Procédures modérées
Le poisson zèbre un organisme modèle en enseignement
- Enseignement supérieur
230 poissons zèbres vont être utilisés, dans des procédures classées en souffrance modérée, pour un enseignement de biologie du développement. Le porteur indique que les adultes ne subissent aucun traitement et servent uniquement à la reproduction, seuls leurs embryons de moins de cinq jours étant observés, puis qu'ils sont réutilisés à des fins pédagogiques. Il décrit un génotypage présenté comme non invasif, par simple repérage d'un marqueur fluorescent. Il justifie le maintien de lignées vivantes par l'intérêt de montrer aux étudiants un vertébré à embryons transparents.
Objectifs
Ce projet consiste à présenter un organisme modèle vertébré, le poisson zèbre, pour renforcer et illustrer les cours et travaux dirigés de la Biologie / Génétique du Développement. Les concepts de base de la Biologie du Développement animal visent à faire comprendre la mise en place des structures précoces, les phénomènes d'induction tissulaire, la morphogenèse et l’organogenèse dans un organisme vertébré. Nous présenterons des embryons sauvages et mutants, fixés et vivants, à des stades de développement précoces. Nous utiliserons des lignées mutantes, inductibles par la chaleur, des traitements chimiques et l'injection transitoire d'ARN guide (CRISPR/CAS9) pour induire des phénotypes précoces facilement observables à 3 jours de développement pour les étudiant.es.
Bénéfices attendus
Le projet nous permettra de présenter un organisme modèle vertébré aux étudiant.es de Biologie du Développement et de les faire observer en parallèle des embryons vivants et fixés pour avoir une vision dynamique et réaliste de nos enseignements.
Procédures
Les animaux générés par ce projet seront utilisés à des fins reproductives, seuls leurs embryons dans les phases de développement autonomes (avant 5 jours de développement) seront utilisés pour expérimentation et observation à 1 jour, 2 jours, 3 jours, 4 jours et 5 jours. Ils sont ensuite fixés à 3, 4 et 5 jours pour analyse moléculaire et phénotypique.
Impact sur les animaux
Dans ce projet pédagogique nos adultes ne sont soumis à aucun traitement et servent uniquement à la reproduction pour générer des embryons pour nos observations phénotypiques.
Devenir
A l'issue de la procèdure les animaux seront réutilisés à des fins reproductives pédagogiques.
Remplacement
Notre projet utilise des embryons et des larves plutôt que des poissons adultes.
Réduction
Les travaux pratiques concernent uniquement des processus embryonnaires ou larvaires avant 5 jours de développement. Par conséquent, les poissons adultes gardés au laboratoire sont consacrés uniquement à la reproduction et ne sont soumis à aucune expérimentation. Le nombre d'individus hébergés correspond au nombre minimal nécessaire au maintien des lignées et à la production d'œufs nécessaires à nos observations. Nous prenons soin de faire évoluer nos protocoles expérimentaux afin de réduire le nombre d’individus hébergés dans l’animalerie.
Raffinement
Tout est fait dans ce projet pour que nos adultes soient dans les meilleures conditions pour pouvoir se reproduire afin que d’obtenir nos embryons. De plus, le génotypage dans ce projet est dit non invasif (sélection des lignées grâce à la présence d'un rapporteur fluorescent) ce qui n'induit pas de douleur chez l'animal.
Choix des espèces
Nos enseignements visent à transmettre les connaissances sur le développement des organismes modèles vertébrés. Ils portent sur la mise en place des axes et territoires embryonnaires. Une approche éducative incluant un animal vertébré permet une meilleure appréhension des phénomènes contrôlant ces processus. Le poisson zèbre est un modèle qui présente de nombreux avantages dont la possibilité d'observer les événements embryonnaires précoces « in vivo » grâce à la transparence de ses embryons. Ce modèle, permet aisément et de façon non- invasive, le recourt à l'utilisation d'approches chimiques, de lignées transgéniques inductible par la chaleur et de mutagénèse dirigée transitoire pour obtenir des phénotypes facilement observables et quantifiables précocement afin de comprendre les processus moléculaires et génétiques étudiés. De plus, contrairement, aux autres modèles génétiques vertébrés, les poissons ont un développement embryonnaire externe permettant d'avoir accès à ces embryons facilement pour observer le développement précoce. L'ensemble de nos processus développementaux d'intérêt et donc de nos expérimentations se déroulement entre le stade 1 cellule (oeuf) et 5 jours après la fécondation, stade auquel les larves de poissons zèbre ne sont pas encore autonomes. Les adultes sont utilisés uniquement à des fins reproductives et d'observation.
Etude du rôle thérapeutique de la modulation de MT5-MMP dans un modèle murin de la maladie d’Alzheimer
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
384 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Nouveau-nées, elles reçoivent une injection d'un virus dans le cerveau, puis sont évaluées à quatre mois par des tests comportementaux, l'open field et le labyrinthe en Y, avant perfusion intracardiaque et prélèvement du cerveau. Le porteur affirme n'attendre aucun effet indésirable des traitements et décrit les manipulations comportementales comme indolores. Il juge encore "indispensable" le recours à l'animal, les modèles cellulaires iPS ou CRISPR n'offrant selon lui que des informations partielles.
Objectifs
Ce projet répond à des interrogations scientifiques qui sont essentielles au développement de nouvelles stratégies anti-Alzheimer innovantes ciblant MT5-MMP. Les objectifs du projet sont les suivants :
Bénéfices attendus
Nous espérons que ce projet nous apportera: A court/moyen terme : Une meilleure compréhension des mécanismes fondamentaux impliquant MT5-MMP dans : 1) le métabolisme de l’APP et plus précisément celui de ses fragments neurotoxiques, C99 et Abêta ; 2) le métabolisme de Tau ; et 3) les processus inflammatoires dans le cadre de la MA. A moyen/long terme : Le développement de stratégies thérapeutiques originales et innovantes basées sur la régulation des activités de MT5-MMP qui pourraient apporter des solutions chez l’homme.
Procédures
Le projet est organisé sur une seule procédure car les animaux de départ (nouveau-nés au stade P1) seront utilisés jusqu'à la fin de l'expérimentation (5 mois). La procédure est organisée en 4 étapes : 1) injection intracérébroventriculaire d'AAV9 dans des souris nouveau-nées. Nous injecterons par voie intracérébroventriculaire (ICV) des souris nouveaux-nées 5xFAD et leurs contrôles sauvages à P1 avec des AAV9 qui codent pour différents variants de la protéase MT5-MMP. Cette étape d'injection est d'une durée de 30 sec. 2) Génotypage des nouveaux-nés. Une biopsie de la queue (< 1 mm) est réalisée et les petits sont remis avec leur mère. Le génotypage permettra l'identification WT (sauvages) ou 5xFAD (Alzheimer). Cette étape est réalisée dans la durée de l'anesthésie. 3) Analyse comportementale. Quatre mois après l’injection, les capacités cognitives des souris seront évaluées dans des tests comportementaux, notamment l’open field et le labyrinthe en Y. La durée des manipulations dans l'open field est de 2x5min pendant 5 jours, et la durée des manipulations dans le labyrinthe est de 8min pendant 5 jours. 4) Perfusion intracadiaque et prélèvements. La durée de cette étape est d'environ 15min. Suite aux tests comportementaux, les animaux seront euthanasiés, leurs cerveaux récupérés pour des analyses histopathologiques ou microdisséqués pour des analyses biochimiques. Ces analyses porteront sur différents marqueurs de la pathologie, notamment en relation avec le métabolisme de l’APP et de ses fragments les plus toxiques (e.g., C99, peptide Abêta), l’accumulation de la protéine tau, ainsi que sur des marqueurs cellulaires et moléculaires de la neuroinflammation.
Impact sur les animaux
Il n’y pas d’effets indésirables attendus sur les animaux liés à l’utilisation des traitements proposés. Les interventions telles que l'injection ICV chez le jeune et la biopsie de la queue sont réalisés sous anesthésie. En ce qui concerne le comportement, il s'agit de manipulations répétées qui sont indolores et non invasives.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure par surdosage anesthésique en injection IP d’un mélange Kétamine (150 mg/kg) et Xylazine (15 mg/kg) suivi d'une perfusion intracardiaque. La mort survient par les effets du surdosage anesthésique.
Remplacement
Bien que des progrès considérables aient été faits dans la modélisation des pathologies à l’aide de systèmes cellulaires et moléculaires innovants (cellules iPS et système CRISPR/Cas9), ces modèles n’offrent que des informations "physiopathologiques" très partielles. Il est encore à ce jour indispensable d’utiliser des animaux pour mieux appréhender la complexité des interactions cellulaires et moléculaires et développer de nouvelles thérapies adéquates pour traiter des maladies neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer. En ce sens, pour compléter nos observations in vivo (compréhension des effets bénéfiques de l’absence de MT5-MMP), nous avons développé des approches expérimentales in vitro comme des cultures primaires ou des cultures HEK ou iPS, avec des sous-expression/sur-expression de MT5-MMP, en parallèle du développement de modulateurs d’activité de MT5-MMP. Nos résultats obtenus doivent à présent être confortés in vivo. L’efficacité de futurs traitements originaux anti-MT5-MMP dans la MA doit se traduire par une amélioration biologique/histologique et comportementale dans des modèles murins, notamment le modèle 5xFAD. Ces souris 5xFAD représentent un modèle de choix pour l’étude de la maladie car elles développent rapidement une MA expérimentale (dès 2 mois), laquelle est très similaire à celle observée chez l’homme, comparée à la MA développée par d’autres modèles des souris (9-12 mois).
Réduction
Le nombre de lots expérimentaux et d'animaux au total est décrit en détail au paragraphe 4.2. - WT (mâles+ femelles)n= 6 groupes x32 souris = 192 - 5xFAD (mâles+ femelles)n= 6 groupes x32 souris = 192 Soit 384 animaux Ce nombre d'animaux a été réduit au minimum pour pouvoir être validé d’un point de vue statistique notamment pour les études comportementales, d'autant que nous travaillons sur des souris issues de plusieurs reproductions et prend également en compte un certain nombre d’échec dès l’étape d’injection des AAV à P1.
Raffinement
Les animaux seront observés quotidiennement et une attention particulière sera accordée aux procédures de raffinement. Les souris disposeront de nids végétaux à base de fibres courtes de coton, utilisés comme enrichissement de l'environnement et matériau de nidification afin de réduire l'ennui et de diminuer le stress en stimulant l'activité tout en procurant un sentiment de sécurité chez l'animal.
Choix des espèces
Les souris constituent des modèles de choix pour notre travail car elles sont couramment utilisées comme modèles de la MA, ainsi que, comme modèle pré-clinique pour tester les effets in vivo de molécules thérapeutiques potentielles. Pour étudier l’impact de MT5-MMP sur les marques de la pathologie nous utiliserons des souris sauvages et des souris génétiquement modifiées (5xFAD) exprimant les gènes humains codant pour l’APP et la PSEN1 (préséniline 1) portant, respectivement, 3 et 2 mutations familiales de la MA, d’où leur nom 5xFAD. Toutes les souches possèdent le même fond génétique C57/BL6 et seront générées à l'animalerie. Les animaux seront utilisés à deux stades : 1) Stade post-natal P1, dans lequel les injections d’AAVs seront faites, permettant ainsi l’expression des variants de MT5-MMP dès les premiers jours de vie post-natale. 2) Stade adulte à l’âge de 4 et 5 mois. Cet âge représente une phase précoce de la maladie dans laquelle on peut déjà observer des marques évidentes de la pathologie, aussi bien au niveau comportemental que biochimique et histopathologique.
