Procédures modérées
Etude de molécules pharmacologiques à visée thérapeutique sur des modèles rats du syndrome de Down
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
576 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent un composé par gavage oral répété pendant 13 à 19 jours, 180 d'entre eux subissant en plus une perfusion intracardiaque sous anesthésie sans réveil, et tous sont tués pour analyser leur cerveau et leurs tissus. Le porteur mesure les capacités d'apprentissage par le test de la piscine de Morris et justifie le rat par l'absence de modèle spontané de trisomie 21 et sa proximité génétique avec l'espèce humaine. Le bénéfice annoncé, déplacer de quelques points le quotient intellectuel des patients, reste un objectif lointain avant tout passage en clinique.
Objectifs
Ce syndrome touche 1 nouveau-né pour 600-800 naissances et représente environ un tiers des déficiences intellectuelles chez les enfants d’âge scolaire. C’est la forme la plus fréquente de retard mental, qui est également associée à un large panel de dysmorphies ou malformations. Parmi les gènes candidats à l’apparition de ces symptômes, un gène présent sur le chromosome 21 humain et donc en 3 copies chez les sujets porteurs de la T21, est aujourd’hui une des cibles privilégiées pour le développement de traitements thérapeutiques. Les études de ce gène chez la souris ont démontré son implication dans le développement crânio-facial et le développement et la maturation du cerveau. En effet, les souris ayant une copie supplémentaire de ce gène présentent des anomalies crânio-faciales ainsi qu’une une altération des capacités d’apprentissage et un déficit de la mémoire similaires à celles observée dans la T21. Des collaborateurs proposent des composés ayant la propriété d’améliorer les capacités cognitives qui sont altérées dans cette pathologie en ciblant l’activité de notre protéine d’intérêt. Durant ce projet, nous souhaitons tester l’un de ces composés sur nos modèles rats de la trisomie 21. Ce composé est synthétisé et testé pour l’ADME pharmacologique (administration, distribution, métabolisation et excrétion) par nos collaborateurs. Divers dérivés de ce composé ont été préalablement testés au sein de notre laboratoire sur des modèles souris de la T21, permettant ainsi une amélioration des fonctions cognitives de ce modèle sans aucun effet toxique observé. Sachant que le métabolisme des souris et des rats sont différents, ici nous souhaitons optimiser le traitement sur le modèle rat. Dans ce projet, le composé testé sera administré par notre équipe à des rats modèles de la T21 et à des rats contrôles dans le but de s’assurer qu’ils n’ont pas d’effet toxique. Les rats feront l’objet d’une étude comportementale afin de détecter une amélioration de leurs performances cognitives. Le composé sera testé à différents temps et différentes doses afin d’identifier la durée et la dose minimales nécessaires pour obtenir un rétablissement des fonctions cognitives des rats trisomiques.
Bénéfices attendus
Arriver à déplacer de quelques dizaines de points le quotient intellectuel des patients atteints de la Trisomie 21 leur permettrait d’avoir une vie plus autonome et socialement intégrée et constituerait un progrès très important pour la qualité de vie des patients et de leur entourage. L’objectif de la recherche sur la trisomie 21 est donc de mettre au point un traitement améliorant les fonctions intellectuelles des patients. De plus, dans le cadre de cette étude, réussir à reproduire sur le modèle rat, les résultats obtenus sur les modèles souris de la Trisomie 21, nous permettra une généralisation des résultats avant le passage en phase clinique du candidat-médicament.
Procédures
Dans le cadre de cette étude, un gavage oral répété sera réalisé sur un total de 576 rats. Ce gavage sera effectué sur un même rat soit 19 fois (étude sur 19 jours), soit 13 fois (étude sur 13 jours). La réalisation du gavage prend 1 à 2min pour un rat par jour. De plus, au cours de ce projet nous réaliserons une perfusion par voie intracardiaque sur 180 rats des 576. La procédure qui est sans réveil sera réalisée une seule fois par rat et elle dure 30min par rat. Pour cela il nous faudra anesthésier l’animal via une administration d’anesthésiant par voie intrapéritonéale. Ce geste nécessaire pour réaliser l’exsanguination de l’animal sous anesthésie générale profonde est réalisé en 1 à 2min par rat.
Impact sur les animaux
Dans le cadre de cette étude, un gavage oral répété sera réalisé sur un total de 576 rats. Ce gavage sera effectué sur un même rat soit 19 fois (étude sur 19 jours), soit 13 fois (étude sur 13 jours). La réalisation du gavage prend 1 à 2min pour un rat par jour. Ce geste technique peut entraîner un stress non négligeable, une irritation de l’œsophage et un risque de fausse route existe. De plus, au cours de ce projet nous réaliserons une perfusion par voie intracardiaque sur 180 rats des 576. La procédure qui est sans réveil sera réalisée une seule fois par rat et elle dure 30min par rat. Pour cela il nous faudra anesthésier l’animal via une administration d'anesthésiant par voie intrapéritonéale qui réalisé en 1 à 2min par rat. L’anesthésie de l’animal via l’introduction d’une aiguille par voie intrapéritonéale peut entraîner un stress à l’animal.
Devenir
A l’issu de la procédure expérimentale : Gavage oral d’inhibiteurs de Dyrk1A dans des rats modèles de la trisomie 21, l’ensemble des 576 rats seront mis à mort. 180 rats sont mis à mort afin de réaliser des analyses histologiques sur le cerveau des animaux, et les 396 autres rats seront euthanasiés selon les bonnes pratiques de laboratoires, les tissus prélevés sur ces derniers seront utilisés pour des analyses moléculaires.
Remplacement
Le rat est une espèce physiologiquement et génétiquement proche de l’Homme. A ce jour, l’anatomie, la physiologie et la génétique de cette espèce sont bien connues. Son génome aisément manipulable permet de multiples applications telles que la création de modèles de pathologies humaines. De plus, la nécessité d’utiliser des animaux transgéniques est liée à l’absence de tout modèle spontané de trisomie 21 dans une espèce mammifère autre que l’Homme. De plus, l’intérêt d’utiliser le rat est de pouvoir comparer les résultats obtenus à ceux de la souris. En effet, comme on le sait, il peut exister des différences inter-espèces et il est donc important de comparer les résultats entre deux organismes-modèles. Si des résultats similaires sont obtenus entre les deux espèces, cela permettra une généralisation de ces résultats.
Réduction
Pour ces tests, des rats mâles et femelles seront utilisés à partir de 10-12 semaines, âge équivalent au jeune adulte. Nous utiliserons et testerons le composé sur les deux sexes afin de vérifier qu’il n’y a pas de différence entre mâle et femelle. De plus, le traitement sera aussi effectué sur des animaux contrôles dans le but de vérifier qu’il n’y ait pas d’effet toxique. La variabilité inter-individu observée dans les études comportementales nécessite de tester 12 à 16 animaux par groupe pour avoir un résultat significatif avec une puissance statistique suffisante. C’est pourquoi nos expériences sont construites sur des groupes de 16 mâles et 16 femelles au maximum par condition. Il nous faudra donc un total de 576 rats dans ce projet (16 rats x 6 groupes x 2 sexes x 3 conditions = 576 rats).
Raffinement
Préalablement aux études des analyses de pré-tox ont été réalisé par nos collaborateurs, pour s’assurer que les molécules n’ont pas d’impact majeur sur les animaux après administration. L’administration des composés sera réalisée par gavage oral durant 19 et 13 jours continus comme expliqué précédemment. Au cours du traitement nous procéderons aux études du comportement : le test de la piscine de Morris. Durant toute l’étude, les animaux feront l’objet d’un contrôle journalier pour vérifier leur bien-être. Les animaux présentant des signes de douleurs seront évalués suivant l’échelle de l’expression faciale et seront exclus des tests puis soignés ou euthanasiés selon la situation et l’avis du vétérinaire. Concernant la procédure de perfusion intracardiaque, elle est effectuée sous anesthésie générale pour éviter tout stress et limiter la douleur de l'animal.
Choix des espèces
La compréhension des mécanismes physiologiques et moléculaires ainsi que des origines développementales des pathologies génétiques associées à des retards mentaux requière l’étude d’un organisme vivant dans son intégrité et sa globalité et il n’existe donc pas de méthode autre que l’étude in vivo. N’existant pas de modèle spontané de la trisomie 21, le rat avec la souris, sont les seules espèces physiologiquement et génétiquement proches de l’Homme dans lesquelles nous pouvons réaliser les manipulations génétiques pour obtenir ces modèles de pathologies humaines. De plus, les études dans le modèle humain sont limitées tandis que ces modèles permettent d’accéder à tous les tissus et à toutes les étapes lors de l’optimisation de composé pharmacologique. En outre, le génome du rat étant aisément manipulable, permet donc de recréer les modifications génétiques qui sont à la base du syndrome de Down. De plus, l’intérêt d’utiliser le rat est de pouvoir comparer les résultats obtenus à ceux de la souris. En effet, sachant qu’il existe des différences inter-espèces il est intéressant de comparer les résultats entre les modèles souris et rats afin de généraliser les résultats si ces derniers sont similaires. Enfin, le rat ayant des capacités d’apprentissage plus performantes que la souris, il est un meilleur modèle pour l’étude des déficiences cognitives associées à la trisomie 21. Les rats seront étudiés à partir de l’âge adulte, c’est-à-dire 10-12 semaines, car c’est l’âge auquel le comportement exploratoire et les aptitudes d’apprentissage et de mémorisation sont présents.
Etude du rôle des cellules stromales mésenchymateuses et de l’expression des microARN lors du développement de tumeurs induites par les cellules B16-F10-C3a dans un modèle murin (C57BL/6).
- Recherche fondamentale
- Oncologie
45 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection sous-cutanée de cellules de mélanome pour développer une tumeur et des métastases, puis sont tuées par ponction cardiaque sous anesthésie pour prélever tumeur et organes. Le porteur indique que la tumeur peut atteindre 1 500 mm3, seuil déclenchant l'arrêt de l'expérience. Il affirme que la formation de métastases ne peut être modélisée qu'in vivo et conclut que l'étude sur animal est inévitable.
