Procédures modérées

240 hamsters syriens vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie reçoit des injections répétées de mélatonine, une autre subit une chirurgie d'implantation d'un système d'infusion continue d'hormones thyroïdiennes dans le cerveau, pour étudier la prolifération cellulaire saisonnière de l'hypothalamus. Le porteur indique que la chirurgie est douloureuse, que le passage en jours courts provoque une perte de poids d'environ 15 % et que l'isolement en cage individuelle peut générer du stress. Tous les animaux sont ensuite tués pour prélever le cerveau, le sang et les testicules.

Objectifs

L’hypothalamus est une partie du cerveau qui contrôle les fonctions métaboliques et reproductives. Chez les mammifères, il a été montré que les changements saisonniers des hormones thyroïdiennes et de la mélatonine régulent l’activité de l’hypothalamus pour ajuster les fonctions métaboliques et reproductives avec les saisons. Notre projet déterminera quel est le rôle des hormones saisonnières (mélatonine et hormones thyroïdiennes) dans la prolifération cellulaire saisonnière de l’hypothalamus du hamster syrien, un mammifère saisonnier. Des études chez le mouton ont montré que l'exposition à des jours courts d’hiver (avec un pic long de mélatonine), qui induit une activation de leur reproduction, est associée à une augmentation de la prolifération cellulaire dans l’hypothalamus. Nos données préliminaires chez le hamster syrien montrent que l'exposition à des jours courts (qui, à l’inverse du mouton, inhibent sa reproduction) induit également une prolifération cellulaire dans l’hypothalamus. Ces observations suggèrent que la prolifération saisonnière des cellules hypothalamiques se produit en réponse au signal saisonnier, indépendamment de la stratégie de reproduction de l'animal. Notre projet testera quelles hormones saisonnières (mélatonine et/ou hormones thyroïdiennes) induit la prolifération cellulaire hypothalamique en jours courts chez le hamster syrien mâle.

Bénéfices attendus

Ce projet nous aidera à mieux comprendre la nature du signal saisonnier endocrine (mélatonine et/ou hormones thyroïdiennes) qui contrôle la prolifération cellulaire saisonnière dans l'hypothalamus du cerveau adulte d’un mammifère. Les résultats obtenus nous permettront ensuite d’envisager de futures expériences pour 1) établir la nature des cellules hypothalamiques nouvellement formées suite au changement des saisons, 2) analyser le rôle physiologique de la prolifération cellulaire adulte saisonnière et 3) d’étudier l’effet de perturbateurs saisonniers (réchauffement climatique, pollution lumineuse nocturne) sur la prolifération cellulaire saisonnière. Ces travaux ont des implications cliniques potentielles car des études récentes montrent que la physiologie humaine présente aussi des variations saisonnières d’hormones liées au métabolisme, à la reproduction et à la croissance.

Procédures

Dans la première expérience où nous testons l’effet d’un allongement du pic nocturne de mélatonine en jours longs, chaque hamster recevra une injection de solvant ou de la mélatonine (durée de la préhension plus injection : 2 min) chaque jour pendant 2 ou 4 semaines. Un jour avant la fin de l’expérience, une injection intrapéritonéale d’une substance qui permet la visualisation des cellules nouvellement formées (durée de la préhension plus injection : 2 min) sera donnée sur chaque hamster vigile. Toutes les injections se feront sur animal vigile. Les hamsters seront stabulés à raison de de 3 individus par cage enrichie (tunnel, nid, bâton en bois). Dans la deuxième expérience où nous testons l’effet d’une augmentation des concentrations des hormones thyroïdiennes en jours courts, chaque hamster aura une chirurgie pour implanter un système permettant l’infusion continue de solvant ou d’hormones thyroïdiennes dans le cerveau (durée de la chirurgie sous anesthésie profonde : 30 min) pendant 2 ou 4 semaines. Un jour avant la fin de l’expérience, une injection intrapéritonéale d’une substance qui permet la visualisation des cellules nouvellement formées (durée de la préhension plus injection : 2 min) sera donnée sur chaque hamster vigile. Les hamsters seront stabulés en cages individuelles enrichies (tunnel, nid, bâton de bois) car la situation de jours courts les rend naturellement agressifs et les animaux pourraient s’attaquer les uns aux autres, notamment au niveau des plaies des implantations. A la fin de l'étude, tous les animaux seront mis à mort après anesthésie profonde.

Impact sur les animaux

Le hamster syrien peut être stressé par les manipulations/préhensions qu’il devra subir régulièrement. Les injections intrapéritonéales peuvent engendrer une douleur locale mais de courte durée. L’intervention chirurgicale est jugée douloureuse per se (douleur modérée) et peut également entrainer des inflammations. Le transfert en jours courts entraine naturellement une perte de poids d’environ 15%, mais il est possible que la perte de poids soit supérieure. Les hamsters opérés et leurs contrôles sont suite à l'impantation transférés en jours courts et sont placés en cage individuelle (car étant naturellement plus agressifs en jours courts, ils pourraient s’attaquer, notamment au niveau des plaies) ce qui peut conduire à un stress de l’isolement.