Mesure de l’activité cérébrale par électrocorticographie chez le rat (Avenant)
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
289 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent une chirurgie d'implantation d'électrodes cérébrales, puis des inhalations répétées de solvants organiques comme le toluène en chambre, avec des tests comportementaux et un test du nystagmus post-rotatoire. Le porteur indique que de fortes concentrations peuvent provoquer troubles de l'équilibre et tremblements, censés disparaître dans l'heure suivant l'exposition. Il rattache le projet à la fixation de valeurs limites d'exposition des salariés et écarte le remplacement, l'électrocorticographie n'étant pas réalisable in vitro.
Objectifs
Ce projet a pour objectif la mise en place d'une méthode de suivi en temps réel de l’action des solvants organiques sur le cerveau par une mesure de l’activité cérébrale. Cette méthode d’enregistrement sans fil permettra de mesurer ces effets chez des animaux vigiles et libres de leurs mouvements lors de l’inhalation des solvants dans des chambres à atmosphère contrôlée. En outre, divers tests comportementaux seront réalisés en fin d’exposition afin de mettre en relation les modifications de l’activité du cerveau avec d’éventuelles déficiences motrices et/ou sensorielles. Ceci permettra d’avoir une vue d’ensemble sur les effets neurotoxiques aigus d’une exposition aux solvants organiques volatils.
Bénéfices attendus
L’e xposition des salariés à des solvants peut conduire à une dépression du système nerveux central et mener à une altération de leurs performances psychomotrices. L’exposition aux solvants peut donc être responsable de d’accidents du travail. Ainsi, afin de protéger la santé des salariés et limiter l’exposition de ces derniers à de fortes doses de solvant, des valeurs limites d’exposition ont été mise en place. Néanmoins, les relations doses/réponses des solvants sur l’activité cérébrale sont mal connues. Ce projet vise à proposer une méthode de mesure objective de l’effet des solvants sur le système nerveux central et d’améliorer les connaisances sur les risques liés aux expositions aiguës aux solvants organiques.
Procédures
Procédure 1 : Etude pilote (N=16) : N=12 : Chirurgie (1h) ; Inhalation « contrôle » + électrocorticographie (4 x 8h) ; inhalation « toluène » + électrocorticographie (4 x 8h) ; mise à mort et prélèvement de tissus N=4 : Mise à mort et prélèvement de tissus Procédure 2 : Mesure de l'activité cérébrale par électrocorticographie et analyse du comportement suite à l’exposition aux solvants (N=56) N=14 par dose de solvant : Chirurgie (1h) ; [Inhalation « contrôle » + électrocorticographie (4 x 8h) ; Comportement (30min) ; Inhalation « solvant » (4 x 6h) ; Comportement (30min)]* ; mise à mort et prélèvement de tissus * La séquence entre crochets est répétée trois fois sur les mêmes animaux lors de la phase expérimentale 2 (dose incrémentales) Procédure 3 : Mesure du nystagmus post-rotatoire suite à l’exposition aux solvants (N=48) : N=12 par dose de solvant : Chirurgie (45min) ; [Inhalation « contrôle » (4 x 8h) ; Test du nystagmus post-rotatoire (10min) ; Inhalation « solvant » (4 x 6h) ; Test du nystagmus post-rotatoire (10min)]* ; mise à mort et prélèvement de tissus * La séquence entre crochets est répétée trois fois sur les mêmes animaux lors de la phase expérimentale 2 (dose incrémentales) Procédure 4 : Analyse du comportement suite à l’exposition aux solvants (N=48) : N=12 par dose de solvant : [Inhalation « contrôle » (4 x 8h); Comportement (30min); Inhalation « solvant » (4 x 6h) ; Comportement (30min)]* ; mise à mort et prélèvement de tissus * La séquence entre crochets est répétée trois fois sur les mêmes animaux lors de la phase expérimentale 2 (dose incrémentales) Procédure 5 : Prélèvement sanguin et de tissus neuronaux suite à l’exposition aux solvants (N=96) N=8 par temps de prélèvement (temps 1 : à la fin du 4ème jour des périodes « solvant » ; temps 2 : à la fin de la semaine post-exposition). Les animaux seront mis à mort par prélèvement final du sang et du cerveau (5 minutes maximum, sous anésthésie profonde). Dans le cas où les quantités de solvant dans le sang ou le cerveau sont égales à zéro après une semaine de récupération lors de la phase expérimentale 1, le nombre de rats mis à mort au temps 2 pourra être réduit à n=4 pour les expérimentations suivantes.
Impact sur les animaux
Certains animaux seront exposés à des concentrations élevées de solvant. Ils pourront présenter des signes cliniques tels que des troubles de l'équilibre ou des tremblements. Ces signes cliniques devront, néanmoins, disparaître dans l'heure qui suivra la fin de l'exposition.
Devenir
La totalité des animaux prévus dans ce projet seront mis à mort à la fin des procédures les concernant, afin de récupérer les tissus biologiques d’intérêt pour les analyser.
Remplacement
Le modèle animal est indispensable pour obtenir des résultats exploitables puisque : - notre approche expérimentale, qui vise à étudier l’activité cérébrale par électrocorticographie, n’est pas possible in vitro. - notre projet étudie les atteintes au niveau comportemental et neuro-sensoriel, expérimentations qui ne peuvent être réalisées que sur l'animal vivant.
Réduction
Le protocole a été construit de telle sorte que le nombre d’animaux requis soit réduit à son minimum. Autant que possible, l’utilisation de chaque animal a été optimisée pour récolter un maximum de mesures, à la fois fonctionnelles, comportementales et histologiques. Sont décrites ci-dessous les mesures prises pour réduire le nombre d’animaux : 1) Les animaux seront leurs propres contrôles : Ils seront exposés initialement à une période de 4 jours d’air ambiant (période « contrôle ») puis 4 jours à des vapeurs de solvants organiques (période « solvant »). Les mêmes mesures fonctionnelles et comportementales seront réalisées pendant et à la fin de ces deux périodes pour comparaison. 2) Lors de la phase expérimentale 2, les effets fonctionnels et comportementaux de trois doses incrémentales du même solvant seront testés sur les mêmes animaux. Chaque exposition à une dose de solvant sera précédée d’une période « contrôle » afin de s’assurer que les animaux sont bien à leur niveau basal en terme de fonction cérébrale et de comportement. 3) Les animaux dont l'activité cérébrale sera mesurée pendant l'exposition aux solvants réaliseront également certains tests comportementaux, et seront ensuite mis à mort pour analyse histologique des tissus d’intérêt. 4) Les animaux dédiés aux tests comportementaux, mais dont l’acitivité cérébrale n’est pas enregistrée, seront également utilisés pour le dosage des solvants dans les tissus d’intérêt afin de réduire au maximum le nombre d’animaux concernés par la procédure de prélèvement seule.
Raffinement
1. Pe ndant toute la durée du projet, les animaux seront traités avec douceur et compassion par le personnel compétent. Des caresses seront prodiguées lors de chaque manipulation. Les animaux seront surveillés quotidiennement par les expérimentateurs ou les zootechniciens de façon à évaluer leur état physiologique et leur comportement. Les animaux seront hébérgés (si possible) par deux. Leur environnement sera enrichi par un tunnel en carton. 2. Concernant les chirurgies : - Afin d'atténuer la douleur, les animaux recevront un analgésique pré-opératoire et un anti-inflammatoire non stéroïdien sera délivré à l'animal (deux fois à 24h d’intervalle) après les chirurgies. - Pendant l'intervention chirurgicale : o Un gel ophtalmique sera appliqué pour éviter le dessèchement oculaire o La température corporelle de l'animal sera maintenue à l’aide d’une couverture chauffante thermorégulée. - A la fin de l'intervention chirurgicale : o Une pommade sera appliquée afin d’accélérer le processus de cicatrisation. o Une injection de sérum physiologique sera faite afin de palier la déshydratation de l’animal, inhérente à la chirurgie - Suite à l’intervention : o Le réveil des animaux se fera dans une armoire chauffante ; ils bénéficieront d’une surveillance accrue avant le retour dans leur pièce d'hébergement. o De la nourriture sous forme de bouchon et sous forme gélifiée sera mise à disposition à l'intérieur de la cage. o Les animaux bénéficieront d'une période de suivi post-opératoire de 5 jours pendant laquelle ils seront observés (afin de déceler tout signe de douleur ou toute modification comportementale) et pesés quotidiennement. o Les animaux seront hébergés individuellement afin d'éviter l'exploration de sites d'incision et de suture par leurs congénères et la détérioration du dispositif implanté, mais seront mis dans des cages transparentes afin de garder un contact visuel entre eux. 3. Concernant les inhalations de solvants : - Les animaux seront habitués progressivement à être placés dans les enceintes d'inhalation afin de diminuer le stress lié à ce nouveau lieu. - Pendant la période d'exposition, les animaux seront observés toutes les 2 heures et une fiche de suivi clinique individuelle sera remplie en cas d'observation de signes de souffrance chez un animal. 4. Concernant les tests comportementaux : - Les animaux seront habitués progressivement aux divers dispositifs au moins deux semaines avant le début des expositions.
Choix des espèces
Le choix du modèle animal s’est porté sur les rats Long Evans. En effet, le rat présente un métabolisme des solvants proche de celui de l'Homme. De plus, les tests comportementaux utilisés ici visent à évaluer les atteintes des solvants sur le fonctionnement de l’oreille interne. Les expérimentations, donc, doivent être menées sur des souches de rat pigmentées car, comme chez l'Homme, la mélanine est présente au niveau de l'oreille interne (les souches albinos sont dépourvues de mélanine ce qui les rend plus sensibles aux solvants). Les rats seront utilisés à l'âge adulte (à partir de 3 mois) car l'oreille interne ainsi que les cytochromes présents dans le métabolisme des solvants doivent être matures.
Expérimentations de marquage pour mieux comprendre le cycle de vie du thon rouge Thunnus thynnus
- Conservation des espèces
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
234 poissons, thons rouges et listaos, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, pour poser des marques électroniques et suivre leurs migrations. Le porteur indique que 222 seront relâchés en mer après capture, sortie de l'eau et pose de marque, et que 12 seront tués pour récupérer les capteurs. Il décrit un protocole de capture rapide, moins de deux minutes hors de l'eau, avec intubation et double ancrage de la marque pour limiter les blessures. Une partie des tests met au point des marques internes de fréquence cardiaque, essayées au préalable sur des thons morts.