Objectifs
Ce projet s’inscrit dans le cadre d’un programme de recherche CPER FEDER destiné à étudier le rôle des cellules stromales mésenchymateuses et à identifier l’expression des micro-ARN (miARN) lors du développement de tumeurs métastatiques. Les métastases sont une cause majeure de décès chez les patients atteints de tumeurs malignes. Les miARN sont des petits ARN régulateurs de l'expression génique. Une modification de l’expression de ces miARN peut contribuer au développement tumoral et à la dissémination métastatique par dérégulation de l’expression de gènes impliqués dans des processus clés du cancer. Le système du complément a démontré des rôles dans la régulation de la croissance tumorale, bien que ceux-ci puissent différer selon les types de tumeurs. C3a a une fonction prépondérante de médiateur dans les phénomènes inflammatoires au sein des tissus. Le ciblage spécifique du système du complément peut être d'une grande importance et valeur dans le futur traitement des tumeurs. Nous utiliserons le modèle de tumeurs induites par l’administration sous cutané de cellules B16-F10 chez les souris C57BL/6. Ce modèle permet le développement de tumeurs primaires et de métastases dites « spontanées », ce qui correspond étroitement à celles développées par les humains. Les procédures expérimentales utilisées dans ce projet sont de classe modérée et seront réalisées dans les conditions les moins stressantes possibles pour les animaux. Dans un souci permanent du bien-être animal et afin de minimiser l’emploi des animaux de laboratoire, l’évaluation de l’expression des miARN dans un contexte cancéreux sera réalisée en priorité dans des modèles in vitro. Ce projet engagera des souris dans un nombre estimé à 45 individus pour la durée que couvrira ce projet. Le nombre d’animaux utilisé dans chaque lot de chaque procédure est réduit, il correspond au seuil minimal qui puisse nous permettre d’apprécier, avec nos moyens techniques et en fonction de la variabilité inter-individus, les effets désirés. Par ailleurs, l’hébergement des animaux pendant la phase d’acclimatation et pendant l’expérimentation sera faite avec enrichissement du milieu afin d’améliorer leur bien-être. A terme, nos travaux permettront d’identifier les miARN impliqués dans l’angiogenèse et annonciateurs de formation tumorale et de dissémination métastatique. Ainsi les cancers pourraient être pris en charge à un stade précoce.
Bénéfices attendus
A terme, les résultats de ce projet permettront l’identification des miARN annonciateurs de développement tumorale et ainsi permettre une prise en charge plus précoce des patients atteint de cancer, ainsi que de comprendre le mécanisme et l'implication du système du complément dans la tumorigenèse.
Procédures
Induction de tumeurs métastatiques par injection de cellules B16-F10 ou B16-F10/C3a par voie sous cutanée une seule fois à J1. - Prélèvement sanguin (1mL) par ponction cardiaque après anesthésie volatile des souris.
Impact sur les animaux
Les nuisances sur les animaux sont des douleurs légères suite aux injections IP des cellules tumorales et le développement de tumeurs métastatiques.
Devenir
Après l'injection sous cutanée, les souris seront maintenues en vie jusqu'à la fin de l'étude. Les indivisus seront mis à mort à la fin de l'étude par ponction cardiaque précédée d’une anesthésie volatile isoflurane (1,5 à 2%), suivie d'une dislocation cervicale. Les organes prélevés seront scindés en 5 : 1/5 protéine (analyse par western blot), 1/5 ARN, 1/5 miARN (quantification, qRTPCR), 1/5 isopentane, 1/5 paraffine (analyse immunohistologique). La tumeur sera récupérée.
Remplacement
Remplacement: Nos études in vitro avec les cellules stromales mésenchymateuses pulmonaire et un modèle de cellules cancéreuses apportent quelques résultats sur les miARN impliqués dans cette pathologie. Néanmoins, ce modèle cellulaire ne suffit pas a modéliser le processus de développement tumoral dans son ensemble. La formation de métastases est un processus complexe et ne peut être modélisé que in vivo. L’étude in-vivo est inévitable pour comprendre le rôle des cellules stromales mésenchymateuses dans le développement de tumeurs métastatiques, identifier des miARN susceptibles d’intervenir dans cette pathogenèse et étudier la capacité du c3a à moduler l’expression de ces miARN et à induire une régression du développement tumoral.
Réduction
Réduction du nombre : Pour chaque condition testée, nous utiliserons un nombre minimal de souris pour avoir des résultats statistiquement exploitables. Nous utiliserons pour l’étude statistique le test one way ANOVA suivi d’un un test de Bonferroni pour comparer les trois groupes d’animaux entre eux, ainsi qu'un t-test suivi d'un test de Student.
Raffinement
Raffinement : La ponction cardiaque sera réalisée sous anesthésie volatile (isoflurane). Le prélèvement des organes se fera après la mise à mort des animaux. L’évaluation de la qualité de l’anesthésie se fera en vérifiant les 4 étapes suivantes : -l’absence de douleur et/ou de réponse réflexe en exerçant une pression au niveau des doigts de l’animal -L’immobilisation de l’animal -La relaxation musculaire -L’état d’inconscience en vérifiant les mouvements respiratoires. Les souris seront observées 3 fois par jour pendant les 10 premiers jours, puis 1 fois par jour pour le reste de l’expérimentation, dans le but de déceler le plus rapidement possible des signes cliniques critiques dus à l’expérimentation (prostration, température trop élevée, perte de poids, …). Ceci sera basé sur une grille de scoring définie. Chaque situation d’animal montrant des signes d’inconfort ou de souffrance liés ou non à l’expérience sera rapporté au vétérinaire responsable de l’animalerie pour que l’animal soit pris en charge de manière individuelle afin d’améliorer son bien-être. Si l'état ne s'améliore pas au-delà de 24h, il sera euthanasié par ponction cardiaque sous anesthésie volatile isoflurane (1,5 à 2%), suivie d’une dislocation cervicale, puis ses différents organes seront prélevés.. De plus, si la taille de la tumeur arrive à 1500mm3 avant J30, l’expérimentation s’arrêtera dès lors, afin d’éviter des expérimentations en durée « non-nécessaires » sur les animaux. La durée de l’étude principale sera de ce fait réduite d’autant. La mesure des tumeurs se fera mécaniquement à l’aide d’un pied à coulisse Caliper. Pour respecter le principe des 3R, un nombre réduit d’animaux a été choisi.
Choix des espèces
Les C57BL/6 sont des souris robustes, et sont déjà utilisées pour la formation de tumeurs métastatiques induites par les cellules B16-F10. Souris adultes de 6 à 8 semaines
Fructose-sensing 3: Rôle des microglies dans la sensibilité cérébrale au fructose
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
1 700 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance pouvant aller jusqu'au modéré. Elles reçoivent une alimentation enrichie en fructose, des prélèvements de sang à la queue et une injection de LPS qui déclenche fièvre, perte d'appétit et perte de poids, avant d'être tuées pour analyser leur cerveau. Le porteur décrit des tests comportementaux censés mesurer les émotions sans préciser lesquels, et affirme que l'étude des comportements émotionnels ne peut se faire que sur des animaux vivants. Les retombées annoncées, mieux cerner les risques d'une consommation excessive de fructose, restent renvoyées à un questionnement de sécurité nutritionnelle.
Objectifs
La consommation de fructose, qui a fortement augmenté ces dernières années notamment par l’utilisation de sirop riche en fructose dans les produits transformés, est parallèle à celle du nombre de patients atteints d’obésité. Ces données suggèrent un rôle de ce sucre dans le développement des désordres métaboliques et ont conduit l’Anses à émettre des recommandations pour développer des recherches plus approfondies sur « le lien entre consommation de sucres et pathologies associées ». Une question qui n’a jamais été adressée directement est la capacité du cerveau à détecter le fructose. Cette question est justifiée par le nombre croissant d’études montrant que la consommation de fructose peut, chez l’Homme et/ou dans des modèles animaux, moduler le comportement alimentaire, l’état émotionnel ou la mémoire. Néanmoins, aucune étude n’a testé l’effet direct du fructose sur l’activité des cellules microgliales du cerveau qui seraient les seules cellules cérébrales capables d'utiliser le fructose. Ainsi, le but de ce projet est de déterminer si le fructose joue le rôle de molécule signal au niveau cérébral, module l’activité des microglies et participe au contrôle des émotions. Pour cela, nous déterminerons par immunohistochimie si l'administration orale de fructose active des régions cérébrales et lesquelles; et si l'alimentation de souris avec du fructose (dans l'eau de boisson ou avec des croquettes enrichie en fructose) favorise une inflammation cérébrale et altère les émotions grâce à l'utilisation de tests comportementaux spécifiques. L'ensemble des expériences sera réalisé sur des souris sauvages contrôles ou déficientes pour le transporteur de fructose GLUT5 spécifiquement dans les microglies.
Bénéfices attendus
Notre projet est en parfaite adéquation avec les attentes des pouvoirs publics et de la communauté scientifique. Dans son dernier rapport de l’Anses de Décembre 2016, la nature des sucres ingérés, notamment le fructose, fait l’objet d’une attention particulière. De nombreuses observations ont conduit l’Anses à émettre des recommandations pour développer des projets afin, d’une part, « d’entreprendre de nouveaux travaux de recherche permettant d’éclairer la nature précise du lien entre consommation de sucres et pathologies associées » et, d’autre part, « d’explorer de nouvelles pistes dans le champ de la psychologie cognitive ou la neurophysiologie ». En identifiant des fonctions cérébrales qui peuvent être affectées par l’augmentation de la concentration cérébrale en fructose, ce projet permettra d’étayer le questionnement de sécurité nutritionnelle lié à une consommation excessive de ce sucre.lopper des projets afin d’une part, « d’entreprendre de nouveaux travaux de recherche permettant d’éclairer la nature précise du lien entre consommation de sucres et pathologies associées » et d’autre part, « d’explorer de nouvelles pistes dans le champ de la psychologie cognitive ou la neurophysiologie ». En identifiant des fonctions cérébrales qui peuvent être affectées par l’augmentation de la concentration cérébrale en fructose, ce projet permettra d’étayer le questionnement de sécurité nutritionnelle lié à une consommation excessive de ce sucre.
Procédures
Régimes alimentaires enrichis en fructose. Tests comportementaux (quelques minutes) et prélèvements de sang en vue de la mesure de la glycémie et de l'insulinémie. Un test comportemental sera réalisé en condition d'inflammation.
Impact sur les animaux
Le fructose est un sucre consommé par l'Homme. Les tests comportementaux réalisés ne durent que quelques minutes et n’induisent pas de stress majeur induisant une altération de l’état général des animaux. Certaines nuisances ou effets indésirables sont néanmoins attendus comme le traitement au LPS qui induit un phénotype de maladie transitoire (fièvre, perte d'appétit et perte de poids). Les prélèvements de sang à la queue pourront également engendrer une légère douleur aux animaux. Cette douleur sera prise en charge par l'utilisation d'un anesthésique local (lidocaïne).
