L’Injection sous cutanée sera éventuellement utilisée dans les procédures 1, 3 et 4 du projet si l’administration de buprénorphine (antalgique) est nécessaire. Elle permet une distribution systémique rapide des produits injectés. C’est la voie recommandée pour ce produit. Elle ne concernera pas forcément tous les animaux des procédures 1, 3 et 4. Il n’est donc pas possible de comptabiliser le nombre de sous-cutanées qu’un un animal pourra recevoir. Cet acte n’induit pas de traumatisme ou de douleur à l’animal ; selon l’article 14 de la directive 2010/63/UE le recours à l’anesthésie n’est donc pas obligatoire.
Impact sur les animaux
Ce projet étudie le sepsis, c’est-à-dire une inflammation systémique déclenchée par le LPS (lipopolysaccharide = endotoxine), mimant ainsi une infection bactérienne, chez le sujet soumis à une chimiothérapie aplasiante. Une inflammation systémique donne classiquement de la fièvre. Les souris pourront présenter, suivant la dose reçue (i) aucun signe clinique particulier (asymptomatique), (ii) certains signes cliniques et comportementaux traduisant une fatigue et une douleur potentielle. Une fermeture plus prononcée des yeux (fatigue), une diarrhée transitoire, une modification de comportement par l’absence de mobilité pourront être observées. A une dose plus importante de LPS, le poil pourra présenter un aspect piqué et à très forte dose, des tremblements pourront être observés. Ces tremblements constitueront un point limite de l’expérimentation car traduisant une douleur plus importante. 1/ L’Injection intra péritonéale est utilisée dans les quatre procédures du projet. Elle concerne tous les animaux du projet. Elle permet une distribution systémique rapide des produits injectés. Cet acte n’induit pas de traumatisme ou de douleur à l’animal ; selon l’article 14 de la directive 2010/63/UE le recours à l’anesthésie n’est pas obligatoire. Aucun effet indésirable lié à cet acte n’est attendu. 2/ La prise de sang rétro orbitaire est utilisée dans les quatre procédures du projet. Elle permet, sous anesthésie gazeuse, une récolte de sang rapide, sans traumatisme et sans douleur. Si un animal doit être prélevé à plusieurs reprises, une alternance des sinus prélevés sera respectée. Ainsi, chaque sinus rétro orbitaire ne sera soumis qu’à un seul prélèvement. 3/ L’Injection sous cutanée sera éventuellement utilisée dans les procédures 1, 3 et 4 du projet si l’injection de buprénorphine (antalgique) est nécessaire. Elle permet une distribution systémique rapide des produits injectés. C’est la voie recommandée pour ce produit. Cet acte n’induit pas de traumatisme ou de douleur à l’animal ; selon l’article 14 de la directive 2010/63/UE le recours à l’anesthésie n’est donc pas obligatoire.
Devenir
Nous souhaitons doser la molécule X ainsi que diverses molécules pro-inflammatoires dans le sang des animaux mais aussi dans des organes comme la rate, le foie, les poumons et les reins qui sont très touchés par l’orage cytokinique déclenché par le sepsis. Les animaux seront donc euthanasiés à la fin de chaque procédure.
Remplacement
Le métabolisme de la protéine X est mal connu à ce jour. Sa synthèse est probablement mixte, avec une production (i) par les cellules sanguines), mais également (ii) par d’autres tissus, dont les endothéliums vasculaires (=vaisseaux sanguins). L’étude de cette protéine ne peut donc s’envisager que dans un organisme complet, et pas sur un modèle uniquement cellulaire, compartimenté. Un modèle murin parait être le plus adapté à l’étude de cette protéine.
Réduction
Pour nos expériences, nous avons prévu le nombre nécessaire et suffisant d’animaux, pour garder une puissance statistique dans le traitement des résultats et avoir le nombre de contrôles internes obligatoires en limitant le nombre d’animaux utilisés. Le nombre minimal d’animaux nécessaires par lot pour détecter 50% de différence inter-lots avec 40% d’écart type intra lot est de 10 (Berndston et al. J ANIM SCI 1991). La cinétique des réponses immunitaires pouvant varier d'une expérience à l'autre, celles-ci seront répétées au minimum deux fois pour renforcer l'approche statistique (Cf. chronogramme associé au dossier).
Raffinement
Le bien-être des animaux sera pris en compte de leur naissance à leur mort afin d’éliminer ou réduire au minimum toute douleur, souffrance, ou angoisse et tout dommage durable susceptible d’être infligé à ceux-ci. Ainsi, selon l’annexe III de la directive 2010/63/CE, les souris seront hébergées en cages collectives (5 animaux par cage), dans des locaux aux paramètres environnementaux contrôlés où leur entretien sera pris en charge par un personnel formé et compétent qui évaluera quotidiennement leur état général selon les critères de Lloyd et al. (Lab animal management and welfare, 1994). Des points limites précoces et adaptés ont également été envisagés avec des procédures d’antalgie (= permettant de gérer la douleur) utilisant le paracétamol et la buprénorphine. Les cages seront enrichies par des tunnels, abris et os en nylon autoclavés, permettant aux animaux d’explorer, de se cacher ou de ronger pour rétablir le répertoire comportemental des souris.
Choix des espèces
Les rongeurs sont les espèces les plus couramment utilisées dans la recherche préclinique. Ceci est dû à la facilité d'introduire une modification génétique chez ces espèces, à la grande taille des portées, au temps de génération court et à la relative facilité d'hébergement et de soins. De plus, la littérature scientifique décrit de nombreux modèles murins de sepsis. Nous disposons au laboratoire, d’une lignée de souris de fond génétique C57BL/6 chez laquelle le gène de la protéine X, étudiée dans ce projet, est rendu non fonctionnel. Cette technique couramment utilisée en recherche pré-clinique permet de démontrer l’importance d’une protéine dans un modèle donné. Notre étude porte sur l’aplasie fébrile pédiatrique. Nous utiliserons donc des animaux de 4 à 5 semaines, sevrés mais n’ayant pas atteint la maturité sexuelle.