Objectifs
Le thon rouge Thunnus thynnus est une espèce qui a historiquement subi une surexploitation, ce qui a mené à un plan de reconstitution initié en 2007. Depuis, la situation du stock Est-Méditerranée s’est substantiellement améliorée. Il reste néanmoins de grandes étapes à franchir pour la gestion et la conservation de ce stock, ainsi que des espèces de grands pélagiques en général. En particulier, la compréhension des liens entre l’environnement physique (e.g. le climat) et les processus biologiques (migrations, reproduction, nutrition) sont aujourd’hui mal connus pour ces espèces à très larges aires de répartition. Ce projet a pour objectif général de mieux comprendre le cycle de vie du thon rouge, et les expérimentations ont deux volets principaux. Le premier sera le marquage d’animaux sauvages en haute mer, avec des marques archives électroniques externes de type 'pop-up' qui enregistrent des informations environnementales (température, lumière, pression), à transmission satellite pour pouvoir retracer les parcours de migration. Les marquages auront lieu sur des bateaux de pêche commerciale. Le deuxième volet sera des expériences pour le développement de marques 'pop-up' innovantes et pour la mise au point de méthodes de marquage avec des capteurs internes. Ces expériences seront toujours des marquages en bateau, sur des thons listao Katsuwonus pelamis (île de La Réunion, en palangrier) et des juvéniles de thon rouge (Golfe du Lion en palangrier). Contrairement au thon rouge, le thon listao est plus abondant, plus facilement accessible à la pêche et de moindre importance commerciale. Le listao est un modèle idéal pour faire des tests de dispositifs électroniques innovants qui seront utilisés in fine sur les thons rouges. Des marquages sur des juvéniles de thon rouge serviront pour la mise au point de déploiements de capteurs internes qui enregistrent des données physiologiques, notamment l’impédance des tissus et la fréquence cardiaque. À long terme, l’ensemble des expériences vont servir au développement des marques archives à transmission satellite qui enregistrent des données physiologiques, à utiliser pour comprendre les liens entre environnement et physiologie pendant le cycle de vie des animaux sauvages.
Bénéfices attendus
Les expériences de marquage ‘pop-up des thons rouges représenteront une avancée majeure dans notre compréhension de la biologie de cette espèce. Le projet permettra aussi des avancements importants vers le développement de tags externes archives qui enregistrent plusieurs variables physiologiques chez les espèces des grands pélagiques marines. Les expériences sur les thons listaos (masse 3 - 6 kg), permettront de tester des marques pop-up qui sont des alternatives aux marques actuellement en commerce, moins chères mais plus performants. En particulier, avec un ancrage dans le muscle axial qui sera équipée d’un système d’électrodes pour un capteur de taux de gras, par mesure de l’impédance des tissus. Les mesures de taux de gras indiquent l’état nutritionnel du poisson et pourront fournir des aperçus sur les zones de nourrissage des thons le long de leur trajet migratoire. Les expériences avec les marques physiologiques sur les juvéniles de thon rouge dans le Golfe Lion permettront de maîtriser les protocoles de déploiement des marques externes qui mesure l’impédance, mais aussi des marques internes qui enregistrent la fréquence cardiaque. L’observation de la fréquence cardiaque est la meilleure façon d’estimer l’activité métabolique des animaux en liberté. Il existe des marques en commerce qui enregistrent l’électrocardiogramme (ECG) pour pouvoir calculer la fréquence cardiaque mais, étant des systèmes archive interne, le tag doit être récupéré pour obtenir les données. Une approche issue de la chirurgie humaine, la laparoscopie, a été utilisée sur des thons morts pour établir le placement optimal des marques ECG en proximité du cœur.
Procédures
Le présent projet envisage le marquage de 110 thons rouges avec des marques archives électroniques externes de type 'pop-up'. Les individus seront pêchés à la canne sur des palangriers commerciaux ou depuis des senneurs sur les sites de reproduction. Le protocole de capture limite au maximum la souffrance et le stress des animaux grâce à des temps de pêche réduits (
Impact sur les animaux
Pour le marquage avec les tags externes 'pop-up', les nuisances et les effets indésirables seront très limités, grace au méthode de capture et marquage rapide. Un système de trocart sera utilisé pour implanter les marques internes de la façon la plus rapide et le moins nuisible possible, soit dans la cavité péritonéale, soit intramusculaire dans la mâchoire. Le fait de minimiser l’invasivité de l’intervention maximisera les chances de survie de l’animal, et évitera les effets sur son comportement et son bien-être. Certains des thons marqués avec des tag physiologiques (n = 6) seront relâchés équipés avec des ‘survival tags’, pour confirmer que le marquage n’a pas d’impact sur leur survie, en comparaison avec des thons capturés mais non-marqués (n = 6). Pour n = 12 de ces thons rouges, la marque sera placée puis les animaux seront remis à l'eau attachés avec un hameçon, pour enregistrer leur fréquence cardiaque et évaluer la qualité du signal ECG obtenu. Ces dernières expériences serviront pour la mise en œuvre du marquage de thons adultes en cage.
Devenir
222 thons seront relâchés dans leur milieu naturel et 12 seront mis à mort pour récupérer les marques électroniques.
Remplacement
Ces études doivent être réalisées sur le thon rouge car l’objectif est d’améliorer les connaissances sur l’écologie de cette espèce dans son environnement naturel. On remplacera cependant celui-ci par des poissons morts ou par le thon listao quand cela sera possible, notamment pour les tests de mise au point méthodologique ou pour des développements électroniques.
Réduction
Le nombre d’individus utilisés est optimisé afin de permettre de réaliser des tests statistiques appropriés aux différents objectifs du projet et tenant compte de la grande valeur économique des thons rouges adultes. Le nombre a été déterminé pour permettre de capturer plusieurs réplicats de séries temporelles générées par les capteurs des marques électroniques permettant de renseigner fréquence cardiaque, profondeur, température ambiente, lumière, accélération. Les expérimentations ne relèvent pas de la comparaison de population, mais de la collecte de données en milieu naturel sur des processus que nous cherchons à caractériser (e.g. migrations). Il n’est donc pas possible de calculer le nombre nécessaire d’individus a priori et nous avons choisi un chiffre permettant d’obtenir suffisamment d’information exploitable en tenant compte des aspects logistiques complexes de ces opérations, de la probabilité que la marque ne fonctionne pas correctement ainsi que de la valeur commerciale des individus. Pour le marquage des thons rouges avec marques archives en bateau, chaque année pendant 5 ans, 5 individus juvéniles seront marqués dans le Golfe du Lion et sur la côte Atlantique, et 12 individus adultes matures sur les sites de reproduction. Pour les thons listao, chaque année pendant 5 ans, 20 individus seront marqués avec différents prototypes de marques archives électroniques. Pour la mise au point des méthodes de déploiements de capteurs internes, des études préliminaires seront achevées sur 24 thons juvéniles pour évaluer la méthode la plus rapide et moins stressante de placement des deux types de marque.
Raffinement
Le protocole de marquage des thons rouges et listaos sur bateau avec des marques externes a déjà été mis au point. Notamment, le protocole limite au maximum la souffrance et le stress des animaux grâce à des temps de pêche réduits (
Choix des espèces
Le thon rouge est le modèle principal du projet. C’est une espèce exploitée emblématique, notamment en Méditerranée. De nombreuses questions scientifiques importantes tant au point de vue fondamental (e.g. déterminisme des migrations et des routes migratoires en relation avec l’environnement) qu’appliqué (e.g. zones de pontes, temps de résidence, structuration de la population) doivent cependant être résolues pour gérer de façon durable cette espèce. Les outils développés dans le cadre du présent projet visent précisément à aborder ces questions. Le thon listao est une espèce abondante dans l'Océan Indien, son utilisation permet de réduire le nombre de thons rouges utilisés pour achever les tests de différentes modèles nouveaux de marques archives. Les individus seront une combinaison de juvéniles (pas sexuellement matures) et adultes (stade reproductif). Les expériences avec les marques physiologiques sur les juvéniles de thon rouge permettront de maîtriser les protocoles de déploiement des marques externes qui mesure l’impédance, mais aussi des marques internes qui enregistrent la fréquence cardiaque. Le marquage de 110 thons rouges adultes avec des marques archives 'pop-up' permettra de mieux connaitre les zones de reproductions, les migrations transatlantiques et les zones de nourricerie de cette espèce. Les marquages de 100 thons listaos en Océan Indien permettront de tester des marques pop-up qui sont des alternatives aux marques actuellement commercialisées, moins chères et plus performants.
ONCO-SC Evaluation de thérapies cancéreuses sur des modèles de tumeurs greffées en sous cutané
- Recherche appliquée
- Cancers
Rats : 5000
Près de 250 études par an, au gré des commandes des clients : 62 500 rongeurs, soit 57 500 souris et 5 000 rats, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Une société prestataire de recherche préclinique leur greffe des tumeurs sous la peau, dans la peau ou dans la graisse mammaire, puis leur administre des composés anticancéreux par le nez, la trachée, la bouche ou par injection, jusqu'à un prélèvement de sang terminal sous anesthésie profonde. Dans le résumé publié, la description des effets néfastes s'arrête au milieu d'une phrase, sur "une évolution du volume tumoral". Le porteur affirme que seuls les petits rongeurs offrent un statut immunodéprimé "indispensable à l'implantation de cellules tumorales humaines". Sur le devenir, il écrit seulement "Les animaux seront mis à mort", alors que le champ structuré déclare 3 000 souris et 200 rats réutilisés.
Objectifs
Au niveau mondial, il a été constaté une forte augmentation de l’incidence du cancer du fait du vieillissement de la population et de facteurs environnementaux qui se dégradent. En 2020, quelque 19,3 millions de nouveaux cas de cancers ont été diagnostiqués et 10 millions de décès sont à déplorer des suites de cette maladie, selon des données publiées par le Centre international de recherche contre le cancer (CIRC). Selon l’OMS, une personne sur cinq souffrira d’un cancer dans sa vie. Un homme sur huit et une femme sur onze en décèderont. Le cancer se caractérise par une dégradation pathologique des processus contrôlant la prolifération cellulaire, la différenciation et la mort programmée de certaines cellules. Tous les tissus ou organes peuvent être atteints. Bien que possédant des caractéristiques communes, différents types de cancers ont des causes très éloignées et répondent de façon extrêmement différente à un traitement. L’objectif de ce projet est d’utiliser des modèles déjà mis en place ou bien d’en développer de nouveaux chez les rongeurs (rats ou souris), les plus prédictifs possible afin de refléter la pathologie cancéreuse et de pouvoir évaluer des nouveaux médicaments pour traiter le cancer. Cette évaluation chez l’animal permettra d’étudier ces nouveaux médicaments, seuls ou en combinaison, dans un contexte physiologique le plus proche possible de l’homme et d’arriver, avant les essais cliniques chez l’homme, à établir une réelle évaluation de l’efficacité des molécules destinées à traiter les cancers chez l’homme. Grace à ces modèles de cancer, une évaluation de la toxicité, de la pharmacocinétique et de la biodistribution des traitements pourra aussi être réalisée en plus de l’évaluation de l’efficacité antitumorale.