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure.
Remplacement
L'impact d'une alimentation déséquilibrée et l'étude de comportements émotionnels ne peuvent être étudiés que des animaux vivants et vigiles rendant impossible le Remplacement par l'utilisation de modèles in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux sera réduit au mieux grâce à l’utilisation de tests statistiques montrant la différence entre plusieurs groupes.
Raffinement
Toutes les précautions possibles seront prises afin de raffiner nos procédures et réduire au mieux l'inconfort des animaux (manipulation régulière et hébergement avec enrichissement). Des experimentations seront réalisées sous anesthésie et avec l'utilisation d'analgésiques. Des points limites précis et précoces ainsi qu'une méthode d'évaluation pour la prise en charge des animaux ont été établis.
Choix des espèces
La souris est l’espèce la plus étudiée avec des données bibliographiques abondantes ce qui diminue le risque de duplication inutile de travaux et veille à réduire au mieux le nombre d’animaux utilisé. L’utilisation de tests comportementaux permettant d’apprécier les troubles emotionnels ont principalement été développés chez la souris au laboratoire. Des animaux adultes de 7-10 semaines seront utilisés au début des traitements. Cet âge est est le plus courament utilisé dans la littérature.
Comparaison des capacités de régénération musculaire chez la truite
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
120 truites arc-en-ciel vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque poisson subit sous anesthésie une micro-lésion musculaire à l'aiguille, avec ou sans injection de cellules souches, avant d'être tué à l'un des temps de prélèvement pour analyser le muscle. Le porteur affirme n'avoir jamais observé d'infection ni de mortalité et décrit une lésion sans douleur ni gêne pour la nage. Il vise à orienter les "pratiques zootechniques" de la filière truite, pour laquelle il juge le recours à l'animal vivant "incontournable".
Objectifs
La croissance musculaire nécessite l'activation et la différenciation des cellules souches musculaires aussi appelées cellules satellites. Chez les poissons, les cellules satellites maintiennent des capacités de prolifération et d'autorenouvellement qui permettent la formation continues de fibres musculaires pendant la croissance exponentielle du muscle. Néanmoins, la croissance musculaire hyperplasique diminue avec l'âge et les mécanismes cellulaires sous-jacents ne sont pas encore connus. Nous avons mis en place un protocole d'extraction de cellules souches de muscle de truite et de transplantation de cellules souches musculaires. Nos premiers résultats montrent que les capacités des cellules souches et de leur niche diminuent dès le poids de 500g. Notre objectif est de déterminer si les capacités de régénération sont également très inférieurs chez les poissons d'un poids de 1kg comparé à un muscle de truite jeune (10g).
Bénéfices attendus
Ce projet devrait permettre de montrer que les capacités de régénération musculaire et donc aussi de formation de nouvelles fibres (hyperplasie) sont fortement altérées chez les poissons de 1kg en comparaison d'un poisson de 10g. Cette connaissance devrait permettre d'orienter les pratiques zootechniques afin de maitriser plus finement la croissance musculaire et les caractéristiques du muscle de truite.
Procédures
Les animaux vont subir sous anesthésie une micro-lésion intramusculaire (blessure réalisée avec une aiguille ) avec (ou pas) injection d’un petit volume de cellules. Pour chaque prélèvement à J3, J7, J15, J30 et J60 les poissons sont euthanasiés selon la méthode §3.3.3.
Impact sur les animaux
Par le passé, nous avons déjà réalisé des expériences de transplantation et de lésion musculaire, et nous n'avons jamais observé d'infection (cutanée, interne) ou de mortalité. La zone lésée étant très petite (piqure d'aiguille), cela ne gène absolument pas la nage des poissons. Par ailleurs, l'injection de cellules souches musculaires dans le muscle ne provoque aucune douleur spécifique ni de nécrose ou infection.
Devenir
L'ensemble des animaux sera euthanasiés puisque des prélèvements de muscle sont indispensables au projet.
Remplacement
L'objectif scientifique du projet étant de déterminer si les capacités de régénération musculaire sont altérées avec l'âge chez la truite, le recours à des animaux vivants est incontournable.
Réduction
Afin de réduire au maximum le nombre d'animaux utilisés, nous allons utilisés les mêmes animaux pour la régénération et la transplantation. En effet, un coté du poisson sera utilisé pour la transplantation et l'autre coté pour la régénération. Le nombre de point de la cinétique (6) est réduit tout en permettant une bonne caractérisation des premières étapes de régénération ainsi que la régénération complète. Ainsi nous utiliserons 60 animaux de 10g et 60 animaux d'1kg ce qui permettra de prélever que 10 animaux par point de cinétique.
Raffinement
Les animaux seront élevés dans les conditions optimales pour l’espèce (photopériode, qualité d’eau, densité, nourriture, enrichissement). Pendant la procédure, les animaux seront anesthésiés, leur manipulation sera réduite au maximum et une surveillance du comportement des animaux sera effectuée. Les paramètres physico-chimiques de l’eau (température, O2, NH4+) seront également régulièrement contrôlés. Au cours de l'expérimentation nous réaliserons une évaluation quantitative de points limites incluant la nage, la prise alimentaire, la prostration, l'état sanitaire qui permettront d'arréter l'expérimentation si nécessaire.
Choix des espèces
La truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) est une espèce robuste dont l’élevage et la reproduction sont bien maîtrisés en pisciculture. L’espèce est grégaire et supporte des densités d’élevage importantes. Il s’agit d’une espèce d’intérêt agronomique puisqu’elle représente 95% de la production française piscicole en eau douce. Elle est par ailleurs un modèle biologique largement diffusée dans la communauté scientifique (environ 50 000 références). De plus, nous disposons d'une lignée de truites transgéniques mlc2-GFP qui expriment la GFP dans les cellules souches musculaires. Nous allons utiliser des poissons receveurs de 10g et 1kg. Une expérience préliminaire, nous a montré que les capacités myogéniques des cellules souches et de la niche diminuait rapidement dès 100g et atteignait un minimum autour de 500g. Ainsi pour maximiser nos chances d'observer une différence de capacité de régénération, nous allons utiliser des animaux de 10g (~3 mois) et de 1kg (~1,5 an).
Tests précliniques chez la souris pour évaluer différentes stratégies thérapeutiques dans la leucémie aiguë myéloïde.
- Recherche appliquée
- Cancers
651 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une greffe de cellules leucémiques humaines puis des traitements administrés cinq jours par semaine pendant quatre semaines, avec prélèvements sanguins et imagerie, avant d'être tuées pour prélever rate et os. Le porteur indique que le développement de la leucémie et la toxicité des composés peuvent provoquer perte de poids et apathie. Il affirme que les modèles animaux sont "indispensables" pour évaluer les traitements au stade préclinique, le contexte tumoral ne se reproduisant pas selon lui in vitro.
Objectifs
La leucémie aiguë myéloïde (LAM) est une maladie complexe, avec de nombreux sous-types porteurs de combinaisons d’altérations particulières. Cette maladie est caractérisée par un blocage de développement et l’envahissement de la moelle osseuse par des cellules immatures. De nombreux progrès ont récemment été apportés dans la caractérisation des altérations des LAM. Ces études ont permis une meilleure classification des patients. Cependant, la prise en charge des patients à la récidive de la maladie reste problématique ce qui explique les taux de mortalité. Environ 25-30% des patients atteints de LAM ont une altération du récepteur FLT3 qui est associée à des fréquences de rechutes élevées et à un pronostic défavorable. FLT3 est une cible thérapeutique avérée pour laquelle des traitements efficaces et sélectifs sont disponibles. Cependant, des résistances apparaissent très rapidement après ce type de traitement. A la rechute, le traitement initial devient en général inefficace pour cibler les cellules leucémiques. Les résistances sont les causes majeures de l’échec thérapeutique. Il y a donc un besoin urgent de traitements alternatifs pour prendre en charge les patients. L'objectif de notre projet est donc d'évaluer de nouvelles stratégies thérapeutiques dans cette maladie. La majorité de nos expériences sont réalisées sur des modèles simplifiés de cellules en culture. Cependant, les modèles animaux sont indispensables pour évaluer les traitements prometteurs pour les études au stade préclinique.
Bénéfices attendus
Notre projet fait appel au repositionnement de médicaments existants pour le traitement des LAM et à des modèles précliniques de LAM. D’autre part, nous interagissons régulièrement avec des cliniciens. En cas de succès, le projet a un fort potentiel de valorisation et de transfert vers la clinique.
Procédures
Une transplantation de cellules cancéreuses (1 minute/souris) sera réalisée une fois au début de l’expérimentation. Les animaux seront soumis à des traitements qui seront administrés au niveau de différents sites d’injection 5 jours consécutifs maximum par semaine pendant 4 semaines. L’intervention durera maximum 1 minute par souris. Des prélèvements sanguins (5 minutes/souris) seront effectués 1 fois toutes les 2 semaines (4 fois maximum) pour suivre l’évolution de la maladie dans le sang. Lorsque les cellules cancéreuses sont bioluminescentes, nous pourrons suivre également l’évolution de la maladie sans geste invasif grâce à une caméra pouvant quantifier la lumière émise par les cellules, localiser le signal donc les cellules cancéreuses au niveau des organes et mesurer son intensité (1 lecture/semaine sous anesthésie volatile). Cette manipulation prendra 10 minutes par souris. Les souris feront l’objet d’un suivi quotidien avec une pesée 5 fois/semaine pour estimer au mieux leur état physiologique global. Ce suivi prendra maximum 1 minute par souris.
Impact sur les animaux
Des effets indésirables dus à la toxicité des composés à la plus forte concentration sont potentiellement à prévoir avec une perte de poids des souris possible. Après greffe des cellules leucémiques, le développement de la pathologie peut entrainer des diminutions de la motricité, un défaut d’entretien du pelage et une perte de poids. Les traitements quotidiens, selon les composés testés, peuvent provoquer une apathie des animaux avec une perte de poids.