Devenir

Mise à mort de tous les animaux pour prélèvements 1) du cerveau post-mortem dans le but d’analyser la prolifération cellulaire grâce à la visualisation par une technique de coloration de cellules nouvelles nées par immunohistochimie ; 2) du sang pour doser les hormones de la reproduction, 3) des testicules dont la masse indique le statut reproducteur de l’animal.

Remplacement

Le projet vise à étudier l’effet de plusieurs hormones de la saisonnalité sur les processus de prolifération cellulaire dans l’hypothalamus. Ce sont des fonctions intégrées typiques des mammifères qui par conséquent ne peuvent pas être étudiées chez des organismes non-mammifères, des lignées cellulaires ou des modèles biomathématiques, et qui nécessitent des organismes entiers. Dans ce contexte il n'est encore pas possible de proposer d’alternatives pour des études préliminaires dans des modèles hors-champs.

Réduction

Le nombre de animaux a été calculé sur des connaissances du modèle et une méthode mathématique en intégrant la variabilité inhérente au modèle et aux gestes réalisés. Ce nombre permettra d’obtenir des résultats statistiquement exploitables. Les tests statistiques utilisés pour comparer les groupes ont été choisis pour permettre d’évaluer l’effet de plusieurs hormones de la saisonnalité sur les processus de prolifération cellulaire dans l’hypothalamus.

Raffinement

Tous les hamsters seront dans des cages enrichies avec du matériel de nidation, un bâton à ronger, et tunnel de refuge. Avant et pendant les traitements, les hamsters, qui sont des animaux sociaux, seront placés en cage collective (3 individus par cage). Il y aura une exception pour les hamsters stabulés en jours et ayant eu une intervention chirurgicale qui seront isolés car il y a des risques qu’ils soient agressifs entre eux. Les hamsters soumis à des traitements seront traités avec des analgésiques et anesthésiques adaptés pour réduire leur souffrance induite par les procédures à un niveau minimum. Les animaux seront habitués à la manipulation avant le début des injections pour limiter le stress généré par celles-ci. Ils seront observés quotidiennement pour détecter tout signe de souffrance. Des points-imites ont été établis pour soustraire l’animal à la souffrance durant la durée de l’étude.

Choix des espèces

Le hamster syrien est un modèle de rongeur dont la physiologie saisonnière est bien caractérisée. Des résultats récents chez le hamster syrien ont montré l’existence d’une prolifération cellulaire hypothalamique augmentée lors du transfert en jours courts type hiver. De plus les procédures expérimentales proposées chez cette espèce sont bien maitrisées, ce qui contribuera à en limiter les effets dommageables pour l’animal. Pour ce projet seuls les mâles seront utilisés car la bonne intégration de l’information photopériodique est facilement observable par la modification de la taille des testicules. Nous utiliserons des hamsters mâles post-pubères âgés entre 3 et 8 mois, car notre expérience nécessite que les hamsters aient un âge où la maturation sexuelle est optimale.

5050 souris transgéniques 5XFAD vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent des composés en développement par voie orale jusqu'à 50 jours ou par injection, avec des prélèvements sanguins hebdomadaires, avant d'être tuées pour prélever le cerveau et enregistrer l'activité neuronale sur coupes. Le porteur indique n'attendre aucun effet indésirable notable hormis une possible agressivité des mâles. Il précise que les animaux surnuméraires servent à l'entraînement technique du personnel puis sont eux aussi tués.

Objectifs

La maladie d’Alzheimer (MA) est un syndrome neurodégénératif associé à une perte progressive des fonctions cognitives. La MA est corrélée à des modifications cérébrales incluant le dépôt de plaques amyloïdes, des dégénérescences de neurones et la mort neuronale qui conduisent inévitablement à la perte de mémoire et aux déficits dans la transmission synaptique. L’objectif de ce projet est d’étudier les modifications du réseau neuronal par électrophysiologie sur coupes cérébrales dans des modèles animaux transgéniques présentant des déficits cognitifs et de tester l'efficacité de molécules en développement sur ces modifications. Pour ce projet, nous utiliserons le modèle 5XFAD, bien décrit dans la littérature. Ce modèle de souris associe 5 mutations responsables de la MA: trois mutations du gène de l’APP : la suédoise, la « Florida », la londonienne, et deux mutations du gène PS1. La lignée 5xFAD présente une accumulation intracellulaire précoce d'un peptide caractéristique de la MA dès 1,5 mois, suivie à 2 mois d’une perte neuronale importante. Une atteinte de la mémoire de travail, de la mémoire associative et de la mémoire de référence sont observées dès l’âge de 3 mois. Les souris transgéniques 5XFAD présentent les principales caractéristiques de la MA et constituent un modèle de choix pour l’étude de la neurodégénérescence intra neuronale et l’efficacité de composés en développement. Les modèles de souris sur lesquels nous allons travailler ne présentent pas de phénotype dommageable à l'âge auquel nous les utilisons (moins de 6 mois).