Bénéfices attendus
Notre société, prestataire de services en recherche préclinique propose un large panel de modèles in vivo nécessaires à l’évaluation de nouveau composés thérapeutiques pour la recherche contre le cancer. Ce projet a pour finalité de sélectionner des molécules thérapeutiques grâce à des modèles précliniques les plus prédictifs possibles afin de pouvoir transposer l’utilisation de ces molécules chez l’homme lors d’essais dans différentes phases cliniques. Pour cela, les expériences chez l’animal, qui représente un système d’essai physiologiquement proche de l’homme, permettent d’évaluer l’efficacité, la toxicité, la pharmacocinétique et la pharmacodynamique de nouveaux composés afin d’éviter ces essais directement chez l’homme. Au cours des expériences réalisées, il sera possible d’étudier les mécanismes de croissance d’une tumeur dans un environnement mimant la pathologie chez l’homme, d’étudier les mécanismes de résistance après des traitements avec de nouvelles molécules ou des molécules déjà utilisées en clinique, et les mécanismes de progression tels que la formation de métastases. Grâce à ces études dans un environnement adapté, il sera aussi par exemple possible de suivre la réaction du système immunitaire de l’hôte face à la progression de la maladie, de moduler et/ou orienter le système immunitaire afin de donner à l’organisme les moyens de se défendre contre le cancer.
Procédures
Implantation de transpondeur pour identifier l’animal en sous cutané, sous anesthésie générale (Isoflurane 3-5%) en conditions d’asepsie, réalisée entre 0 et 3 jours avant la greffe. Induction tumorale : Sous anesthésie Test de composés chimiques ou biologiques : - Administrations intra-nasales sous anesthésie générale (isoflurane 3-5%), maximum 25µL par narine. - Administrations intratrachéales sous anesthésie générale (isoflurane 3-5%). - Administrations IV, IM, IP, SC et ID sous anesthésie générale (isoflurane 3-5%) si nécessaire, si possible sous contention. - Administrations PO sous contention Mesure des animaux : sous contention Prélèvements : - Sang : o prélèvements peu invasifs sous anesthésie générale à l’isoflurane (exemple non exhaustif : veine faciale, jugulaire, caudale, ou sinus rétro-orbitaire). o prélèvement par piqure à la veine caudale potentiellement uniquement sous contention. o prélèvement terminal (grand volume de sang) par ponction cardiaque ou par prélèvement sinusal sous anesthésie générale profonde. Ensuite, constat de la mort de l’animal et si nécessaire dislocation cervicale. - Prélèvements de tissus (foie, cœur, poumons etc…) post mortem. Euthanasie : - Overdose d’anesthésique, confirmée par une deuxième méthode physique. Le pentobarbital sera évité en cas de prélèvement des poumons du fait de son caractère irritant. - Mise à mort par le CO2, confirmée par une deuxième méthode physique. Cette méthode sera évitée en cas de prélèvement des poumons. - Dislocation cervicale - Sur animaux inconscients, sans reprise de conscience avant de mourir : prélèvement de sang terminal et dislocation cervicale
Impact sur les animaux
Trois types de greffe pourront être faites dans ce projet : Sous cutanée, intradermique et dans la graisse mammaire. Dans chaque cas, il y aura une évolution du volume tumoral ce
Devenir
Les animaux seront mis à mort.
Remplacement
Les méthodes alternatives ne permettent pas, à ce jour, de prévoir l’efficacité in vivo de potentiels candidats-médicaments, car les étapes nécessaires au développement d’un médicament pour lesquelles il est nécessaire d’étudier les interactions du médicament dans un contexte globale ne peuvent pas être étudiées dans un système alternatif (in vitro par exemple). Des méthodes alternatives de reconstruction d’organes ou de tumeurs en 3D sont utilisées mais reste toutefois marginales et les résultats obtenus restent à ce jour difficilement transposable à l’homme.
Réduction
Dans chaque étude, les animaux seront répartis en groupes expérimentaux selon le(s) critère(s) défini(s). Le nombre de groupes contrôles sera ajusté à la question scientifique posée et des paramètres étudiés. Les variations de ces paramètres et de la mortalité entre les groupes contrôles et traités seront comparées pour évaluer les composés testés. La validité scientifique nécessite d’utiliser un nombre minimum d’animaux par groupe pour que les tests statistiques soient valides et représentatifs d’éventuelles variations inter-individu. Près de 250 études sont réalisées chaque année, mais le nombre peut varier en fonction des commandes des clients. Une étude peut être composée de 2 à 20 groupes. Le nombre d’animaux par groupe varie généralement entre 6 et 15 par dose de produit. Pour des études de screening de composés ou de modèles, il sera proposé d’utiliser 1 à 3 animaux par groupe (Single Mouse Trial). Pour réduire le nombre d’animaux utilisés dans ces procédures, il sera toujours proposé d’utiliser des biomarqueurs et des techniques faiblement invasives d’imagerie chez le petit animal.
Raffinement
Dans l’objectif de raffinement, toutes les procédures techniques sur les animaux seront réalisées selon les standards validés par la structure chargée du bien-être animal. Pour les nouveaux modèles la SBEA analysera les conséquences des procédures sur le bien-être des animaux, la validité des résultats scientifiques obtenus, et ils détermineront les points limites. Toutes les procédures invasives, mais aussi la plupart des procédures faiblement invasives, sont réalisées sous anesthésie générale par des techniciens formés et dont les compétences ont été validées. La fréquence de mesure des volumes tumoraux sera adaptée à la vitesse de croissance du modèle tumoral. La fréquence de pesée des animaux sera adaptée à leur état général. Chaque animal est observé quotidiennement. Les animaux présentant des signes de douleur ou de souffrance, sont suivis par la structure chargée du bien-être animal. Sous l’autorité du vétérinaire, des antalgiques pourront être prescrits. De l’enrichissement est utilisé dans toutes les cages. Trois types d’enrichissements sont systématiquement ajoutés (sizzle-dri (souris), hutte ou tunnel (rats), batônnets, nourriture dans la cage) La greffe de tumeur est une procédure de gravité modérée, réalisée sous anesthésie générale gazeuse à l’Isoflurane. Lorsque l’implantation de la greffe nécessite l’incision de la peau, la chirurgie est réalisée de façon aseptique et les animaux reçoivent une injection de buprenorphine, des soins opératoires (maintien de la température), surveillance post opératoire et soins post opératoires adaptés si nécessaires. Les injections/prélèvements seront effectués en suivant les recommandations vétérinaires. Un document de référence est à disposition des concepteurs et des techniciens. En cas de toxicité sur l’animal, afin de limiter la souffrance des animaux une procédure sous forme d’un arbre décisionnel validée par la SBEA sera suivi par l’équipe projet. Pour le raffinement, il sera toujours proposé d’utiliser des biomarqueurs et des techniques faiblement invasives d’imagerie chez le petit animal permettant d’atteindre l’objectif de l’étude plus tôt et de sortir l’animal de la procédure.
Choix des espèces
Les petits rongeurs, outre l’avantage lié à leurs caractéristiques physiologiques, sont les seules espèces animales disponibles pour l’expérimentation présentant un statut immunodéprimé (avec des mutations spontanées ou génétiquement modifiées) indispensable à l’implantation de cellules tumorales humaines dans le cadre de la recherche en oncologie. De plus, diverses souches de souris et rats immunocompétents sont également disponibles pour l’établissement de modèles tumoraux syngéniques. De plus, les rats et les souris autorisent une variété de techniques d’administration, de prélèvement et de chirurgie présentant des analogies avec ce qui peut être réalisé en recherche clinique sur l’homme. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (8 semaines). Dans de rares cas il sera possible de travailler avec des animaux plus jeunes (4 semaines d’âge minimum pour leur réception et 6 semaines pour la manipulation).
Physiopathologie de l’arthrite : modèles de souris
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système musculosquelettique
756 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une arthrite leur est induite, avec injections intra-articulaires et prélèvements de sang sous anesthésie, pour évaluer une protéine et repositionner des médicaments existants. Le porteur indique que l'arthrite provoque une douleur et fixe un point limite au score maximal aux quatre pattes ou à 20 % de perte de poids, seuil déclenchant la mise à mort. Il affirme que la complexité de la maladie ne peut être étudiée qu'au niveau d'un "organisme entier", les rubriques réduction et raffinement se réduisant à quelques lignes.
Objectifs
1)-Evaluation du rôle de la protéine QKI5 dans l'inflammation de l'arthrite et dans l'érosion osseuse. 2)-Evaluation de médicaments qui induisent QKI5 ou de lentivirus-QKI5 dans l'inflammation de l'arthrite et dans l'érosion osseuse (Repositionnement de médicaments déjà existants sur le marché).
Bénéfices attendus
Compréhension du rôle de QKI5 dans l'arthrite et l'inflammation. Repositionnement de médicaments qui induisent QKI5 pour une application anti-inflammatoire et anti-érosion osseuse.
Procédures
Aucun prélèvement sur animaux vigiles, aucune procédure chirurgicale. Prélèvements de sang sous anesthésie. Injections IP de serum ou de médicament Injections intra-articulaires sous anesthésie. Durée de la procédure pour chaque souris : 5 minutes.
Impact sur les animaux
L'arthrite induite par les différents modèles provoquera une douleur dont l'intensité sera examinée suivant le codage suivant : Le point limite est atteint lorsque le score de l’arthrite est de 12 (3 à chaque patte) et le score total (apparence générale, apparence des orbites, apparence des oreilles, prise alimentaire ou boisson) est > 15 ou lorsque la perte de poids est de 20 % . Les modèles présentés ici ne sont pas nouveaux et ont été décrits de façon extensive dans la littérature par d'autres auteurs.
Devenir
Mise à mort de tous les animaux justifiée par l'impossibilité de réutilisation.
Remplacement
la complexité de la maladie ne peut être étudiée qu’au niveau d’un organisme entier. Cependant, chaque fois que cela sera possible, les analyses seront effectuées sur des cellules en culture. Réduire : Raffiner : La douleur des animaux sera réduite au maximum par l’utilisation des anesthésiques et l’euthanasie si cela est nécessaire.
Réduction
Le nombre de souris sera limité au strict nombre nécessaire pour une signification statistique des résultats. Six à 8 souris par groupe d’expériences seront utilisées. Les tests statistiques Mann-Whitney et t de Student seront utilisés.
Raffinement
La douleur des animaux sera réduite au maximum par l’utilisation des anesthésiques et l’euthanasie si cela est nécessaire.
Choix des espèces
Les souris possèdent des articulations dont l’inflammation reproduit l’arthrite humaine. Seule l’espèce Mus Musculus possède les souches nécessaires (Transgéniques, KO, KI) Age adulte : 8 à 16 semaines pour l'expérimentation car le système immunitaire est mature. A partir de 8 semaines pour les prélèvements de souris K/BxN car elles sont adultes et que l'arthrite est bien établie.
Effets thérapeutiques d’anticorps G6b-B monoclonaux et bispécifiques sur un modèle murin de thrombopénie induite à l’héparine (HIT).