Devenir
Tous les animaux à l'issue de chaque procédure seront euthanasiés. Lors de greffe de cellules cancéreuses, après la mise à mort des souris, la rate et les fémurs/tibias seront prélevés, puis dissociés pour énumérer les cellules cancéreuses afin d'évaluer l'effet des traitements. Un stockage de cellules leucémiques issues de ces organes sera aussi effectué afin de réaliser des expérimentations pour évaluer la fréquence de cellules initiatrices de la leucémie et pour analyser in vitro différents marqueurs exprimés par les cellules en réponse aux traitements.
Remplacement
Le recours à l’expérimentation animale se justifie par l’impossibilité réglementaire de conduire ce type de développement chez l’homme en l’absence de données précliniques. La régulation de l’hématopoïèse normale et pathologique implique des mécanismes de communication cellulaire entre de nombreux facteurs microenvironnementaux (extrinsèques) et propres aux cellules hématopoïétiques (intrinsèques): ainsi, la coopération spatiale des cellules, l’importance du stroma et du contexte cytokinien, sont cruciaux dans la réponse thérapeutique et ne peuvent pas être reproduits de façon satisfaisante in vitro.
Réduction
Pour chacune des procédures, nous limiterons au nombre minimum d'animaux permettant de caractériser l'efficacité des molécules testées. Nous ferons en sorte que le groupe contrôle, qui recevra le véhicule de solubilisation du/des composé(s), soit commun à plusieurs combinaisons ce qui nous permettra de réduire le nombre de souris. Afin de réduire le nombre d'animaux génétiquement modifiés issus de nos propres élevages, des animaux des deux sexes seront utilisés. Le sexe sera choisi en fonction du nombre d'animaux nécessaires et disponibles par cohorte.
Raffinement
Hébergement en confinement adapté à la stabulation de lignées murines immunodéprimées (cages individuellement ventilées). La nourriture et l’eau de boisson sont fournies ad libitum. Présence d’enrichissement dans les cages (copeaux de bois compactés et coton pour nidification), et maintien des animaux en groupes de 3-5 afin d’éviter le stress de l’isolement. De même, les expérimentations seront débutées au plus tôt 7 jours après réception des souris au sein de la zone d’expérimentation pour permettre leur acclimatation. Les greffes de cellules seront réalisées sous anesthésie gazeuse. De plus, dans un souci de raffinement et de réduction, le suivi du développement leucémique se fera par des mesures cinétiques de la charge leucémique circulante après prélèvement sanguin et par imagerie optique par bioluminescence (quand cela est possible) sous anesthésie gazeuse. Durant toute la durée d’un protocole, l’ensemble des animaux est observé quotidiennement et le bien-être est évalué à l'aide d'une grille de scores. La durée des protocoles sera fonction de l’atteinte des points limites ou de l’obtention de résultats validés statistiquement.
Choix des espèces
La xénogreffe désigne la transplantation d'un greffon d’un individu d’une espèce donnée chez un individu hôte d’une espèce différente. Ainsi, un contexte immunitaire permissif est essentiel pour favoriser la prise de greffe de cellules leucémiques humaines et éviter la réaction de l’hôte vis-à-vis du greffon. Dans ce contexte, la lignée de souris NOD.Cg-Prkdc scid/J (NSG) est un des modèles les plus couramment utilisé et très bien documenté dans la littérature dans le cadre d’études précliniques réalisées à partir de xénogreffes de cellules leucémiques humaines. Nous utiliserons les paramètres décrits dans la littérature pour ce type de modèle d’injection de cellules leucémiques, c’est à dire des souris « jeunes adultes » âgées de 6 à 12 semaines au moment de la greffe.
Manipulation transgénique des taux d’acides gras polyinsaturés dans les cellules du système nerveux central : effets spécifiques sur l’inflammation microgliale pendant le développement et conséquences à l’âge adulte
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
2 475 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Des souriceaux reçoivent des injections de tamoxifène et un régime carencé en oméga 3 pendant leur développement, avant d'être tués par exsanguination et perfusion intracardiaque pour prélever le cerveau. Le porteur indique que l'injection de tamoxifène à un jour de vie peut ralentir le développement des petits et diminuer leur poids. Il décrit l'approche transgénique comme la "seule" disponible pour manipuler sélectivement les taux d'oméga et affirme qu'aucune alternative n'a été identifiée.
Objectifs
Le projet porte sur l’effet d’une carence en Oméga 3 spécifiquement dans les cellules microgliales (cellules immunitaires du cerveau) ou neuronales durant la période périnatale sur la mise en place du cerveau et ses fonctions, en observant la régulation et les fonctions microgliales et neuronales, ainsi que le développement cérébral et le comportement associé. Nos résultats antérieurs ont montré que la nutrition lipidique, et plus spécifiquement une carence nutritionnelle en Oméga 3, module l'activité phagocytaire de la microglie. Nos données suggèrent que les effets des oméga 3 sur la microglie passeraient notamment par les dérivés lipidiques issues des précurseurs présents dans les régimes carencés ou enrichis en Oméga 3. Cependant, la manipulation des oméga présents dans l’alimentation ne nous permet pas de discriminer entre les effets neuronaux et microgliaux de ces changements.
Bénéfices attendus
Nos données suggèrent que les effets des Oméga 3 sur la microglie passeraient notamment par les dérivés lipidiques issues des précurseurs présent dans les régimes carencés ou enrichis en oméga3. Cependant, la manipulation des oméga présents dans l’alimentation ne nous permet pas de discriminer entre les effets neuronaux, microgliaux de ces changements. Le croisement des souris Cre avec la souris flox-Fat1 conduira à l'expression de l'enzyme Fat1 dans des types cellulaires spécifiques, ce qui permettra de manipuler les taux d'oméga sélectivement dans ces populations. Cette approche transgénique est à notre connaissance la seule actuellement disponible pour de telles manipulations. A la fin de l’expérience les animaux seront mis à mort et les cerveaux prélevés pour fournir des mesures par des techniques de biologie moléculaire, de protéomique, et de marquages morphologiques qui permettront de mesurer les effets de la manipulation des oméga sur la physiologie microgliale et l’architecture neuronale.
Procédures
Afin d'activer la Cx3cr1creER chez la descendance, ils subiront 1 injection en sous-cutané de tamoxifène à P1, ou 2 injections en intra-péritonéal de tamoxifène à P21 et P23. L'injection ne dure que de 3 à 5 secondes. A la fin des expériences, les animaux seront mis à mort par exsanguination et perfusion intracardiaque, préalablement injectés avec une solution analgésique puis une solution anesthésique. Les injections d'analgésique et anesthésique ne dure que de 3 à 5 secondes ; la perfusion intracardiaque dure de 30 secondes à 1 minute.
Impact sur les animaux
L’injection de tamoxifen à P1 peut induire un ralentissement du développement de la descendance avec pour conséquence un poids diminué par rapport aux animaux non traités au tamoxifen, poids qui est retrouvé à l'âge adulte. Le temps d’injecter toute la portée, les petits sont séparés de leur mère pendant un cours moment et sont manipulés par l’Homme, ce qui peut créer un léger stress : un protocole est mis en place pour diminuer au maximum ce stress. L’injection de tamoxifen à l’âge adulte n’induit pas d’effets indésirables. Les tests comportementaux réalisés ne durent que quelques minutes et n’induisent pas de stress majeur induisant une altération de l’état général des animaux.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour récupérer les structures et/ou cellules nécessaires pour les études cellulaires et moléculaires.
Remplacement
L’étude des régimes alimentaires nécessite l’utilisation d’animaux vivants. De même, les comportements ne peuvent être étudiés que sur des animaux vivants et vigiles. L’objectif général du projet vise à étudier les conséquences d’une carence nutritionnelle en omega-3 sur la physiologie neuronale et microgliale chez la souris pendant le développement. Pour se faire, nous utilisons des tests in vivo, et dans ce contexte, bien que certaines études soient développées sur des modèles cellulaires pour traiter les aspects neurobiologiques, le recours à des modèles animaux pertinents et adaptés aux études in vivo reste donc une nécessité expérimentale afin d’appréhender la réalité physiologique de nos résultats. Une recherche d’alternatives et d’autres méthodes dans des bases de données démontre que les solutions de rechange appropriées à ces procédures ne sont pas disponibles, et qu’aucun dupliqua du travail proposé n’est aujourd’hui identifié.
Réduction
Afin de réduire le nombre d'animaux utilisés pour ces expériences, les animaux qui passeront les tests comportementaux serviront également pour récupérer les cellules ou structures centrales nécessaires pour les études de lipidomiques et/ou moléculaires et protéomiques, évitant donc de générer une nouvelle cohorte pour ces analyses biochimiques et moléculaires. Les femelles sont également étudiées, ce qui nous permet d'utiliser tous les animaux générés durant cette étude et de ne pas euthanasier des animaux pour rien.
Raffinement
Les expérimentateurs formés porteront une attention particulière au raffinement des procédures afin de limiter la douleur, la soulager si elle ne peut être évitée par l’utilisation d’antalgiques les plus adaptés à chaque procédure, optimiser les procédures, soulager le stress des animaux et leur fournir les meilleures conditions de vie tout au long du projet. Pour leur bien-être, les animaux vivent en groupe sociaux le plus longtemps possible. Ils auront à leur disposition des éléments d’enrichissement de leur milieu. L’ensemble des animaux est surveillé quotidiennement avec une surveillance renforcée après les différentes expérimentations. Des points limites suffisamment précoces seront définis pour éviter des souffrances aux animaux avec la mise en place de mesures pour les soulager comme une réhydratation, le réchauffement, des traitements vétérinaires si nécessaire.
Choix des espèces
L’objectif général du projet vise à étudier les conséquences d’une carence en AGPI n-3 pendant le développement sur la mise en place du système nerveux central. Pour ce faire, nous utilisons des modèles souris. Une partie de nos hypothèses ont été formulées sur la base de données obtenues in vitro. Cependant dans la cadre d’une étude faisant le lien entre la nutrition et le cerveau, le recours à des modèles animaux pertinents et adaptés aux études in vivo reste donc une nécessité expérimentale afin d’appréhender la réalité physiologique de nos résultats. Enfin, les modèles génétiques que nous voulons utilisés pour nos études ont été construits chez la souris. Les animaux reçoivent un régime alimentaire (carencé ou équilibré en omega 3) durant toute la durée de leur développement périnatal (gestation et allaitement). Nous nous intéressons à l'effet de la présence du transgène Fat1 sur cette altération nutritionnelle durant le développement sur l'inflammation microgliale et la mise en place de l'architecture neuronale à la fin du développement post natal à 3 semaines (au sevrage) mais également l'impact de cette carence durant la période périnatale et la période de l'adolescence sur le jeune adulte (10 semaines).