Bénéfices attendus

Ce projet scientifique associé à notre plateforme d'électrophysiologie ex-vivo (sur coupes cérébrales) permettra de tester les effets neurotoxiques/neuroprotecteurs de composés en développement sur les modifications du réseau neuronal liées à la maladie d’Alzheimer (MA). La technique utilisée sera l'électrophysiologie ex-vivo, c'est-à-dire sur coupes cérébrales.

Procédures

Au cours de ce projet, nous allons tester l'effet de composés en développement sur les modifications de plasticité synaptique observées dans le modèle 5XFAD. Pour cela, des composés seront administrés à des souris 5XFAD, par voies entérales (orale) ou parentérales (intrapéritonéal, sous-cutané, intramusculaire et intraveineux). -voie intrapéritonéale : La durée d’administration consécutive du produit sera fonction de la nature du véhicule utilisé ou de la tolérance du produit et ne pourra dépasser 21 jours, à raison d’une fois par jour. -voie orale : de 1 à 50 jours maximum, une ou deux fois par jour. -voie sous-cutanée : de 1 à 7 jours maximum, une fois par jour. -voie intraveineuse : de 1 à 7 jours maximum, une fois par jour. -voie intramusculaire : 1 à 7 jours maximum, une fois par jour Lors de l’expérimentation, des prélèvements sanguins au niveau de la veine caudale pourront être effectués 1 fois par semaine maximum sur animal vigile selon les méthodes en vigueurs suivantes : - Au niveau de la veine caudale, sur animal vigile maintenu dans une boite à contention ; - Au niveau de la veine sub-mandibulaire, sur animal vigile ; - Au niveau de la veine jugulaire, sur animal anesthésié à l’isoflurane (après induction 3min à 5%). Selon les recommandations, le volume maximum prélevé sera de 7,5% de volume sanguin total (soit 100 à 140µL de sang). Un point de compression sera réalisé pour arrêter tout saignement avant que l’animal ne retourne dans sa cage.

Impact sur les animaux

A priori, aucun effet indésirable n’est attendu sur ces animaux, hormis une augmentation possible d’agressivité chez les mâles. En cas d’agressivité, un isolement des animaux sera mis en place. Une fiche d’observations/points limites (en annexe) permettra d’assurer le suivi des points limites adaptés aux modèles et aux différentes voies d’administration des composés. Les animaux sont évalués sur leur comportement, leur respiration, leur aspect général, si besoin leur poids quotidiennement. Les points limites ainsi que les procédures de soins ou d’hébergement seront affinés en fonction des observations réalisées sur cette lignée. Les recommandations du fournisseur concernant l’hébergement (stabulation, enrichissement…) seront suivies afin d’améliorer le bien-être animal. Le modèle de souris transgéniques 5XFAD que nous utiliserons présentent un phénotype non dommageable à l'âge étudié (moins de 6 mois). Si des phénomènes inattendus, non répertoriés par le fournisseur se manifestaient, les points limites seraient adaptés. Suite à l’administration des composés à tester, il se peut que des signes d’inconfort ou d’intolérance se manifestent (rougeur, gonflement…). L’altération de l’état d’un animal entraînera la mise en place d'interventions précoces et adaptées et des procédures de modifications de soins pourront être mises en œuvre en cas de besoin comme détaillé dans la fiche de suivi. Les animaux exprimant des signes permanents de douleur seront exclus de l’étude et mis à mort immédiatement, sur décision du directeur de l'étude et/ou du vétérinaire désigné.

Devenir

A la fin de la période d'administration du composé, les animaux seront mis à mort afin de réaliser des coupes cérébrales et d'enregistrer l’activité neuronale par la technique d’électrophysiologie ex-vivo. Les animaux surnuméraires seront utilisés pour la formation et le maintien des gestes techniques du personnel et seront mis à mort à la fin de la procédure.

Remplacement

L'organisation des réseaux neuronaux et la plasticité synaptique peuvent être étudiés sur des coupes cérébrales de rongeurs par électrophysiologie. Elles ne peuvent pas être reproduites, ni étudiées dans des modèles de cultures cellulaires in-vitro. L'étude de l'effet de composés en développement et une meilleure compréhension des pathologies du système nerveux central nécessitent donc l'administration de composés sur un organisme entier. Nos expérimentations au sein de la société, même si elles nécessitent l’utilisation d’animaux, sont pratiquées avec un souci permanent de réduction du nombre d’animaux et de bien-être pour nos animaux en expérimentation. Toutes les expériences sont réalisées dans le respect éthique de la règle des 3 R.