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
1 640 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Génétiquement modifiées, elles reçoivent de l'héparine et des anticorps par injections répétées, avec des prélèvements de sang quotidiens à la queue, pour modéliser une thrombopénie induite par l'héparine. Le porteur indique qu'une ablation de phalange sert au génotypage et peut être douloureuse et invalidante, et que les injections et prélèvements peuvent provoquer douleur et saignements, aggravés chez les souris thrombopéniques. Il conclut que ce processus complexe est difficile à reproduire in vitro et nécessite des souris modifiées.
Objectifs
Les plaquettes sanguines jouent un rôle majeur dans l’arrêt des saignements. Ce processus physiologique est finement régulé afin de permettre une réponse rapide, tout en prévenant le risque de thrombose (formation d'un caillot dans un vaisseau sanguin). L’héparine est un anticoagulant permettant de prévenir les thromboses, utilisé notamment lors de chirurgie. C’est l’un des anticoagulants les plus utilisés. Mais parmi les patients recevant de l’héparine, 1 à 3% vont développer une thrombopénie induite par l’héparine (HIT), une complication pouvant être potentiellement mortelle. Cette réaction provoque une thrombopénie (diminution anormale du nombre de plaquettes circulantes) suite à une activation anormale des plaquettes sanguines, pouvant également aboutir à une thrombose. L’objectif de ce projet est de cibler les récepteurs plaquettaires impliqués dans la régulation de l’activité des plaquettes sanguines. Le but étant de pouvoir empêcher ou prévenir des réactions telles que la HIT en ciblant ces récepteurs. Pour cela, nous voulons tester l’utilisation d‘anticorps qui permettent de cibler différents récepteurs : un récepteur inhibiteur de l’activité plaquettaire et les récepteurs activateurs impliqués dans la HIT. Notre hypothèse est que l’activation du récepteur inhibiteur va induire l’inhibition/inactivation du récepteur activateur, permettant ainsi de réduire ou prévenir le syndrome de HIT. Sur le long terme, cela pourrait permettre de développer une nouvelle stratégie thérapeutique dans le cadre d’une HIT ou d’autres syndromes impliquant une activation anormale des plaquettes sanguines.
Bénéfices attendus
Ce projet nous aidera à mieux comprendre le rôle de récepteurs plaquettaires dans l'activation des plaquettes et plus spécialement dans la réaction de HIT. A long terme, les différents anticorps que nous testons pourraient mener à de potentielles voies thérapeutiques afin de prévenir ou d'empécher par exemple la réaction de HIT.
Procédures
L'injection des traitements par voie intrapéritonéale (IP) ou d'héparine par voie sous-cutanée (SC) se feront sur souris vigiles. Chaque souris aura une injection IP au début de l'expérience (J0) et une injection SC quotidienne à partir de J1 pendant 4 jours. Ces procédures seront effectuées de manière rapide et efficace (moins d'une minute) afin de minimiser le stress induit par la préhension de l'animal. Un petit volume de sang sera prélevé à la queue de l'animal, après section ou retrait de la croute formée, de façon quotidienne pendant 5 jours (de J0 à J4) puis un dernier prélèvement aura lieu à J7 si nécessaire. Les anticorps à tester seront injectés par voie intraveineuse (IV) sous anesthésie, soit une fois au début de l'expérience (J0), soit quotidiennement pendant 3 jours (de J2 à J4) en fonction du protocole étudié. Pour le prélèvement de sang terminal, la durée de la procédure est inférieure à 10 minutes. Elle sera réalisée sous anesthésie et sera suivie de la mise à mort de l'animal avant son réveil.
Impact sur les animaux
La phalangectomie (PE1) utilisée à la fois pour le génotypage et l'identification des souris peut engendrer une douleur et peut avoir un potentiel caractère invalidant. Les injections intrapéritonéales ne présentent pas de douleur (PE2), hormis celle de l'insertion de l'aiguille. Pour les injections intraveineuses (PE2), les nuisances attendues sont une douleur et un risque de saignement suite à l’injection. Suite à la procédure, les animaux pourront présenter une thrombopénie. Les prélèvements à la queue peuvent engendrer une douleur et un saignement peut survenir après section de la queue, notamment chez les souris thrombopéniques.
Devenir
Les animaux seront injectés en intrapéritonéal et un prélèvement de sang à la queue sera réalisé, de manière quotidienne pendant 5 jours. A l'issue de cette procédure, le sang sera prélevé de manière terminale au niveau de l'aorte abdominale et tous les animaux seront euthanasiés.
Remplacement
La thrombopénie induite par l’héparine est un processus complexe, impliquant une cascade de réactions qu’il est difficile de reproduire de façon complète in vitro. La compréhension de ces processus physiopathologiques est impossible chez l’homme : il est nécessaire de recourir à des modèles animaux qui permettent de reproduire au plus près les caractéristiques de la pathologie humaine. Pour induire une HIT et tester l’efficacité des différents anticorps, il est déterminant d’utiliser des souris génétiquement modifiées pour l’expression des facteurs et récepteurs impliqués dans ce processus.
Réduction
La stratégie du développement de la nouvelle lignée est conçue pour impliquer le moins d’animaux possibles. Le nombre d’animaux utilisés lors de cette étude est réduit au minimum, suffisant pour l’obtention de résultats statistiquement significatifs. Le nombre d’animaux utilisés pour cette étude est calculé afin d’obtenir suffisamment d’évènements informatifs et de permettre l’analyse de données statistiquement significatives. Un effectif de 3 expériences indépendantes est prévu afin de réaliser des tests statistiques permettant d’évaluer le rôle des récepteurs G6B dans la thrombopénie induite par l’héparine.
Raffinement
Le développement des bébés générés pour la nouvelle lignée sera observé attentivement afin de s’assurer que ces animaux ne présentent pas d’handicaps. Le phénotype de la lignée sera étudié et un passeport phénotypique sera réalisé. Les conditions d’environnement sont optimisées par l’enrichissement des cages avec des carrés de cellulose, bâtonnets de coton, frisure de papier, ce qui leur permet de compartimenter leur environnement selon leurs besoins. Les animaux entre 2 et 5 par cage, ont un accès permanent à l’eau de boisson et à la nourriture. Quelques croquettes sont déposées dans le fond de la cage afin d’aiguiser le comportement de recherche de nourriture. Pendant toutes les expérimentations, les animaux sont surveillés par du personnel entrainé. Une grille de points limites sera établie pour chaque procédure expérimentale afin de soustraire l’animal aux procédures si nécessaire et ainsi limiter la souffrance. Le stress et la douleur des animaux utilisés dans ce projet seront réduits au maximum. Pour cela, les injections intraveineuses ainsi que les prélèvements à la queue seront réalisés sous anesthésie générale et les souris seront maintenues sur une tablette chauffée à 37°C. Suite à l'injection intraveineuse, un anesthésique local sera appliqué pour éviter tout douleur. Pour le prélèvement de sang terminal, l'animal sera sous anesthésie générale et maintenu à 37°C. A la suite du prélèvement, l’animal sera sacrifié avant son réveil.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris pour notre étude car des travaux publiés montrent la génération de souris génétiquement modifiées permettant d’induire ce syndrome de HIT. Pour réaliser notre étude, nous allons remplacer dans cette lignée le récepteur inhibiteur murin par le récepteur humain que l’on souhaite étudier afin de réguler l’activité des plaquettes. Des animaux adultes seront utilisés dans ce projet, à partir de 8 semaines, âge à partir duquel la croissance se stabilise. L’âge des souris n’étant pas un critère de choix, nous réaliserons des groupes homogènes en âge.
Lésion chronique des neurones dopaminergiques de la substance noire et neuroprotection par thérapie génique
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
292 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent une injection intracérébrale d'un virus exprimant une forme mutée de l'alpha-synucléine pour induire une lésion type Parkinson, puis une injection d'amphétamine avec observation du comportement rotatif, avant perfusion intracardiaque. Le porteur indique que la chirurgie cérébrale peut provoquer stress, douleur locale et variations de poids, et que les cerveaux seront prélevés pour analyse. Il présente le projet comme un préalable à une demande d'essai clinique de thérapie génique et écarte le remplacement, l'in vitro n'offrant pas le contexte physiologique.
Objectifs
La maladie de Parkinson se caractérise notamment par une dégénérescence progressive des neurones dopaminergiques de la substance noire. Via le recours à de multiples modèles animaux de cette pathologie, notre laboratoire a démontré le rôle essentiel de la protéine EN1 pour la survie de ces neurones. Il est à noter qu’une seule et unique injection de EN1 permet une activité neuroprotectrire pendant >12 semaines, suggérant que son mécanisme d’action repose sur des leviers épigénétiques. Ce projet a pour objectif d’évaluer si faire exprimer EN1 de façon durable via des vecteurs viraux de type AAV permettrait de prolonger son effet neuroprotecteur. Pour ce faire, nous prévoyons de développer un modèle murin de lésion progressive et chronique des neurones DA de la substance noire via l’utilisation d’un vecteur viral (type AAV) codant pour une forme mutée de l’alpha-synucléine humaine. L’expression durable de EN1 sera induite grâce à l’injection d’un second AAV. Afin de soutenir une prochaine demande d’essai clinique pour l’utilisation de vecteurs viraux permettant une expression durable de la protéine thérapeutique hEN1 chez les patients atteints de la maladie de Parkinson, ce projet a deux objectifs. Objectif 1 : développer un modèle murin de lésion progressive et chronique des neurones DA de la SN via l’utilisation d’un vecteur viral (type AAV) codant pour une forme mutée de l’alpha-synucléine humaine. Objectif 2 : Utiliser des vecteurs viraux (type AAV) pour permettre une expression durable d’EN1 dans le but de prolonger son effet neuroprotecteur.
Bénéfices attendus
Ce projet s’inscrit dans le cadre d’investigations précliniques qui devront permettre la soumission d’une demande d’essai clinique pour l’utilisation d’un outil de thérapie génique chez les patients atteints de la maladie de Parkinson. Ce projet développe un modèle murin de lésion chronique qui permettra de mieux rendre compte de l’aspect évolutif de la pathologie humaine. Quant à l’utilisation de vecteurs viraux permettant une expression durable de EN1, elle devrait permettre une action neuroprotectrice prolongée et offrir de nouvelles perspectives pour le traitement de la maladie de Parkinson.
Procédures
Ce projet contient 3 procédures avec plusieurs interventions par procédure. Un maximum de 292 souris seront utilisées dans ce projet. 1) Injection stéréotaxique intracérébrale : La chirurgie se déroule en conditions d’asepsie et d’anesthésie et analgésie générale sur des souris âgées de 60 jours au minimum. Un maximum de 292 souris seront injectées d’un adeno-associated virus. La procédure dure moins d’une heure. Les souris seront gardées un maximum de 16 semaines après injection. 2) Injection intrapéritonéale d'amphétamine pour stimulation du système nigrostriatal et suivi du comportement rotatif : La procédure se déroule sur animal vigile. Après une injection intrapéritonéale d’amphétamine, l’animale est filmé pendant 10 min dans une boite ouverte. Un maximum de 204 souris seront soumis à cette intervention. La procédure dure moins de 30 minutes. 3) Perfusion intracardique : La procédure se déroule en conditions d’anesthésie et analgésie générale. Un maximum de 292 souris seront soumis à cette intervention. La procédure dure moins de 20 minutes.