Altération du système de récompense du cerveau dans la dépression induite par la douleur chronique
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
106 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une partie sous anesthésie sans réveil. Elles subissent une chirurgie de la patte pour induire une douleur neuropathique chronique et une chirurgie stéréotaxique avec injection de virus et implantation de fibres optiques, puis des tests de von Frey une à deux fois par semaine. Le porteur écrit que cette douleur "ne peut être soulagée car c'est l'objet de l'étude", reliant douleur chronique et dépression. Il affirme que l'observation comportementale n'est possible que sur l'animal vivant et vigile.
Objectifs
La douleur neuropathique est consécutive à une lésion ou une pathologie du système nerveux somatosensoriel. Généralement chronique, avec une prévalence de 5 à 7% dans la population, elle s’accompagne d’un fort risque de développement de troubles de l’humeur telle que l’épisode dépressif majeur. En effet, environ 50% des patients présentent cette comorbidité (c’est-à-dire la présence à la fois de symptômes douloureux et anxio-dépressif). Ceci constitue un enjeu important de santé publique. Malgré les données cliniques, les mécanismes sous-jacents de cette comorbidité restent encore inconnus et nécessitent des études précliniques. Chez la souris des données de la littérature suggèrent que la dépression et la douleur altèrent le système de récompense du cerveau, mais les informations concernant la comorbidité douleur dépression manque. Notre projet permettra donc de mieux comprendre les mécanismes mis en place dans le système de récompense du cerveau lors de de l’expression de la co-morbidité douleur-dépression.
Bénéfices attendus
À l’issue de ce projet, nous serons en mesure de détailler pour la première fois des adaptations d’activité cérébrale liées au développement des comportements de type anxieux et dépressif chez les deux sexes. Cette avancée pourrait permettre de révéler de nouvelles cibles thérapeutiques, potentiellement différentes chez le mâle et la femelle.
Procédures
Les animaux seront soumis à une douleur chronique avec développement de troubles anxio-dépressifs. Ils subiront une chirurgie (d’environs 15min par animal) au niveau de la patte droite de l'animal et une chirurgie stéréotaxique avec injection de virus et implantation de fibres optiques (d’environs 1H30 par animal). Ces animaux subiront un test de Von Frey (15 à 20min/test) 1 à 2 fois par semaine après la chirurgie d’induction de la douleur chronique.
Impact sur les animaux
Il y a présence de douleur qui ne peut être soulagée car c'est l'objet de l'étude. Suite à la chirurgie neuropathique (présente dans toutes les procédures de ce projet), une difficulté dans les déplacements des animaux est attendue mais disparaît dans les 48-72h après la chirurgie. Les chirurgies stéréotaxique (injection de virus et implantation de canule) nécessite une semaine de récupération et d'habituation du dispositif d’enregistrement / stimulation (les canules). En cas de bagarre entre les animaux une isolation sera réaliser afin de préserver l’intégrité de l’animal et de son dispositif d’enregistrements / stimulation.
Devenir
tout les animaux seront mis à mort à l’issue du projet pour prélèvements de tissus
Remplacement
Au vu de notre thématique d’étude, il nous est malheureusement de remplacer notre modèle in vivo par un modèle in vitro ou in sillico. En effet, l'analyse anatomo-fonctionnelle du développement des troubles anxio-dépressifs dnas un modèle de douleur neuropathique nécessite une observation comportementale, uniquement possible chez l’animal vivant et vigile.
Réduction
Les expériences seront réalisées avec la volonté de réduire autant que faire se peut le nombre d’animaux par condition expérimentale, mais toujours dans l’optique d’obtenir le maximum d’information scientifique par test. Au regard de la littérature et de la variabilité phénotypique interindividuelle et d'une éventuelle mauvaise positions des injections virales, le nombre total d’animaux nécessaire n’excédera pas 48 souris mâles et 48 souris femelles. Un calcul statistique « power analysis » a également été réalisé pour s’assurer que les résultats obtenus sont valides au plan statistique (multiple ANOVA). Toujours dans l’idée de diminuer au maximum le nombre d’animaux utilisés les animaux subiront un enchaînement de gestes expérimentaux au sein d'une même procédure. Pour cette raison une même cohorte d’animaux sera étudiée et caractérisée au niveau comportemental et émotionnel, puis fera l’objet d’investigations anatomiques.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en animalerie dont la température, l’humidité et le cycle jour/nuit sont contrôlés, nourriture et boisson sont disponibles ad libitum. Ils seront hébergés en cohorte de 2 à 5 individus pour respecter leurs besoins sociaux. Ils pourront être isolés si des lésions du a des bagarres apparaissent. Des carrés de coton seront placés dans la cage pour favoriser la nidation, et des barreaux de bois à ronger pour limiter les comportements d’agressivité. Nous travaillerons en cycle jour/nuit inversé (lumière allumée de 21h à 9h), pour éviter les manipulations durant le temps de sommeil des animaux et ainsi diminuer le stress. Les animaux seront observés tous les jours et leur comportement sera suivi afin de déceler tout signe d’inconfort ou de stress. Durant les chirurgies des méthodes d’anesthésie et d’analgésie sont systématiquement utilisées. Les signes de mal-être suivants seront recherchés : perte de poids, blessure ou plaie ouverte, dégradation de l'état du pelage, dos arqué. En cas de signes de souffrance de l’animal, des soins (désinfection, suture de plaie), une administration d’antalgique ou d’anti-inflammatoire, une séparation (blessures entre congénères) seront réalisés après concertation avec le vétérinaire, la Structure chargée du Bien-Etre des Animaux (SBEA) et/ou le personnel zootechnique de l’institut. Enfin, des points limites sont mis en place pour l’ensemble des procédures expérimentales. Si de nouvelles approches moins stressantes ou douloureuses pour l’animal venaient à être mises au point après le début de ce projet, une concertation avec la SBEA de l’institut pourra être réalisée afin d’intégrer ces nouvelles pratiques dans nos procédures. Après chaque chirurgie une grille de scoring sera utilisée quotidiennement jusqu’à récupération complète de l’animal.
Choix des espèces
Le modèle de douleur neuropathique utilisé dans cette étude a été caractérisé et validé pharmacologiquement chez la souris et non dans une autre espèce comme le rat par exemple. Etant donné que l’étude de comportements nécessite des systèmes neurobiologiques totalement matures, des animaux adultes seront utilisés (début des procédures à partir de 8 semaines, poids supérieur à 20g)
Évaluation de l’efficacité d’un dispositif implantable pour l’administration locale chez le rat porteur de glioblastome
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système nerveux
70 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Tous reçoivent une injection intracérébrale de cellules tumorales par craniotomie, et trente d'entre eux subissent une seconde chirurgie pour implanter un dispositif d'administration et une pompe osmotique. Le porteur teste une voie d'administration locale de médicament contre le glioblastome, et non une molécule, ce qu'il présente comme réalisable seulement in vivo. Il fixe comme point limite une taille de tumeur qu'il décrit comme n'induisant pas encore de souffrance perceptible.
Objectifs
Bien que l'incidence du glioblastome soit faible (~6/100000) la médiane de survie post-diagnostic est de l'ordre de 15 mois malgrè un traitement agréssif associant une chirurgie et une chimio/radiothérapie. Parmi les améliorations thérapeutiques possibles, l'utilisation d'une infusion focale à flux fixe (CED) est une option. Toutefois, ce type d'infusion est limité dans le temps et possible qu'au moment de l'exèrese. L'objectif de ce projet de recherche est d'évaluer l'apport d'un nouveau dispositif médical permettant de délivrer localement un médicament par une infusion multifocale à flux fixe et ceci sans contrainte de temps.
Bénéfices attendus
Le bénéfice à cours terme est de proposer une approche thérapeutique innovante et modulable pour le glioblastome dont la médiane de survie reste très courte.
Procédures
Parmi les 70 animaux inclus dans cette étude, 70 recevront une injection intracerébrale de cellules tumorales. Ils subiront donc une chirurgie sous anesthèsie générale de 15-20 minutes, une incision cutanée, une craniotomie de 0.5mm de diamètre. Parmi les 70, 30 subiront une seconde chirurgie 8 jours après la première. Les gestes seront identiques à ceux réalisés précédement. 30 subiront une seconde chirurgie, 8 jours après la première, sous anesthèsie générale de 60 minutes, une incision cutanée, une craniotomie de 4mm de diamètre au niveau de la plaque pariètale, suivi par la pose du dispositif et un décollement cutané au niveau interscapulaire afin de poser une pompe osmotique. Les 10 derniers ne subiront pas de chirurgie complementaires. Tous les animaux seront suivi par IRM afin d'évaluer l'impact des thérapies mises en oeuvre sur la croissance tumorale.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont relatives aux chirurgies incluses dans le protocole. En effet, une première chirurgie consistera à injecter les cellules tumorales au travers d'un orifice de diamètre inférieur à 1mm dans le crâne du rat après incision cutanée. Cette chirurgie sera réalisée sous anesthésie générale (isoflurane) avec injection sous cutanée pré-opératoire et post opératoire de buprénorphine (0,1mg/kg 0,1mg/mL Buprécare) et injection locale de lidocaine (16,2mg/mL, 100uL). La seconde chirurgie sera réalisée une semaine après la première, également sous anesthésie générale (isoflurane) avec injection sous cutanée pré-opératoire et post-opératoire de buprénorphine et injection locale de lidocaine. Cette chirurgie s’accompagnant d’une craniotomie de 4mm de diamètre et d’une tunnelisation pour la pose de la pompe osmotique, des doses supplémentaires de buprénorphine seront dispensées 6h et 18h post chirurgie. Enfin, après chaque chirurgie, les animaux seront isolés pour 24h afin d’éviter qu’ils ne se rongent mutuellement les sutures.
Devenir
En fin de procédure 1 (inoculation de cellules tumorales) tous les animaux seront conservés car impliqués dans la procédure 2. En fin de procédure 2 (evaluation du nouveau dispositif) tous les animaux seront euthanasiés.
Remplacement
Il existe de nombreux tests de toxicité de molécules sur des modèles cellulaires. Ces tests ont été réalisés et nous on permis de selectionner 2 molécules avec un potentiel thérapeutiques certains sur la lignée de glioblastome testée. Dans notre cas, nous ne cherchons pas à tester une nouvelle molécule mais une voie d'administration innovante et ceci ne peux être réalisé qu'in vivo.