Réduction

Le nombre de souris a été réduit autant que possible, tout en étant suffisant pour l'obtention de résultats exploitables. L'évaluation du nombre d'animaux nécessaire a été effectuée par un programme statistique. Les résultats seront analysés avec un logiciel adapté. Nous adapterons les tests statistiques en fonction de la distribution des observables, qu'elle soit normale ou non.

Raffinement

Dès leur arrivée, les animaux seront hébergés dans des cages collectives avec un environnement enrichi (par exemple : igloos, briques de bois à grignoter, ambiance sonore dans la salle, commutation progressive de la lumière, etc.). Suivra alors une période d’acclimatation de 5 jours minimum, pendant laquelle aucun geste technique lié à la procédure expérimentale ne sera réalisé. Les conditions d’hébergement et de soins et les méthodes utilisées ont été choisies et conçues de manière à réduire au maximum toute douleur, angoisse ou dommages durables que pourraient ressentir les animaux. Le contrôle mortalité des animaux sera effectué quotidiennement sans exception (Week-ends & jours fériés inclus) par du personnel compétent et qualifié. Le bien-être des animaux sera évalué par l’observation des signes cliniques. Soins : Des points limites ont été établis afin d’anticiper toute dégradation de l’état de santé général des animaux et, le cas échéant, d’appliquer des protocoles de soins adaptés.

Choix des espèces

Nos expérimentations sont réalisées chez la souris, petit rongeur dont l’étude est extrêmement répandue au sein des laboratoires de recherche en Neurosciences, rendant les résultats pertinents pour une large communauté scientifique nationale et internationale. Ces rongeurs, de petite taille et d’élevage facile, possèdent un système nerveux dont le développement est extrêmement proche de celui du système nerveux humain, et dont l’organisation, certes simplifiée, est suffisamment complexe. Pour l'étude des déficits de la maladie d'Alzheimer, la souris représente un modèle de choix pertinent car il existe des modèles transgéniques, bien décrits dans la littérature et couramment utilisés pour tester l'effet de composés en développement. Les animaux seront utilisés de l'âge de 3 semaines à 24 semaines, âge auquel le phénotype n’est pas dommageable, et ceci afin de couvrir tous les âges, du jeune à l'adulte.

6 chevaux sains vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis gardés vivants comme animaux d'enseignement. Chaque cheval subit une biopsie de la langue réalisée à travers la joue sous sédation et anesthésie locale, ainsi que des examens cliniques et des administrations orales de médicaments sur trois jours. Le porteur reconnaît que des complications modérées à sévères comme une hémorragie ou une anorexie peuvent survenir. Il présente cette étude comme une étape préliminaire "indispensable" avant des prélèvements sur des chevaux malades, pour améliorer le diagnostic de la maladie de l'herbe.

Objectifs

Démontrer la tolérance et la faisabilité de la technique de biopsie de langue réalisée à travers la joue, chez des chevaux vivants sains. Ce travail est une étape préliminaire indispensable à la réalisation des prélèvements chez des chevaux symptomatiques, dans un contexte clinique.

Bénéfices attendus

Permettre de valider la faisabilité et la tolérance d'une technique de biopsie linguale sur des chevaux debouts, afin d'améliorer le diagnostic et la prise en charge des chevaux atteints de la maladie de l'herbe. Le diagnostic précoce et fiable de cette maladie présente un réél enjeu éthique et financier.

Procédures

3 interventions : 3 examens cliniques par jour pendant 3 jours, soit 9 examens cliniques, 10 minutes par examen ; 2 administrations per os de médicaments par jour pendant 3 jours, soit 6 per os, 1 minute par administration ; la réalisation de la biopsie linguale transbuccale (à travers la jour) sous anesthésie locale et sédation.

Impact sur les animaux

Des complications modérées à sévères pourraient éventuellement survenir, telles qu'une hémorragie ou une anorexie (perte totale d'appétit). Des complications plus modérées pourraient éventuellement survenir, telles qu'une dysorexie (difficultée à manger, perte d'appétit partielle) les premiers jours après l'intervention, une inflammation douloureuse ou une infection du site d'incision de la joue, des symptômes de fièvre et d'infection généralisée.

Devenir

A l'issue de la première procédure, les 3 chevaux seront replacés pour l'enseignement de l'anatomie. A l'issue de la 2e procédure, les 3 chevaux seront conservés au sein de l'EU, en tant que chevaux d'enseignement clinique.

Remplacement

Une étude préliminaire a été effectuée sur des cadavres afin de garantir la faisabilité de la technique. Notre projet cherche maintenant à démontrer la faisabilité de cette procédure sur des chevaux vivants debouts, avec les difficultées que cela représente : comportement d'acceptation de la procédure, déglutition, mastication et mouvements de langue. La procédure vise également à recenser les complications éventuelles qui pourraient survenir. Aucun modèle inerte ne peut être utilisé pour cette étape du projet.