Impact sur les animaux
Nos expériences nécessitent des procédures de classe modérée. Pour toutes nos expériences, les souris sont anesthésiées selon les bonnes pratiques vétérinaires. Cependant, et même si notre laboratoire a acquis une solide expérience en la matière, des souris peuvent ne pas supporter la chirurgie ou avoir un mauvais placement du site d’injection stéréotaxique. Aussi, suite à une injection stéréotaxique intra-cérébrale, il est possible que les animaux soient stressés, sujets à des fluctuations de poids ainsi que de la douleur locale, ceci pouvant se traduire par une activité/mobilité réduite. Après une période de surveillance post anesthésique, les animaux sont remis dans leurs cages d’origine avec leurs congénères. Nous ne nous attendons pas à une certaine mortalité dû aux molécules injectées. Dans le cadre du suivi des animaux selon les paramètres définis dans une grille d’évaluation du bien-être, à la suite d’une injection intracérébrale, les animaux seront observés quotidiennement pendant 5 jours (puis 2 fois par semaine), afin de détecter au plus vite les signes de perturbations du bien-être animal et d’intervenir dans les plus brefs délais.
Devenir
A l’issue de chacune des procédures, les animaux seront euthanasiés et leur cerveau collecté afin de permettre des analyses histochimiques permettant d’évaluer la lésion induite par la surexpression de la synucléine et/ou l’effet protecteur de EN1 sur les neurones DA de la SN.
Remplacement
Ici, nous chercherons à développer un modèle murin de la maladie de Parkinson avec des AAVs dont l’expression a été déjà validé. Nos expériences devant permettre de soutenir une demande d’essai clinique, il est nécessaire qu’elles soient réalisées sur l’animal. L’expérimentation in vitro ne présente pas le contexte tridimensionnel et physiologique nécessaire à la caractérisation de l’activité neuroprotectrice de EN1. Enfin, le développement d’un modèle chronique de la maladie de Parkinson n’est pas réalisable in vitro car la diffusion et toxicité de la protéine synucleine mutée ne peuvent être évaluées que dans le contexte physiologique.
Réduction
Sur la base de notre expérience antérieure, nous prévoyons d'utiliser 8 souris par condition expérimentale afin d'obtenir une puissance statistique satisfaisante. Pour les analyses histologiques, nos résultats préliminaires indiquent que 6 souris par groupe constituent un nombre minimum d’animaux pour avoir suffisamment de puissance statistique (www.stasticalsolutions.net/pssTtest_calc.php). Nous proposons n=8 pour maintenir la puissance statistique en cas de décès au cours de la chirurgie ou de mauvais placement du site d’injection stéréotaxique. Les données quantitatives obtenues feront l’objet d’une analyse de variance, suivie de tests post hoc. Si les distributions des moyennes sont normales, nous utiliserons des tests statistiques paramétriques (Student ou Anova). Si ce n’est pas le cas, nous opterons pour un test non-paramétrique (i.e. Mann-Whitney). Les procédures ont été optimisées afin de minimiser le nombre d’animaux, la caractérisation de nos différents lots/type de virus étant notamment réalisée sur des effectifs réduits. En effet, dans le cadre des expériences visant à optimiser les conditions d’utilisation de nos AAVs, nous prévoyons d’avoir recours à des injections bilatérales afin de minimiser le nombre d’animaux à utiliser.
Raffinement
Toutes les expériences invasives sont réalisées sous anesthésie générale, combinée à un traitement analgésique. Après une chirurgie, les animaux seront transférés dans une cage elle-même chauffée grâce à un matelas chauffant jusqu’à leur réveil. Ils sont ensuite hébergés dans leurs groupes d’origine afin d’éviter le stress lié à l’isolement et observés et pesés chaque jour pendant cinq jours. Ensuite, en plus d’une inspection visuelle quotidienne, des relevés de poids seront réalisés au moins 2 fois par semaine et d’éventuels signes de douleur seront recherchés. Si les animaux montrent de tels signes, ils recevront un traitement adapté.
Choix des espèces
La souris est une des espèces majoritairement utilisées dans le domaine scientifique pour l'étude des maladies neurodégénératives. Son utilisation permet ainsi une comparaison directe des résultats obtenus avec les données disponibles dans la littérature scientifique. De plus, un grand nombre de modèles de maladie de Parkinson ont été générés et caractérisés chez la souris. La génétique de la souris est très documentée et proche de l’homme ce qui en fait un modèle privilégié pour nos travaux visant à préparer une demande d’essai clinique. Ce projet vise à caractériser le rôle neuroprotecteur de EN1 dans un modèle murin de maladie de Parkinson, une maladie neurodégénérative pour laquelle l’âge moyen d’apparition des premiers symptômes est de 57 ans en France. Nous utiliserons donc exclusivement des souris adultes dont l’âge sera voisin de 60 jours.
Production d’anticorps polyclonaux chez le lama
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Cancers
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
250 lamas vont être utilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour produire des anticorps par immunisations suivies de prélèvements sanguins. Le porteur indique que la plupart sont gardés vivants et réutilisés d'une étude à l'autre, une minorité étant tuée pour prélever la quasi-totalité du sang. Les effets décrits se limitent au stress de la contention, des injections et des prélèvements, répartis sur environ vingt-cinq études par an pendant cinq ans. Il affirme qu'il n'existe "aucune méthode substitutive" et que cette production animale est "indispensable" à la recherche.
Objectifs
Les lamas sont aujourd'hui des animaux très utilisés dans la recherche basée sur les anticorps, les biotechnologies... En effet, les camélidés ont la particularité de disposer de 2 familles d’immunoglobulines G (anticorps) : les immunoglobulines G conventionnelles et les immunoglobulines G à domaine unique. Ces dernières sont composées uniquement de chaînes lourdes et présentent de multiples avantages par rapport aux anticorps conventionnels : architecture plus simple ; poids moléculaire inférieur ; petitesse qui permet de pénétrer les tissus plus rapidement et d'atteindre des cibles inaccessibles pour les anticorps conventionnels ; capacité d'atteindre plusieurs cibles simultanément ; meilleure stabilité. Ainsi, grâce à la simplicité de leur manipulation et fabrication, le plus faible coût de production, leur petite taille, leur grande affinité, leur spécificité aux antigènes et leurs propriétés thermostables, ces immunoglobulines sont largement utilisées en immunochimie notamment et sont des candidates idéales pour des applications thérapeutiques et diagnostiques. Ces nanoanticorps représentent une innovation majeure dans la sphère des biotechnologies. L'objectif de ce projet est de produire des anticorps polyclonaux suite à des immunisations de lamas. Ces anticorps seront notamment utilisés pour la recherche (immunologie, oncologie, immunohistochimie, biomédicale…), en médecine, pour la réalisation de test de diagnostic…
Bénéfices attendus
1) Obtenir des quantités suffisantes d'anticorps polyclonaux pour pouvoir travailler dessus. 2) Approfondir les connaissances nécessaires pour l'avancement de la recherche dans les domaines suivants : immunologie, oncologie, immunohistochimie, recherche biomédicale, médecine... 3) Faire évoluer les tests de diagnostic. 4) Trouver de nouvelles pistes d'applications thérapeutiques.
Procédures
Les animaux seront soumis à deux types d'interventions : des injections et des prélèvements sanguins. Le nombre d'interventions sera dépendant du protocole de l'étude mais chaque intervention sera de courte durée. Un délai adapté au produit administré sera dispensé entre chaque injection. Un temps de récupération sera également dispensé entre chaque prélèvement sanguin. Ce temps de récupération sera réalisé conformément aux recommandations éthiques.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables attendus sur les animaux sont les suivants : stress dû à la contention, stress dû aux injections et aux prélèvements.
Devenir
Dans certains cas (très rares chez le lama), les animaux inclus pourront être mis à mort afin de récupérer la quasi-totalité de volume sanguin circulant. Dans le cas où le prélèvement terminal de la quasi-totalité du volume sanguin circulant n'est pas nécessaire (très souvent le cas), les animaux inclus pourront être gardés en vie et maintenus sur le site avec leurs congénères. Ils pourront ensuite être réutilisés dans d'autres études après validation du vétérinaire qui viendra examiner l'animal à réutiliser.
Remplacement
La production d'anticorps polyclonaux nécessite une immunisation de l'animal et donc son utlisation. Il n'existe aucune méthode substitutive pour cette production qui est indispensable à l'avancement de la recherche, de la médecine, du développement de test de diagnostic...
Réduction
Le nombre d'animaux est choisi en fonction des volumes de sang que l'on peut prélever afin d'obtenir une quantité suffisante d'anticorps. Le lama permet d'obtenir des quantités de sérum suffisantes à l'atteinte des objectifs du projet, sans porter atteinte au bien-être animal. Ainsi, 1 ou 2 lamas seront immunisés par étude permettant ainsi d'obtenir une quantité suffisante de sérum. Le nombre de 2 lamas pour une étude sera choisi dans le cas de certaines études où il y a besoin de prendre en compte le facteur diversité/variation génétique qu'il peut y avoir entre 2 animaux. Un nombre de 25 études environ par an a été estimé, d'où l'utilisation potentielle de 250 lamas sur 5 ans. Sur ces 250 lamas, il y aura des possibilités de réutilisation de lamas d'une étude pour une autre étude, après validation du vétérinaire qui viendra examiner l'animal à réutiliser. Dès que le caractère naïf des lamas n'est pas demandé et n'est pas utile pour l'étude, des lamas issus d'études précédentes seront utilisés dans le respect de leur bien-être et si leur état de santé le permet. Ainsi, cela permettra de réduire le nombre de lamas différents utilisés.
Raffinement
Méthodes de raffinement : 1) Tout au long de leur hébergement, les animaux auront des conditions d’hébergement adaptées et optimales (logement, environnement, alimentation, apport en eau, soins). Afin de les maintenir, les paramètres d’ambiance, l’aliment, l’abreuvement seront vérifiés quotidiennement. De plus, afin d’augmenter leur bien-être, les animaux seront hébergés collectivement dès que possible et disposeront d’un environnement enrichi (exemples : pâture extérieure, litière de paille, brosse à vache, objects à manipuler...). Si, selon les besoins, les animaux doivent être hébergés individuellement, ils auront un contact visuel et/ou olfactif avec leurs congénères. 2) Dans le but de repérer rapidement toute anomalie, les animaux seront suivis quotidiennement. Toute anomalie sera rapportée au vétérinaire qui jugera s’il est nécessaire de réaliser un examen clinique approfondi et interviendra dans le diagnostic, la prescription et mise en place d’un traitement thérapeutique adapté et/ou des soins divers, dans le but de soigner ou soulager l’animal. L’administration du traitement prescrit devra être réalisée par une personne habilitée. 3) Surveillance accrue de l’animal durant les manipulations. 4) Une période d'acclimatation adaptée sera dispensée avant la 1ère administration et/ou prélèvement, afin de permettre aux animaux de s'adapter à leur environnement et de s'assurer de leur bon état de santé. Grâce à ces différentes méthodes, le bien-être de l’animal sera respecté et sa douleur, souffrance et angoisse seront d’abord réduites puis supprimées. Ainsi, les manipulations seront réalisées dans les meilleures conditions possibles.