Réduction
Le nombre d'animaux est réduit au minimum tout en maintenant une puissance statistique suffisante. en effet, une simulation en utilisant G-power montre que pour nos groupes (non traités, traités PBS avec le nouveau dispositif, traités par la molécule 1 avec le nouveau dispositif, traité en CED par la molécule 1 et traité par du PBS par CED) contenant un nombre d'individus équivalent et égal à 10, un gain de survie moyen de 2 jours pour la thérapie CED et au minimum 3 fois supérieur pour le nouveau dipositif peux être mis en evidence avec un risque alpha de 0.05 et beta 0.95.
Raffinement
Outre les conditions d'hébergement assurées par la structure (cycle jour/nuit, température, papier pour constitution de nid...) les animaux seront maintenus en normothermie pendant toutes les procédures chirurgicales. Ces procédures seront réalisées sous anesthèsie isoflurane et une injection locale au niveau de la zone d'inscision de lidocaine. Une analgésie pre et post operatoire par de la buprenorphine et également associée. De plus, le suivi réguliers par IRM de la croissance tumorale, là aussi en normothermie assurée par une couverture chauffante asservie à la temperature réctale, et le suivi lors de ces examens du rythme respiratoire, la production de données sériées permet de limiter le nombre d'individus nécessaire pour tester notre hypothèse de travail. De plus, le suivi de la masse tumorale permet d'arreter le protocole expérimental avant tous signes cliniques de souffrance de l'animal. En effet, notre expérience de ce type de modèle nous permet de fixer comme point limite une taille de tumeur de 100µL, taille qui n'induit pas de modifications comportementales traduisant une souffrance.
Choix des espèces
Les tumeurs 9L sont des tumeurs initialement produites chez le rat fisher et ne se developpent que chez cette souche immunocompétente. Les animaux utilisés seront des animaux adultes de 7-8 semaines au moment de la première chirurgie. A cet age, il est possible de poser le dispositif sur le crane de l'animal en ne touchant qu'une seule plaque pariètale. De plus, le dispositif faisant environ 3mm de hauteur, il est possible de suturer sans crèer de tension importante. Enfin, avec cette taille de rat, la pompe osmotique (environ 1cm de long et 0.4cm diametre) alimentant le dispositif une tubulure souple en polyurethane peut être placée entre les omoplates sans entraver la mobilité de la tête.
DETERMINATION DE L’EFFET THERAPEUTIQUE D’ANTICORPS OU CANDIDATS MEDICAMENTS A L’AIDE DE MODELES DE GREFFES DE CELLULES TUMORALES CHEZ LA SOURIS
- Recherche fondamentale
- Oncologie
29 740 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Elles reçoivent des greffes de cellules tumorales puis des injections répétées d'anticorps ou de candidats médicaments, parfois quotidiennes pendant trente jours, avec prélèvements sanguins et microbiopsies de tumeurs. Le porteur, une société privée, décrit une perte de poids et de locomotion liées aux tumeurs ou à la toxicité des produits, et tue tous les animaux pour prélever tumeurs et organes. Il qualifie le recours à la souris d'"indispensable", aucun modèle in vitro ne reproduisant selon lui l'environnement tumoral humain.
Objectifs
Malgré des progrès dans le traitement de nombreux cancers, les résistances aux traitements, les rechutes ou l’absence de traitements efficaces font que les cancers sont encore un problème majeur de santé publique nécessitant le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. Dans ce contexte, le développement et l’amélioration de la production d’anticorps permettant d’obtenir de manière rapide et efficace des traitements thérapeutiques, laissent entrevoir de réels espoirs. En effet, l’utilisation seule de ces anticorps thérapeutiques ou en combinaison avec des traitements déjà existants, ont déjà été couronnés de succès cliniques ce qui en fait une stratégie intéressante dans la lutte contre le cancer. Ce projet a pour objectif de pouvoir faciliter et accélérer le transfert de la recherche fondamentale ou industrielle vers la clinique en permettant de tester les effets thérapeutiques d’anticorps candidats médicaments in vivo chez la souris.
Bénéfices attendus
Le projet a pour objectif de valider par des études précliniques l’efficacité thérapeutique des anticorps générés au sein de notre société. Il correspond plus précisément à la dernière phase de tests précliniques qui permettra de démontrer (ou non) chez l’animal, l’efficacité des anticorps montrant un potentiel thérapeutique et de valider ou non l’intérêt d’un transfert vers la clinique pour ces anticorps.
Procédures
Durant les experiences les animaux peuvent être soumis: - à des injections de cellules tumorales sur animaux vigiles réalisées 1 à 2 fois en 2 à 5 min par animal (16 690 animaux max). - à des injections d’anticorps/candidats médicaments sur des animaux vigiles ou sous anesthésie gazeuse réalisées 1 à 3 fois par semaine pendant 1 à 8 semaines en 2 à 5min par animal. Ces injections peuvent être quotidiennes dans certains cas (1 à 2 fois/jour) sur une durée pouvant atteindre 30 jours en 2 min max par animal. Nous envisageons d’utiliser ces différentes voies d'injections d’anticorps/candidats médicaments sur 28 420 animaux. - à des prélèvements sanguins sur animaux vigiles et à des fréquences variables (de 1 à 5 fois/semaine pendant 28 jours) d'une durée de 5 min max par animal. Nous envisageons de réaliser ces prélèvements sur 14 870 animaux. -à des microbiopsies de tumeurs sur des animaux anesthésiés réalisées 1 fois en 3 min max par animal. Nous envisageons de réaliser ce type de prélèvement sur 500 animaux max.
Impact sur les animaux
Suite aux procédures que nous réalisons dans ce projet, les animaux peuvent subir - du stress lié à la manipulation des animaux, - une perte de poids et de locomotion suite au développement de tumeur ou à un effet toxique des anticorps ou autres candidats médicaments testés, -une déshydration suite à une anesthésie gazeuse.
Devenir
Tous les animaux sont mis à mort à la fin de chaque procédure pour permettre de prélever dès que cela est possible les tumeurs, et/ou organes immunitaires et/ou les organes potentiellement cibles de métastases et du sang soit pour être analysés immédiatement soit pour être stockés. Ce stockage (en cas de non nécessité d’analyses immédiates) pourra permettre d’obtenir une collection d’échantillons exploitables ultérieurement aux jours de nouvelles données bibliographiques et/ou expérimentales pouvant éviter la réalisation de nouvelles procédures expérimentales.
Remplacement
L’utilisation des animaux (souris) lors de ces dernières phases des études précliniques pour tester l’efficacité de candidats médicaments est indispensable car aucun modèle in silico (modèle mathématique, analyse bio-informatique) ou in vitro (de culture cellulaire) ne permet à l’heure actuelle de recréer un environnement assez proche de celui retrouvé chez l’homme pour le développement tumoral et les réactions immunitaires pouvant y être associées. En effet, le développement tumoral implique des mécanismes de communication cellulaire entre de nombreux facteurs microenvironnementaux (extrinsèques) et propres aux cellules cancéreuses (intrinsèques). Seuls ces derniers peuvent être appréhendés in vitro. Ainsi, seuls des modèles animaux adaptés permettent de reproduire de manière suffisamment satisfaisante la coopération spatiale des cellules, l’importance du stroma et du contexte cytokinien qui sont des éléments cruciaux dans la réponse thérapeutique.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaires par lot par expérience sera calculé en se basant à la fois sur les données de lalittérature, des expériences « pilotes » et un test statistique de puissance. Ne seront injectés aux souris que les anticorps pour lesquels un effet thérapeutique des anticorps aura été observé in vitro. Le suivi de l’effet des anticorps testés sera évalué au cours du temps par des méthodes peu invasives. Toutes les procédures expérimentales effectuées seront recensées numériquement sur le serveur permettant d’avoir une traçabilité et un suivi des expériences menées, incluant les souris utilisées, les anticorps testés, les résultats obtenus et leurs interprétations ainsi que toute observation ou information pouvant être utile par la suite.
Raffinement
Les conditions d’hébergement ont été optimisées pour réduire le stress des animaux : présence d’enrichissement dans les cages, maintien des animaux en groupes de 4 à 5 afin d’éviter l’isolement et une période d’acclimatation de 7 jours est respectée systématiquement avant les manipulations. Afin d'atténuer la douleur chez l'animal, nous avons recours aux analgésiques en cas de prélèvement sanguin et de microbiopsies tumorales ainsi qu'à l'anesthésie gazeuse pour certaines injections. Durant toute la durée d'une expérience, l’ensemble des animaux est observé quotidiennement pour s’assurer : des conditions adéquates de stabulation (paramètres environnementaux, litière, alimentation, boisson) et de l’état de santé des animaux (comportement, aspect physique), pesé 2 fois par semaine en temps normal et quotidiennement en cas d’apparition des premiers signes de détresse chez l’une des souris de l'expérience.
Choix des espèces
Le projet nécessite l’utilisation d’une espèce animale de la classe des mammifères proche de l’Homme pour sa physiologie. Sur cette base, et en adéquation avec nos objectifs le modèle souris apparaît le plus pertinent. L’utilisation de souches murines immunodéficientes permettra d’avoir un environnement permissif au développement tumoral et d’effectuer des xénogreffes utilisant un éventail de modèles cellulaires tumoraux potentiellement large pour tester l’effet cytotoxique des anticorps candidats médicaments. Les souris immunocompétentes offriront quant à elles un panel de modèles tumoraux moins larges, mais nous permettront de tester à l’aide de greffes syngéniques l’effet immunomodulateur des anticorps potentiellement thérapeutiques. Enfin, la maîtrise zootechnique (élevage/confinement), les connaissances actuelles et la diffusion d’information dans le domaine scientifique font que le modèle murin est le plus adapté à la réalisation des objectifs de ce projet. Afin d’avoir des résultats homogènes et limiter les biais dans l’expérimentation dus à des animaux à des stades de développement différents, les animaux utilisés seront des souris adultes âgées de 6 à 10 semaines. De plus, dans le cadre de l’utilisation des animaux immuno-compétents, les expériences nécessitent un système immunitaire adulte et non en cours de développement, d’où la nécessité d’utiliser également des animaux adultes.