Réduction

Aucun projet ne s'est intéressé à la réalisation de biopsie linguale chez des chevaux vivants. La faisabilité de la procédure par approche transbuccale a été au préalable évaluée sur des cadavres et la technique a été améliorée au fur et à mesure des essais. Les analyses histologiques effectuées ont démontré la bonne qualité des prélèvements. La procédure a été optimisée avant d'être employée sur des chevaux vivants, permettant de réduire leur nombre. Aucun test statistique n'a été utilisé pour déterminer le nombre d'animaux nécessaires.

Raffinement

Nous optimisons la technique pour améliorer le bien-être des animaux. Les chevaux seront logés au box sur une litière paillée, avec une nourriture standard (foin et granulés), avec des congénères en visuel et sortis 2 fois par jour. Un enrichissement du milieu à l'aide de jeux, de pierres à sel et de pipolino sera effectué selon les individus et leur niveau d’habituation, afin de ne pas générer une source de stress supplémentaire. Pour la réalisation des biopsies, les chevaux seront tranquillisés, après l’administration d’antalgiques et des anesthésies locales seront réalisées pour tous les actes pouvant être inconfortables. Enfin, les chevaux seront remis au box et re-nourris dès que les effets de la sédation auront disparu. La procédure sera réalisée si le cheval supporte une sédation adéquate, sans agitation avec un arrêt de la mobilité de la langue, afin de prélever la biopsie dans des conditions optimales. Si tel n’est pas le cas, la procédure sera arrêtée et le cheval sorti du protocole.

Choix des espèces

Espèce cible pour la pathologie concernée Chevaux adultes. La maladie de l'herbe se déclare le plus souvent chez de jeunes adultes entre 2 et 7 ans. Notre projet vise à tester la faisabilité des biopsies chez des chevaux de taille adulte.

6060 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Après implantation d'électrodes dans le cerveau par stéréotaxie, elles reçoivent des composés en développement par voie orale jusqu'à 50 jours ou par injection, avec un prélèvement sanguin hebdomadaire possible, pour tester des effets neuroprotecteurs ou neurotoxiques sur des modèles de la maladie d'Alzheimer. Le porteur indique que ces souris présentent un phénotype dommageable et que des signes de douleur peuvent persister après la chirurgie malgré les analgésiques. Les retombées annoncées se limitent à mieux comprendre les réseaux neuronaux, l'implantation cérébrale entraînant la mise à mort de tous les animaux pour contrôle histologique.

Objectifs

La neurodégénérescence avec perte progressive des structures et fonctions neuronales est le facteur causal clé de troubles neurologiques dévastateurs tels que la maladie d'Alzheimer (MA). Malgré les progrès significatifs de la recherche en neurobiologie, la prévalence de ces pathologies continue d’augmenter en raison du manque de traitements curatifs. La MA est un syndrome neurodégénératif associé à une perte progressive des fonctions cognitives. Elle est corrélée à des modifications incluant des plaques amyloïdes, des dégénérescencesde neurones et la mort neuronale. Les premières lésions apparaissent dans une zone du cerveau impliquée dans l'apprentissage et la mémoire, l'hippocampe. L’apprentissage et la mémoire reposent sur la plasticité des circuits de notre cerveau, c’est-à-dire la capacité des neurones à modifier de façon durable l’efficacité de leur transmission synaptique. De plus, un nombre croissant de données épidémiologiques a démontré un lien entre le diabète de type 2 et la MA. Cette découverte a permis d’ouvrir de nouvelles perspectives de recherche pour mieux appréhender la physiopathologie des maladies neurodégénératives et ouvrir de nouvelles approches thérapeutiques. Dans ce projet, nous proposons d'étudier dans des modèles de souris transgéniques de la MA et mutantes du diabète présentant des altérations de l’apprentissage et de la mémoire : -les modifications des réseaux neuronaux liées au génotype par des enregistrements électrophysiologiques in-vivo (animal vigile ou anesthésié). -l'efficacité / toxicité de composés en développement sur les modifications des réseaux neuronaux. Pour ces études, des enregistrements électrophysiologiques (animal vigile ou anesthésié) permettront d’étudier les modifications du réseau neuronal induites par administration unique ou répétée de composés en développement par voie entérale (orale) ou parentérale (intraveineuse, intrapéritonéale, sous-cutanée, intramusculaire).

Bénéfices attendus

Ce projet scientifique associé à notre plateforme d'électrophysiologie in vivo (sur animal vigile ou anesthésié) permettra de mettre en évidence les modifications des réseaux neuronaux associés à des modèles de la MA et de tester les effets neurotoxiques/neuroprotecteurs de composés en développement sur les modifications du réseau neuronal liées à la MA.