Choix des espèces
Le lama sera ici utilisé pour la production d’anticorps. En effet, les camélidés ont la particularité de disposer de 2 familles d’immunoglobulines G (anticorps) : les immunoglobulines G conventionnelles et les immunoglobulines G à domaine unique. Ces dernières sont composées uniquement de chaînes lourdes et présentent de multiples avantages par rapport aux anticorps conventionnels : architecture plus simple ; poids moléculaire inférieur ; petitesse qui permet de pénétrer les tissus plus rapidement et d'atteindre des cibles inaccessibles pour les anticorps conventionnels ; capacité d'atteindre plusieurs cibles simultanément ; meilleure stabilité. Ainsi, grâce à la simplicité de leur manipulation et fabrication, leur petite taille, leur grande affinité, leur spécificité aux antigènes et leurs propriétés thermostables, ces immunoglobulines sont largement utilisées en immunochimie notamment et sont des candidates idéales pour des applications thérapeutiques et diagnostiques. Ces nanoanticorps représentent une innovation majeure dans la sphère des biotechnologies. Les animaux sélectionnés seront de jeunes adultes (entre environ 9 mois et environ 6 ans) car c'est à ce stade qu'ils sont entièrement immunocompétents.
Etude de la fonction de la protéine CKIP1 dans les microglies de souris EU 2/2
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système nerveux
432 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Elles reçoivent une injection abdominale cinq jours de suite avant mise à mort et prélèvement de tissus cérébraux, pour étudier une protéine des cellules immunitaires du cerveau. Le porteur décrit un projet de recherche fondamentale dont les bénéfices annoncés relèvent de la connaissance générale et d'une "potentielle cible pharmacologique". Il indique avoir développé un modèle de culture cellulaire pour limiter le recours à la souris entière, tout en jugeant les expériences in vivo non modélisables.
Objectifs
Les cellules immunitaires résidentes du système nerveux central façonnent les réseaux de neurones au cours du développement. Chez l’adulte elles participent à la surveillance et l’entretien du cerveaux en éliminant les cellules mortes ou inutiles. Dans le cerveau sain, les cellules immunitaires ont une morphologie complexe caractérisée par des prolongements ramifiés en perpétuelles mouvements. Ces mouvements sont importants car grâce à eux les cellules peuvent explorer le cerveau à la recherche de dysfonctionnements. Il se trouve que dans la plupart des pathologies du cerveau le mouvement de ces prolongements s’arrêtent et il est difficile de savoir si l’arrêt de ces mouvements est une cause ou une conséquence de la pathologie. De plus les mécanismes cellulaires contrôlant ces mouvements sont pour la plupart inconnus. Il est donc important de comprendre le fonctionnement de ces mouvements et leur rôle exact pour mieux comprendre leurs impacts sur les pathologies du cerveau. Nous avons identifié une molécule exprimée par ces cellules immunitaires qui pourrait être impliquées dans ces mouvements, nous proposons de la supprimer pour étudier les effets sur le fonctionnement des cellules et la réponse cellulaire lors d’une inflammation mimant une pathologie. Ce projet a deux objectifs principaux. 1) Caractériser le rôle de cette protéine dans la physiologie des cellules immunitaires du cerveau. 2) Etudier les répercussions de l’invalidation de la protéine sur la neuro-inflammation, et le fonctionnement du cerveau. Ces expériences nous permettront de mieux comprendre la fonction de cette protéine mais également de d’appréhender le rôle que jouent les cellules immunitaires aux cours des pathologies du système nerveux central.
Bénéfices attendus
Il s’agit d’un projet de recherche fondamentale dont les résultats bénéficieront à la connaissance générale du système nerveux central tant chez l’homme que l’animal, et permettront de mieux comprendre les interactions entre le système nerveux central et le système immunitaire. Les résultats attendus de cette recherche permettront de mieux comprendre les processus cellulaires conduisant aux pathologies neurodégénératives du système nerveux central et aux troubles engendrés par l’auto-immunité. Il permettra surtout de mieux comprendre les voies de signalisations associées à notre protéine d’intérêt et d’en faire une potentielle cible pharmacologique.
Procédures
Une Injection abdominale 5 jours consécutifs/ animal. Chaque injection se fait en 30 secondes max/animal. Prélèvement de tissus sur des animaux morts (432).
Impact sur les animaux
Inconfort lié à des injections répétées
Devenir
Mise à mort pour récolter les tissus et faire des analyses morphologique et transcriptomiques
Remplacement
Il s’agit d’un projet de recherche fondamental visant à étudier le rôle d’une protéine jusqu’alors inconnue. Les expériences réalisées dans ce projet ne peuvent donc pas être modélisées. Nous travaillons sur des cultures de cellules primaires provenant d’animaux nouveaux nés ou réaliserons des études histologiques sur des cerveaux de souris pour obtenir nos données.
Réduction
Les lots et procédures ont été élaborés de manière à optimiser les groupes contrôles et à éviter la redondance. Les effectifs ont été déterminés et les analyses réalisées avec des test statistiques appropriés. Il s’agit de travaux originaux jamais réalisés à notre connaissance dans la littérature.
Raffinement
Afin de limiter le nombre d’expériences et l’inconfort lié aux expériences in vivo, nous avons développé un modèle de culture dans lequel la morphologie de nos cellules d’intérêt est préservée. Ceci nous permettra de limiter l’utilisation de souris entière pour réaliser nos expériences. De façon générale le bien-être des animaux sera évalué de façon quotidienne. Les souris seront observées dans leurs cages pendant plusieurs minutes puis pesées. L’évaluation se fera selon un scorage établi (posture, poids, toilettage) de sorte à identifier les points limites.
Choix des espèces
Nous avons choisi la souris comme modèle car couramment utilisée au laboratoire. Les souris permettent d’avoir recours à des animaux transgéniques. Il existe une abondante littérature sur le fonctionnement synaptique chez la souris ce qui évitera de reproduire certaines expériences pour valider notre modèle. Pour la culture cellulaire les animaux seront âgés de 2 à 5 jours lors des injections stomacales de tamoxifène et de 10 jours lors de la mise en culture. Cet âge permet d’obtenir une résistance suffisante aux conditions d’hypoxie et d’ischémie des cellules rencontrées lors de la mise en culture et une maturation suffisamment avancée pour obtenir des cellules ramifiées. Les expérimentations in vivo seront réalisées sur des animaux adultes âgés de 6-10 semaines.
Impact du microbiote intestinal dans les maladies neurodégénératives – MICROBIOTALZ
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles nerveux
1 389 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Sur des souris modèles d'Alzheimer, le porteur décrit une déplétion du microbiote par antibiotiques ou laxatif pouvant provoquer des diarrhées, des prélèvements de sang et de selles, et un conditionnement par la peur reposant sur trois chocs électriques. Il indique que les souris donneuses de microbiote sont tuées d'emblée et que les receveuses le sont après les tests, pour analyse du cerveau. Le remplacement est écarté au motif que l'étude des déficits de mémoire ne peut se faire in vitro.
Objectifs
Ce projet a pour objectif d'étudier le lien entre la dysbiose intestinale présente dans les souris 5xFAD, modèle transgénique de la maladie d'Alzheimer, et l'amplitude des déficits de mémoire de ces animaux. Nous souhaitons démontrer la causalité de la dysbiose intestinale sur les phénomènes mnésiques.
Bénéfices attendus
L'identification de souches causales et/ou protectrices de la pathologie constituera la base d'une prévention de la maladie d'Alzheimer basée sur la restauration d'un microbiote intestinal sain.
Procédures
Les animaux seront soumis à des prélèvements de sang (2 min) et de selles (1 min) : les fèces et environ 150μL de sang seront prélevés en sous-mandibulaire au démarrage de l'experimentation et à la fin de l'étude 60 jours plus tard.
Impact sur les animaux
La déplétion du microbiote endogène des animaux par antibiotiques ou laxatif peut induire des diarhhées qui seront toutefois temporaires car la réintroduction d'un microbiote intestinal complet traite immédiatement ces symptomes. Lors de la procedure de conditionnement par la peur, les 3 chocs électriques administrés aux animaux vont générer une douleur transitoire. Lors de la réexposition des animaux à l'environnement où ils auront reçu les chocs, un stress sera mesurable si leurs performances de mémoire ne sont pas altérées.
Devenir
A l'issue de la procédure 1, les animaux donneurs de microbiotes sont mis à mort et ne rentrent pas expérimentation. A l'issue des procédures 1 à 3, les animaux receveurs sont conservés jusqu'à la fin des traitements et des tests de comportement. A l'issue de la procédure 4 (dernier test expérimental), tous les animaux sont mis à mort pour analyse de la pathologie cérébrale.
Remplacement
L’étude des déficits de mémoire nécessite l’utilisation d’animaux, ceci ne pouvant se faire sur des modèles in vitro.
Réduction
Le plan expérimental a été optimisé en déterminant qu’un nombre réduit de 12 souris receveuses par groupe était suffisant pour d’obtenir des résultats reproductibles et analysables statistiquement. Taille minimale des groupes receveurs : le nombre d’individu varie entre 9 et 22 animaux en fonction du test comportemental. Nos expériences seront réalisées sur des groupes de 12 animaux/traitement et reproduites sur 2 à 3 lots d’animaux différents soit au total 24 à 48 animaux/groupe (logiciel G*power, erreur α de 5%, puissance (1-β err prob) de 80%). Plan d'analyses statistiques (logiciel Graphpad Prism7) -Vérification de normalité des données : test de D'Agostino-Pearson -Distribution Gaussienne => analyse de variance à un facteur (ANOVA) puis test de Dunnett pour correction des comparaisons multiples par rapport à la condition Véhicule -Distribution non Gaussienne => test de Kruskal-Wallis puis test correctif de Dunn's -Niveau de significativité à p=0,05. La réalisation de plusieurs tests de mémoire durant le protocole permettra une optimisation de l'utilisation des animaux, évitant de multiplier les séries expérimentales. •Stratégie de réduction La réalisation de plusieurs tests de mémoire durant le protocole permettra une optimisation de l'utilisation des animaux, évitant de multiplier les séries expérimentales. Le suivi longitudinal des performances mnésiques produira un recueil de données multiples pour un même animal. Le projet prévoit une multiplicité d'analyses post mortem sur un même animal.
Raffinement
•Suivi des animaux Inspection - 2 à 3 fois par semaine avec prise de poids 2 fois par semaine, avant chaque injection. Une grille d’évaluation de l’état général de chaque animal sera remplie (présentée en annexe 2) avec identification de points limites où une prise en charge adaptée sera effectuée. •Hébergement et raffinement - Hébergement en cage collective contenant de l'enrichissement environnemental (matériel pour la nidification). Les animaux seront tatoués afin de pouvoir les identifier dans la cage collective. •Procédure de conditionnement à la peur - Le plan expérimental a été optimisé en déterminant qu’un nombre réduit de 3 chocs d'une durée courte de 2 secondes est suffisant pour d’obtenir des résultats reproductibles et analysables statistiquement. L'intensité des chocs sera adaptée à la taille/poids de l'animal au moment de l'expérimentation.