Role des récepteurs CB1 dans la physiologie et pathologie des ganglions de la base
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
150 souris génétiquement modifiées vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles subissent une injection cérébrale de vecteurs viraux sous anesthésie, reçoivent du tétrahydrocannabinol, passent des tests de comportement moteur et sont isolées une semaine, avant d'être tuées pour vérification histologique. Le porteur étudie le rôle du récepteur CB1, cible des molécules du cannabis, dans le contrôle moteur et les maladies neurodégénératives. Il affirme que les simulations numériques ne sont pas fiables et que le recours à l'animal "demeure nécessaire".
Objectifs
Le « système moteur » est principalement composé par le groupe de noyaux appelé « les ganglions de la base ». Ce système fortement conservé chez les mammifères, y compris l’homme, est un système complexe des connexions entre différents noyaux fortement régulé par plusieurs mécanismes agissant en différentes étapes, et toujours ces mécanismes sont à clarifier complètement. Le système des ganglions de la base est aussi la principale cible des maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson et la maladie de Huntington. Pour nous, un possible candidat qui pourrait être important dans le control des ganglions de la base est le système endocannabinoide. Dans le cerveau, l’action du principal composé psychoactif du cannabis passe par un ensemble de molécules, appelées collectivement « système endocannabinoïde ». Ce système contrôle de très nombreuses fonctions du corps humain. Il est notamment impliqué dans le contrôle moteur et la coordination. Avec ce projet (que est un complement de un projet deja en cours) nous voulons comprendre le mécanisme physiologique par lequel les cannabinoïdes agissent sur les fonctions motrices, et leurs implications possibles dans les maladies neurodégénératives affectant ces fonctions.
Bénéfices attendus
Le récepteur CB1 est la cible endogène des molécules psycho-actives du cannabis. Au niveau endogène, ce récepteur est activé par des molécules lipidiques (endocannabinoïdes) qui jouent un rôle crucial dans les mécanismes de protection et régénération neuronales. De plus, l’administration de drogues dérivées du cannabis a été suggérée comme un outil thérapeutique pour plusieurs maladies du système nerveux centrale et des ganglions de la base. Ce projet nous aidera à mieux comprendre le mécanisme physiologique par lequel les cannabinoïdes régulent l'activité de ce circuit neuronal en visant donc au development d’outils thérapeutiques pour les troubles moteurs associé aux maladies neurodegeneratives.
Procédures
Nous allons utiliser des souris génétiquement modifiées. Sur certaines souris, nous allons injecté des vecteur viraux pour reduire la signalisation du recepteur CB1 dans des regions specifiques du cerveau. Cette procédure chirurgicale se fera sous anesthésie générale, avec un traitement analgesique pour prévenir la douleur (durée total de 30 minutes). L'intervention aura une durée de 30 minutes. Dans la période postopératoire (intevention de 3 jours), une injection sous-cutanée de Buprénorphine sera administrée 6 heures apres la premiere injection et répétée une fois par jour pedant 3 jours. Trois semaines apres chirurgie, les souris seront en isolement une semaine avant injection et seront injecteé avec differentes drogues: Tetrahydrocannabinol et leur vehicule (Durée total de 45 minutes). Apres traitments, les souris seront soumis a des tests de comportement moteur (Durée de 5minutes ). Apres le comportement, les souris seront mis a mort selone les modalité decrites.
Impact sur les animaux
Il n’y a pas de risque majeur lié à l’acte chirurgical et la douleur associée est traitée par une anesthésie approprié et des analgésiques. Il n’y a pas de signe perceptible des douleur après l'opération, durant la récuperation et lieés au procedures de injection et comportement. Néanmoins, il y a des points limites bien décrit dans les procédures. Le taux d’apparition des signes d’infection de la plaie suite à la chirurgie est très faible.
Devenir
Les souris issue de la procedure de chirurgie seront en suite traité avec des drogues suivi par des tests comportamentales. En suite les animaux seront mis a mort pour fin experimentation et verification hystologique des injectiones virales.
Remplacement
A ce jour, l'étendue des connaissances concernant l'organisation des circuits neuronaux conservés chez les mammifères y compris l’homme et surtout leur plasticité ne permet pas la conception et la mise en place de simulations numériques fiables qui pourraient permettre d'étudier les changements qui se mettent en place. De plus, l’usage des invertébrés qui ont un système nerveux complètement différent serait inapproprié. Dans ce contexte il demeure nécessaire d'avoir recours à l'expérimentation animale.
Réduction
Les animaux utilisés dans chacun des groupes expérimentaux n'excèderont pas 15 animaux, c'est à dire le nombre minimal d'échantillons permettant l'application de tests statistiques classiques dans le domaine et aussi décrit dans la literature scientifique sur le sujet. Au regard du faible nombre d'individu par groupes expérimentaux, les analyses statistiques basées sur des tests non paramétriques seront privilégiées par rapport aux tests paramétriques. De cette facon, les nombres prévus permettent de garantir une bonne interprétation des résultats. Néanmoins, si l’expérience nous montre que les échantillons peuvent être réduits, ils le seront en conséquence.
Raffinement
Un protocole de surveillance et un suivi quotidien et rigoureux seront mis en place par l’experimentateur et le personnel zootechnicien. En cas de blessure légère, un protocole de soins et désinfection sera mis en place (antiseptique topique et antiinflammatoire systémique) jusqu’à la guérison. En cas d’atteinte du point limite terminal, l’animal sera mis à mort. Pour les traitments pharmacologiques, les injections IP sont bien maitrisées dans le laboratoire et ils n’induisent pas de mal-être chez l’animal. En plus les produits utilisés (et leur doses) sont bien tolérés chez les animaux. Les souris seront néanmoins bien observées suite aux injections, par un personnel qualifié ainsi que par l’expérimentateur, et ce, afin que des mesures d’analgésie et de bien-être soient prises immédiatement si nécessaire. Pour certaines experiences de comportement moteur, les souris seront isolées pedant 7 jours avant injection. Toutes les mesures pour reduire l'impact de ce type d'hébergement seront mise en place (congénères à proximité et enrichissement approprié). Les animaux seront hébergés dans des cages collectives avant et après manipulation, sauf pour certaines experience de comportement moteur que prevoi une semaine d'isolement. Les souris seront hébergés avec un milieu enrichi (matériel de nidification en coton et 2 tunnels par cage), dans des conditions optimales de température, humidité et lumière pour les souris. Les souris seront observées quotidiennement par un personnel qualifié ainsi que par des expérimentateurs, formés selon la règlementation en vigueur et ce, afin que des mesures d’analgésie et de bien-être soient prises immédiatement si nécessaire. La mise en place des points limites repose sur une évaluation de l'état général et comportemental des animaux comme expliqué dans la procédure. Toutes les procédures chirurgicales, pré- et post-opératoire, prévoit aussi l’utilisation d’analgésique pour la prise en charge de la douleur. Elles seront effectuées par des experimentateurs formés à la chirurgie chez les rongeurs, selon la règlementation en vigueur.
Choix des espèces
A ce jour, l'étendue des connaissances concernant l'organisation des circuits neuronaux conservés chez les mammifères y compris l’homme et surtout leur plasticité ne permet pas la conception et la mise en place de simulations numériques fiables qui pourraient permettre d'étudier les changements qui se mettent en place. De plus, l’usage des invertébrés qui ont un système nerveux complètement différent serait inapproprié. Dans ce contexte il demeure nécessaire d'avoir recours à l'expérimentation animale. La souris représente le modèle idéal pour ces trois raisons : 1) Possibilité d’étudier des mutants pour une protéine donnée (ici le récepteur CB1), 2) Pour une reproductibilité et comparaison avec les résultats obtenus dans le laboratoire auparavant et la communauté scientifique plus large. 3) Les infrastructures sont équipées pour être destinées à l’étude des rongeurs. L'age des animaux sera de 8-12 semaines car les protocoles que nous avons établis seront développés à l'âge adulte des souris en évitant les problèmes de développement et la variabilité associée. Cela nous permettra également de comparer avec d'autres études sur le terrain.
Formation règlementaire Chirurgie expérimentale, travaux pratiques « Chirurgies légères et usuelles chez la souris »
- Formation professionnelle
195 souris vont être utilisées et tuées, dans le cadre d'une formation réglementaire à la chirurgie, sous anesthésie sans réveil pour la plupart. Chaque stagiaire réalise lui-même une vasectomie sous la direction d'un encadrant, non pour produire des connaissances mais pour s'exercer aux gestes chirurgicaux. Le porteur indique que les animaux, une fois sortis de leur zone d'élevage, ne peuvent y retourner pour raisons sanitaires et sont donc euthanasiés. Il présente la mise en situation réelle comme "nécessaire" malgré la pratique préalable de sutures sur des cuisses de poulet et le recours à la vidéo.
Objectifs
Les personnes amenées à pratiquer la chirurgie expérimentale animale pour leurs projets scientifiques doivent suivre une formation règlementaire obligatoire agréée par le ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche. Dans le cadre de cette formation, nous effectuons une séance de travaux pratiques « Chirurgies légères et usuelles chez la souris ». Les travaux pratiques de "Chirurgie " permettent aux participants d'acquérir les notions de bases et d'appréhender la mise en place, la réalisation et le suivi post-opératoire nécessaires pour effectuer une chirurgie simple. Au cours de cette séance, les participants pourront réaliser eux-même une intervention légère sous contrôle des encadrants. Il est nécessaire d’observer le comportement des stagiaires en situation réelle de manière à détecter le cas échéant les difficultés et apporter des solutions. Le but de ces travaux pratiques sont de donner les bonnes pratiques de réalisation des interventions chirurgicales, de susciter la discussion avec le groupe et d'appréhender les difficultés inhérentes aux interventions sous microscopie. Nous prévoyons une à trois sessions de formation par an (en fonction de la demande), avec pour chaque session 12 participants, ayant déjà une formation à l'expérimentation animale (obligatoire) et 3 encadrants.
Bénéfices attendus
Il est nécessaire d’observer le comportement des stagiaires en situation réelle de manière à détecter le cas échéant les difficultés et apporter des solutions. En conséquence les stagiaires suivront une démonstration de vasectomie (technique de stérilisation des mâles) réalisée par un intervenant et dans un second temps chaque stagiaire réalisera lui-même une vasectomie sous la direction et avec l’aide des intervenants. A l’issue de la formation (25,75 heures au total) les participants seront aptes à réaliser en autonomie des techniques de chirurgie dans le respect du bien-être animal et des règles d'aseptie.