Procédures

Au cours de ce projet, nous allons tester l'effet de composés en développement sur les modifications de plasticité synaptique observées dans des modèles animaux de la maladie d'Alzheimer, après implantation d'électrodes par stéréotaxie au cours d'une unique chirurgie. Pour cela, des composés seront administrés à des souris, par voies entérale (orale) ou parentérales (intrapéritonéal, sous-cutané, intramusculaire et intraveineux). -voie intrapéritonéale : La durée d’administration consécutive du produit sera fonction de la nature du véhicule utilisé ou de la tolérance du produit et ne pourra dépasser 21 jours, à raison d’une fois par jour. -voie orale : de 1 à 50 jours maximum, une ou deux fois par jour. -voie sous-cutanée : de 1 à 7 jours maximum, une fois par jour. -voie intraveineuse : de 1 à 7 jours maximum, une fois par jour. -voie intramusculaire : 1 à 7 jours maximum, une fois par jour Si nécessaire, un prélèvement sanguin par semaine de moins de 7.5 % du volume sanguin circulant sera effectué.

Impact sur les animaux

Les modèles de souris que nous utiliserons présentent un phénotype dommageable. Leur bien-être sera attentivement suivi durant toute la durée du projet grâce à des fiches d'observation/points limites adaptées aux modèles. Des procédures de prise en charge adaptées seront mises en place. En cas d’administration de composés, il se peut que des signes d’inconfort ou d’intolérance se manifestent. Pour les études sur l’animal vigile, suite au placement par chirurgie des électrodes, il se peut que les animaux présentent des signes de douleur malgré les précautions prises pendant la chirurgie (analgésiques, anesthésiques) et en post-opératoire (antibiotiques). Dans tous les cas, des points limites préalablement définis et adaptés permettront d’assurer un suivi de l’état général des animaux et de mettre en place des interventions précoces et adaptées en cas de souffrance animale.

Devenir

Une chirurgie permettant l'implantation des électrodes nécessaires aux enregistrements électrophysiologiques sera effectuée sur tous les animaux de ce projet. A la fin des procédures expérimentales, tous les animaux seront donc mis à mort. Un contrôle histologique permettant de vérifier l'emplacement des électrodes pourra être réalisé.

Remplacement

L'organisation des réseaux neuronaux et la plasticité synaptique peuvent être étudiées sur animaux vigiles ou anesthésiés par électrophysiologie in vivo. Elles ne peuvent pas être reproduites ni étudiées dans des modèles de cultures cellulaires in vitro. L'étude de l'effet de composés en développement nécessite l'administration de ces composés sur un organisme entier. La souris représente un modèle de choix car il existe des protocoles bien établis permettant d'étudier la plasticité synaptique, l'activité oscillatoire et les taux de décharge, couramment utilisés par la communauté scientifique d'après les données bibliographiques. Nos expérimentations au sein de la société, même si elles nécessitent l’utilisation d’animaux, sont pratiquées avec un souci permanent de réduction du nombre d’animaux et de bien-être pour nos animaux en expérimentation. Toutes les expériences sont réalisées dans le respect éthique de la règle des 3 R.

Réduction

Le nombre de rongeurs utilisé a été réduit autant que possible, tout en étant suffisant pour l'obtention de résultats exploitables. Sur un même animal, nous pourrons enregistrer simultanément différents paramètres électrophysiologiques (plasticité synaptique, transmission synaptique, activité neuronale). L'évaluation du nombre d'animaux nécessaire a été effectuée par l'utilisation de tests statistiques. Les résultats seront analysés avec un logiciel adapté. Nous adapterons les tests statistiques en fonction de la distribution des observables, qu'elle soit normale ou non.

Raffinement

Avant la chirurgie, une période d’acclimatation des animaux d’au moins 5 jours sera respectée. Pendant la chirurgie, des mesures seront mises en place afin de réduire au maximum la douleur : anesthésiques et analgésiques, gel ophtalmique, maintien d'une température constante... Pour les études sur animal vigile après la chirurgie, les animaux seront isolés afin d'éviter tout dommage au niveau des implants ou l'apport de germes susceptibles de provoquer une infection. Les animaux recevront une antibiothérapie adaptée. Un suivi renforcé des animaux sera réalisé après la phase d’opération. Une période de récupération post-chirurgicale d’au moins 7 jours sera respectée. Dès réception des animaux, une observation journalière sera mise en place. Des points limites préalablement définis et adaptés permettront d’assurer un suivi de l’état général des animaux (souffrance, angoisse…) et de préserver leur bien-être. En cas d’altération de l’état de l’animal, la surveillance sera rapprochée et les animaux seront soignés en fonction de la sévérite de la douleur observée.