Choix des espèces
Les souris C57Bl/6J, utilisées dans nos études, représentent des lignées classiques pour les études en neurobiologie, principalement pour l'étude de la mémoire. La lignée de souris transgénique 5xFAD (fond C57Bl/6J) est également une lignée très utilisée pour modéliser la maladie d'Alzheimer car elle récapitule l'ensemble de la neuropathologie à l'exception de la pathologie Tau. L'extrême rapidité d'apparition des symptômes fait de cette lignée transgénique le modèle le plus adapté pour étudier une modification de l'apparition des déficits de mémoire induite par des interventions sur la composition du microbiote intestinal. Les souris Swiss présentent une alternative aux souris C54BL/6J, étant également de très bons modèles d'étude des performances mnésiques. Les études seront réalisées sur des animaux adultes car les pathologies étudiées seront des pathologies se développant à l'âge adulte.
Implication d’un récepteur à activité tyrosine kinase dans la formation du squelette craniofaciale chez le poisson zèbre
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Recherche fondamentale
- Système musculosquelettique
7 812 poissons zèbres vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Génétiquement modifiés, ils subissent prélèvement de nageoire pour génotypage, bains chimiques, chocs thermiques et imageries répétées sous anesthésie, pour étudier une malformation du crâne liée au gène Fgfr3. Le porteur indique que des malformations craniofaciales, microcéphalie et scoliose, sont attendues et que les poissons dépassant les points limites seront mis à mort, l'atteinte n'étant pas présentée comme systématique. Il qualifie d'"indispensable" le développement de nouvelles thérapies et conclut au recours au poisson zèbre pour reproduire ces mécanismes.
Objectifs
Les craniosynostoses sont des maladies génétiques qui résultent d’un défaut du processus d'ossification et entrainent une fusion prématurée d’une ou plusieurs sutures crâniennes associées à des malformations crâniofaciales. Outre les problèmes esthétiques ces malformations sont responsables de troubles fonctionnels majeurs dus aux conflits de croissance entre crâne et encéphale qui provoque une hypertension intracrânienne. Aujourd’hui les traitements des craniosynostoses consistent en des interventions chirurgicales lourdes et répétées. Le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques est indispensable et nécessite une meilleure compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires mis en jeux au cours de l’ossification dans des conditions normales et pathologiques. Les objectifs du projet seront de comprendre les mécanismes mis en jeu dans la formation de la voûte crânienne en utilisant des poissons zèbres génétiquement modifiés. Les modèles de poisson zèbres utilisés et développés au cours de ce projet présenteront des malformations crâniofaciales mimant la pathologie humaine (microcéphalie, défaut des sutures) dont le caractère dommageable ne sera présent que tardivement au cours du développement environs 2 mois après la naissance. Les modèles de poissons zèbre développés permettront également de tester l'efficacité de différents composés pharmacologiques qui sont susceptibles de corriger ces malformations au cours de la formation de la voûte crânienne.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’un point de vue fonctionnel de mieux définir le rôle de Fgfr3 dans l’ossification membranaire. L’utilisation du poisson zèbre permet de développer une approche novatrice pour comprendre les mécanismes impliqués dans les osteochondrodysplasies liées à des mutations de fgfr3. La compréhension de ces mécanismes est essentielle pour l’étude des craniosynostoses et la mise en place de stratégies thérapeutiques permettant une meilleure prise en charge des patients. L’établissement de ces modèles de poissons zèbres permettra d’effectuer le criblage de molécules.
Procédures
Procedure 1 à 8: Les animaux génétiquement modifiés subiront une fois dans leur vie des prélèvements sous anesthésie d'un bout de nageoire, pour génotypage. La procédure consiste à anesthésier le poisson adulte par bain rapide de benzocaïne (1min), puis un segment de 2-3mm de la nageoire caudale est coupé. Les poissons régénèrent spontanément leurs nageoires en quelques jours et il n’y a pas d’effets nocifs à long terme. Procédure 3: Les animaux seront baignés une fois dans du rouge alizarine et une fois dans de la de la calcéine pendant une nuit chacun. Procédure 4: Les poissons seront baignés 1 fois dans du tamoxifène pendant 7 heures Les poissons subiront un choc thermique à 37°C 3 fois pendant 1 heure. Les poissons seront imagés 2 fois en 30 jours pour cela ils seront maintenus sous anesthésies générales dans de l'hydrogel pendant 5 minutes environs (temps nécessaire pour le positionnement, pour l'acquisition et le retour dans l'eau de nage sous anesthésies générales (benzocaïne 75mg/L). Procédure 5: Les poissons seront baignés 1 fois dans de l'actiflash pendant 7 heures. Ils seront irradiés avec un laser UV 1 fois pendant 200fs sous anesthésie générale et maintenues dans de l'hydrogel durée 5 min. Les poissons subiront un choc thermique à 37°C 3 fois pendant 1 heure. Les poissons seront imagés 2 fois en 10 jours pour cela ils seront maintenus sous anesthésie générale dans de l'hydrogel pendant 5 minutes environs (temps nécessaire pour le positionnement, pour l'acquisition et le retour dans l'eau de nage sous anesthésies générales (benzocaïne 75mg/L) Procédure 6: Les poissons seront imagés 4 fois en 4 semaines pour cela ils seront maintenues sous anesthésies générales dans de l'hydrogel pendant 3 minutes environs (temps nécessaire pour le positionnement, pour l'acquisition et le retour dans l'eau de nage sous anesthésies générales (benzocaïne 75mg/L). Procédure 7: les poissons subiront une seule fois dans leur vie une injection intrapéritonéale sous anesthésie générale (benzocaïne 75mg/L) , l'anesthésie durera 5 min maximum. Procédure 8: les poissons seront soumis à un traitement pharmacologique par balnéation pendant 15 jours.
Impact sur les animaux
Des malformations squelettiques sont attendues pour les poissons fgfr3lof/lof et pour l’ensemble des poissons exprimant une mutation Fgfr3 pPro262Arg, l’apparition d’une déformation du squelette crâniofacial (microcéphalie, aplatissement de la face) et axial (scoliose, retard de croissance) ne sera pas un critère éliminatoire. Néanmoins l’apparition de symptômes morphologiques (érosion, lesion…) ou comportementaux (poisson amaigri, immobilité…) sera suivis et scorés tout au long de la croissance du poisson. Les poissons dépassant les points limites définis dans le projet seront euthanasiés. D'autre part les poissons au cours des différentes procédures subiront des stress relatifs aux anesthésies répétées, aux chocs thermiques à 37°C, aux isolements nécessaires pour les acquisitions et pour le génotypage des poissons.
Devenir
l'ensemble des poissons de ce projet seront mis à morten fin de procédure
Remplacement
Pour la procédure 8, la sélection des molécules les plus spécifiques et efficaces permettant potentiellement d'améliorer le phénotype pathologique des poissons fgfr3P262R se fera au préalable in vitro afin de ne pas utiliser de poissons lors de cette étape de sélection.
Réduction
Selon l'expérience, les tests d'ANOVA, de Mann Whitney et de Student seront réalisés. Nous limiterons le nombre d’animaux utilisés aux besoins statistiques de nos analyses. Les procédures d'imagerie in vivo se feront de maniere longitudinale (Un même individu est analysé à différents temps) ceci permettant d'augmenter la puissance statistique et de réduire le nombre d'individus analysés.
Raffinement
Les poissons seront élevés à 28°C dans une eau ayant un pH de 7 avec des cycles jour/ nuit de 14/10h et nous veillerons à fournir un enrichissement aux poissons grâce à l'apport de nourriture vivante et à maintenir un enrichissement social. Afin d’effectuer le suivi des poissons ceux-ci seront regroupés par génotype et un dénombrement des poissons affectés par symptôme sera effectué quotidiennement. Des malformations squelettiques sont attendues pour les poissons fgfr3lof/lof et pour l’ensemble des poissons exprimant une mutation fgfr3 pPro262Arg ; l’apparition d’une déformation du squelette crâniofacial (microcéphalie, aplatissement de la face) et axial (scoliose, retard de croissance) ne sera pas un critère éliminatoire. La majorité des procédures seront pratiquées à des stades précoces (environs 6 à 10 semaines post fécondation du développement de la voûte crânienne), stade où les malformations crâniofaciales dommageables sont nulles ou très légères et ne sont pas susceptible d'induire de la souffrance. Néanmoins l’apparition de symptômes morphologiques (érosion, lésion…) ou comportementaux (poisson amaigri, immobilité…) sera suivie et les poissons seront scorés quotidiennement tout au long de leur croissance. Les poissons dont le score dépasse les points limites définis dans le projet seront euthanasiés par surdosage de benzocaïne à une concentration dans l'eau de nage de 375mg/L pour une durée de 15 min. La mort des poissons est visualisable par la perte de flottaison qui suit une période d'anesthésie qui est observée en moins de 2 minutes. L’acquisition d'image nécessaire au cours des procédures d'imagerie in vivo sera réalisée avec un confocal de type spinning disk permettant de réduire au maximum le temps d'acquisition (environ 1min) et par conséquent la durée de l'anesthésie qui sera réalisée dans une solution de benzocaïne tamponnée à 75mg/L. Lors de l'acquisition d'images ou de l'irradiation des poissons avec un laser UV, les poissons seront maintenus dans de l’hydrogel. Ce milieu aqueux permet de garder la peau humide, alimente les branchies en eau et oxygène, et limite l’impact sur la peau et les écailles évitant ainsi les suffocations. Enfin des tests préalables seront réalisés pour réduire au maximum la dose et la durée d’exposition des poissons à des composés pharmacologiques.
Choix des espèces
Le poisson zèbre se révèle être un modèle de choix pour l’étude du développement du squelette crâniofacial et de la voûte crânienne. La voûte crânienne présente de nombreuses similitudes entre le poisson zèbre et l’homme, aussi bien au niveau de sa structure, des mécanismes cellulaires (ossification membranaire) et moléculaires (conservation des principales voies de signalisation régulant l'ostéogénèse) impliqués au cours de son développement. De plus l’accessibilité du crâne chez le poisson zèbre et l'existence de nombreuses lignées transgéniques permettent d'observer par simple microscopie in vivo (méthode non invasive) les différentes populations cellulaires impliquées dans la formation osseuse. Enfin chez le poisson zèbre, Fgfr3 est conservé et exprimé fortement au cours de la formation de la voûte crânienne, contrairement à la souris. L’analyse du phénotype squelettique se fera du stade larvaire (5jpf ; formation du squelette pharyngé) jusqu’au stade adulte. Le poisson zèbre ayant une croissance continue tout au long de sa vie il est important d’observer l’evolution du phénotype squelettique à des stades tardifs ( 2 semaines, 6 semaines, 3 mois et 6 mois). Une grande partie des procédures seront réalisées entre 4 semaines et 8 semaines pendant la formation de la voûte crânienne.