Procédures
Tous les 195 animaux seront soumis à une intervention chirurgicale légère unique. Il s’agit d’une stérilisation par vasectomie réalisée sous anesthésie générale. L’opération dure entre 10 et 15 minutes.
Impact sur les animaux
Avant anesthésie, pour limiter le stress, les animaux restent dans leur cage d’hébergement dans une pièce calme. Les intervenants s’assureront de la bonne réalisation de l’anesthésie (contention, volume et site d’injection) par les participants qui sont tous déjà expérimentés (formation règlementaire obligatoire niveau « Concepteur » ou "Applicateur" validée). Le seuil de douleur ne dépassera donc pas celui de l’entrée d’une aiguille par voie intra-péritonéale.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés à l’issue de la séance de travaux pratiques. Les animaux une fois sortis de leur zone d’élevage ne peuvent pas y retourner pour des questions de maintien du statut sanitaire des animaleries.
Remplacement
- Lors d’une séance précédente de travaux pratiques, les participants auront déjà appris à réaliser des sutures sur des cuisses de poulet (acheté en boucherie). - Les méthodes alternatives telles que la vidéo sont utilisées pour aborder d’autres approches chirurgicales: réimplantation d’embryon, implantation de pompes osmotiques, administration dans le rein … - Une mise en situation réelle permet aux participants de se rendre compte des difficultés (suivi pré, per et post-opératoire, possibilité de saignement, manipulation délicate des organes) et d’acquérir les bons réflexes.
Réduction
Pour réduire le nombre d’animaux utilisés, il n’y a qu’une seule démontrastion réalisée par un intervenant par session de 12 stagiaires. Cette démonstration est retransmise sur écran afin que tous les participants puissent suivre et poser directement leurs questions lors de l’intervention.
Raffinement
Afin d’assurer un encadrement personalisé, trois intervenants sont présents pour 12 participants. La démonstration réalisée par un intervenant permet de voir en détail le protocole chirurgical et de préciser les points de vigilance. Les animaux recevront un mélange d’anesthésiant et d’analgésiant par voie générale ainsi qu'un anesthésique local dans la zone d'incision. Dès qu’ils présentent des signes d’endormissement, on leur applique un onguent ophtalmique pour éviter le déssèchement de la cornée et les animaux sont placés sur tapis chauffant dès leur endormissement. Afin d’aborder les notions de suivi post-opératoire, l’animal opéré par l’intervenant est observé jusqu’à son réveil. Les animaux opérés par les participants seront euthanasiés avant le réveil.
Choix des espèces
La formation « Chirurgie expérimentale » que nous proposons est axée modèles rongeurs. Pour faciliter l’ntervention (taille suffisante, absence de tissu adipeux), les souris mâles doivent peser entre 20 grammes et 25 grammes. Nous commanderons donc des animaux âgés de 5 semaines. Ils seront hébergés une semaine avant utilisation afin de récupérer du stress du transport.
Evaluation d’une nouveau critère de formulation d’aliments plus efficients pour porcs en croissance
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
48 porcs vont être utilisés puis engraissés et abattus de façon classique, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont anesthésiés à trois reprises pour un scanner de la composition corporelle et élevés en loge individuelle pendant la croissance. Le projet évalue un critère de formulation d'aliments visant à réduire le coût et l'impact environnemental de l'élevage porcin. Le porteur affirme que cette évaluation "nécessite" d'être réalisée sur l'espèce porcine et inscrit ses objectifs dans le "bien-être des animaux non-humains" et les attentes sociétales.
Objectifs
L'objectif du projet est de comparer la réponse des porcs en croissance alimentés avec des aliments se différenciant par le choix des matières premières (céréales, tourteaux) et la modulation apportée par des traitements technologiques sur leurs caractéristiques nutritionnelles et d'évaluer l'applicabilité d’un nouveau critère de formulation intégrant ces modifications nutritionnelles. Les aliments pour porcs sont préparés en mélangeant des matières premières qui apportent les nutriments nécessaires à la couverture des besoins des animaux en énergie (part la plus onéreuse de l'aliment), en acides aminés (suffisamment pour la production de viande mais sans excès pour des raison économiques et environnementales) et en minéraux (suffisamment pour la solidité osseuse mais sans excès pour des raison économiques et environnementales). Des connaissances scientifiques récentes ont été produites sur leur utilisation digestive et métabolique selon les process appliqués lors de la production des matières premières ou de l’aliment. Elles permettent de proposer un critère de formulation synthétique intégrant ces effets, qu’il est nécessaire d’évaluer en conditions pratiques. Cela contribuera aux efforts déployés par la filière pour améliorer l'efficacité d'utilisation des ressources par les porcs à la fois pour réduire la part de l’alimentation dans le coût de production et pour répondre aux attentes sociétales pour un moindre impact environnemental et un meilleur bien-être des animaux.
Bénéfices attendus
Une bonne connaissance des valeurs nutritionnelles des aliments pour animaux est essentielle pour optimiser l’efficacité alimentaire et ainsi réduire les coûts de production associés à l’alimentation, économiser les ressources, réduire l'impact sur l'environnement par une réduction des apports de nutriments en excès. La formulation des aliments repose encore le plus souvent sur des valeurs nutritionnelles déterminées à partir de matières premières présentées sous forme de farine. Or des traitements technologiques peuvent être appliqués aux aliments (par exemple lors de la granulation) ou sur directement sur les matières premières (par exemple lors de l'extrusion ou l'expansion) qui sont susceptibles de modifier leur utilisation par les animaux. Une fois les modifications induites caractérisées (étape en amont de ce projet), les connaissances scientifiques acquises seront intégrées dans un critère synthétique permettant d'intégrer lors de la formulation les effets des traitements technologiques appliqués lors de la fabrication de l'aliment ou la préparation des matières premières sur la valeur nutritionnelle de la formule. Les résultats du projet contribueront à la transposition de ce critère de façon opérationnelle dans les services de formulation des usines d'aliment ou directement chez les éleveurs qui fabriquent leur aliment à la ferme.
Procédures
Aucun prélèvement n'est réalisé sur les animaux. Les porcs sont anesthésiés par un protocole classique d'anesthésie vétérinaire : injection (aiguille 40 x 1.2 mm) intramusculaire de xylazine (Rompun® à 10 ml/100 kg) et de kétamine (Imalgène® à 20 ml/100 kg pour les porcs de poids supérieur à 35 kg et 25 ml/100 kg pour ceux de poids inférieur à 35kg). L'acquisition d'images scanner prend environ 10 mn. L'anesthésie doit donc durer suffisamment longtemps pour permettre un transport de l'animal endormi jusqu'au scanner, la prise de mesure et le transport retour à la case de réveil, soit une vingtaine de minutes.
Impact sur les animaux
Les phases les plus critiques pour les animaux correspondent à l'élevage en loge individuelle pendant la phase de croissance et à l'anesthésie et la contention mises en oeuvre pendant les trois mesures de la composition corporelle individuelle. L’élevage en loges individuelles permet d’attribuer à chaque animal une aire de vie qui comprend une zone d’alimentation, d’abreuvement, de repos et de déjection. Elle ne leur permet pas de se mélanger avec leurs congénères mais leur permet de se voir au travers des cloisons ajourées, de se sentir, de s'entendre, et aux porcs de deux cases voisines de se toucher. Les procédures d’anesthésie et le suivi constant des animaux au réveil permettent de limiter au maximum le stress autour de la mesure de la composition corporelle par tomographie. L'anesthésie permet d'obtenir des animaux endormis et détendus pour des images de bonne qualité. La contention des animaux endormis pendant le déplacement aller-retour entre la loge et le scanner ainsi que pendant la prise d’image est réalisée avec un matelas à dépression identique à celui utilisé par les pompiers pour le transport de personnes. Les porcs sont ajeûnés avant l’anesthésie afin d'éviter les remontées gastriques dans l'œsophage et la trachée et éviter d'obstruer les voies respiratoires jusqu’au réveil, et sont surveillés après l’anesthésie jusqu’à reprise de la consommation normale d’aliment et d’eau.
Devenir
Les animaux sont tous gardés en vie à la fin des procédures. Ils seront engraissés en groupe pendant 1 mois après la période expérimentale et leur abattage interviendra de façon classique pour ces animaux de rente, à la fin de la période d'engraissement.
Remplacement
L'évaluation de l'applicabilité d'un nouveau critère de formulation pour améliorer l'efficience alimentaire des porcs selon la technologie appliquée lors de la préparation des matières premières et la fabrication des aliments pour porcins nécessite d’être réalisée sur l’espèce porcine et sur animaux.
Réduction
Le nombre d'animaux mis en essai (12 par lot) est limité au strict nécessaire pour être en mesure de mettre en relation précisément l'ingestion de nutriments et les dépôts tissulaires associés pendant l'engraissement. Cet effectif permet d'avoir une puissance statistique suffisante pour mettre en évidence un écart de 2 points de pourcentage de teneur en gras et en muscle dans l'animal. L'élevage en loge individuelle permet de limiter le nombre d'animaux à anesthésier pour le même nombre d'unités expérimentales (12/lot) et une mise en relation plus précise entre les nutriments ingérés et les tissus déposés que si ces mesures étaient réalisées sur des porcs élevés en case (donc plus d'animaux) sans possibilité de quantifier leur ingestion alimentaire individuelle (moins de précision). Les données seront soumises à une analyse statistique qui intègre le lot et la répétition en effets principaux, et le porc en unité expérimentale.
Raffinement
Contrairement aux mesures faites après l'abattage, la tomographie est une technique non invasive qui permet de caractériser la composition corporelle en réduisant le nombre d'animaux, chacun étant suivi à 3 stades de croissance. Les aliments sont formulés pour couvrir les besoins nutritionnels des porcs. Ils sont distribués à volonté et les porcs disposent d'une distribution d'eau également à volonté. La température ambiante est régulée par un système de ventilation qui permet de maintenir les animaux dans leur zone de confort thermique.
Choix des espèces
L'évaluation de l'applicabilité d'un nouveau critère de formulation pour améliorer l'efficience alimentaire des porcs selon la technologie appliquées lors de la préparation des matières premières et la fabrication des aliments pour porcins nécessite d’être réalisée sur l’espèce porcine. Les porcs seront suivis depuis leur entrée en engraissement vers 68-70 jours d'âge jusqu'à environ 150 jours d'âge (vers 115 kg de poids vif). La comparaison de la croissance des animaux se fera pendant cette période.