Choix des espèces

Nos expérimentations sont réalisées chez la souris, petit rongeur dont l’étude est extrêmement répandue au sein des laboratoires de recherche en Neurosciences, rendant les résultats pertinents pour une large communauté scientifique nationale et internationale. Ces rongeurs, de petite taille et d’élevage facile, possèdent un système nerveux dont le développement est extrêmement proche de celui du système nerveux humain, et dont l’organisation, certes simplifiée, est suffisamment complexe. Pour l'étude des déficits de la maladie d'Alzheimer, la souris représente un modèle de choix pertinent car il existe des modèles transgéniques, bien décrits dans la littérature et couramment utilisés pour tester l'effet de composés en développement sur le fonctionnement cérébral. Les animaux seront utilisés de l'âge de 4 semaines à 40 semaines afin de couvrir tous les âges, du jeune à l'adulte et tous les stades de la pathologie.

4320 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit une greffe de cellules tumorales sous la peau, puis des injections répétées d'anticorps et d'inhibiteurs deux à trois fois par semaine, avec un risque de nécrose de la tumeur, de cachexie et d'isolement. Le porteur, une société, indique évaluer l'efficacité anticancéreuse de ses anticorps monoclonaux en combinaison, et affirme qu'aucun modèle in vitro ne permet ce test faute de système immunitaire fonctionnel. Les animaux dont la tumeur ne prend pas sont eux aussi mis à mort.

Objectifs

Ces dernières années l’immunothérapie a connu un essor important dans la prise en charge des cancers. Elle a montré une efficacité conséquente dans diverses indications, cependant un certain nombre de patients présentes des résistances spontanées ou acquises. Notre société développe des anticorps monoclonaux à visée thérapeutique dans le cancer. L’objectif principal de cette étude est d’évaluer l’efficacité anti-cancéreuse des anticorps monoclonaux en combinaison avec des inhibiteurs de point de contrôle dans des modèles de souris. L’objectif secondaire est d’appréhender les mécanismes d’action de ces anticorps par l’évaluation des modulations du système immunitaire.

Bénéfices attendus

Notre hypothèse est que nos cibles thérapeutiques jouent un rôle dans le développement tumoral. Notre société évalue l’effet anti-tumoral de thérapies ciblées seules ou en combinaison avec des inhibiteurs de point de contrôle dans le cadre de plusieurs projets cliniques. Les travaux présentés dans ce projet permettront une meilleure compréhension du fonctionnement des candidats médicaments et de leur fonctionnement en association avec des inhibiteurs de point de contrôle. Ils permettront également de mieux définir le profil des patients éligibles au traitement et susceptibles d’y répondre.

Procédures

Toutes les souris prévues dans le protocole subiront des injections intrapéritonéales d'anticorps ciblés (2 injections par semaine sur toute la durée du suivi tumoral, soit du jour d'inclusion dans un groupe de traitement jusqu'à l'obtention d'un point limite) et/ou inhibiteurs de point de contrôle (3 injections espacées de 4 jours à partir de l'inclusion des animaux dans les groupes de traitement). Une injection sous-cutannée de lignées cellulaires est réalisée lors de la greffe (une seule fois). Toutes les injections sont réalisées dans un volume de 100μL. Elles sont faites sur animal vigile dans un délais de 20 secondes à partir de la contention.

Impact sur les animaux

Dans les deux procédures il est possible d’observer des phénomènes de nécrose des tumeurs à la surface de la peau. Les individus concernés seront mis à mort. Des signes de fatigue, cachexie et d'isolement sociale sont également possibles. Des mesures d'enrichissement du milieu et de nourriture semi-liquide dans la cage seront mises en œuvre dans un premier temps. Si les point limites sont atteints, les animaux seront mis à mort et une autopsie sera effectuer de manière à évaluer la présence potentielle de métastases. Si de telles observations sont avérées, les surveillances des animaux restants seront accrues.

Devenir

Tous les animaux porteurs de tumeurs seront donc mis à mort en fin de procédure expérimentale selon les critères décrits dans le projet. Des prélèvements tumoraux postmortem seront effectués afin d'analyser le mécanisme d'action des différentes combinaisons de traitements. Etant donné la variabilité de prise de greffe des différents modèles cellulaires, certains animaux peuvent ne pas présenter de tumeur. Ayant subi une injection de cellules, il ne peuvent être considérés comme naïfs de traitement et réutilisés dans d'autres procédures.Les animaux ne présentant pas de prise tumorale seront mis à mort 2 mois après la greffe, en fin de procédure. Des prélèvements biologiques postmortem pourrons également être réalisés sur ces animaux afin d'obtenir des tissus contrôles sains en référence de nos expérimentations

Remplacement

La présence de tous les acteurs micro-environnementaux est nécessaire à la compréhension des mécanismes biologiques qui impliquent l’activité de nos anticorps monoclonaux. Il n'existe pas de modèles d'étude in silico ou in vitro permettant l'évaluation de l'efficacité des inhibiteurs de point de contrôle car ils nécessitent la présence d'un système immunitaire fonctionnel.

Réduction

Nous avons calculé le nombre minimum de souris à inclure, en prenant en compte notre expérience, les études déjà publiées utilisant ces modèles ainsi que pour de disposer de suffisamment de matériel biologique pour rendre nos résultats interprétables. Pour les procédures 1 et 2) D'après notre expérience la variabilité des modèles de greffes sur souris immunocompétentes traitées avec ces composés ne permet pas de voir l'effet de ces drogues seules ou en combinaison au-dessous d'un effectif de 12 souris. Compte tenu des aléas de prise tumorales, nous envisageons des groupes de 15 souris. Dans l’analyse des résultats, nous porterons une attention à la fréquence des animaux répondeurs. Une réduction a été opérée dans les différentes procédures en mutualisant les bras contrôle pour plusieurs lignes de traitement. Une réduction sera opérée dans la procédure 2 sur la base des réponses observées en procédure 1.

Raffinement

Tout au long de notre expérience, le suivi rigoureux des animaux permettra la recherche de tout signe de souffrance. Dans toutes les procédures le volume tumoral sera évalué 2 fois par semaine avec un pied à coulisse. Le poids des animaux sera évalué 1 fois par semaine. Pour l’ensemble des procédures, les signes de souffrance (prostration, propreté, amaigrissement, isolement social) seront surveillés à chaque mesure tumorale ou pesée soit 2 fois par semaine. Des signes de fatigue, cachexie et d'isolement sociale sont également possibles. Des mesures d'enrichissement du milieu et de nourriture semi-liquide dans la cage seront mises en œuvre dans un premier temps. Si les point limites sont atteints, les animaux seront mis à mort et une autopsie sera effectuer de manière à évaluer la présence potentielle de métastases. Si de telles observations sont avérées, les surveillances des animaux restants seront accrues.

Choix des espèces

Certaines de ces molécules sont des anticorps dirigés contre des cibles de souris. La souris compétente est le modèle le plus approprié pour greffer du tissu de cette même espèce tout en permettant de faire des suivis de pharmacocinétique et pharmacodynamie dans le cadre de traitements avec des anticorps monoclonaux et de inhibiteurs de point de contrôle. Par ailleurs les schémas d'administration des anticorps sont bien standardisés (voie, doses, posologies, ...) contrairement à d'autres modèles tels que le zebrafish. Par conséquent, les modèles immunocompétents tels que les souris BalbC ou C57b6 sont nécessaires à la réalisation de cette étude. Les expérimentations seront effectuées sur des souris adultes (âge supérieur à 7 semaines) conformément aux modèles établis.

75 souris immunodéficientes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des cellules tumorales humaines leur sont greffées dans le cerveau, suivies d'un suivi par bioluminescence, de séances de radiothérapie et d'une injection sous ultrasons, les animaux présentant en fin de protocole des symptômes neurologiques. Le porteur indique tester une molécule, l'AsiDNA, contre des tumeurs cérébrales pédiatriques qu'il décrit comme incurables, et affirme qu'il faut évaluer in vivo le passage de la molécule dans un cerveau entier. Les retombées pour les enfants malades sont présentées comme un espoir à court terme.

Objectifs

Les tumeurs cérébrales constituent la première cause de mortalité et de morbidité par cancer chez l'enfant et l'adulte jeune. Les gliomes infiltrant de la ligne médiane (ou DMG), qui représentent 10 à 15% des tumeurs cérébrales pédiatriques, sont les formes les plus graves et les plus mal connues sur le plan biologique. Ces tumeurs sont inopérables en raison de leur nature infiltrante et de leur localisation profonde dans le tronc cérébral. Elles sont chimiorésistantes et la radiothérapie, traitement standard, n'est efficace que transitoirement. En cela, ces tumeurs sont universellement incurables et constituent le plus grand défi thérapeutique de l'oncologie pédiatrique à ce jour. Les AsiDNA sont des molécules composées de courts ADN. Lors de l'absorption, les cellules perçoivent les AsiDNA comme un dommage à la cellule et déclenchent une activation aberrante des voies de signalisation de réparation à l'ADN. Ce large mécanisme d'action en fait un radio- et chimiosensibilisateur efficace dans un large éventail de tumeurs malignes, y compris les tumeurs cérébrales, telles que le glioblastome. Dans ce projet, nous souhaitons mettre en évidence un effet antitumoral des AsiDNA en combinaison à la radiothérapie dans nos modèles de xénogreffes de DMG. Dans une première étude cinétique et pharmacodynamique, nous confirmerons le passage de ces molécules à travers la barrière hémato-encéphélique (BHE) et l’effet potentialisant d’un système d’ouverture de la BHE par des ultrasons sur ce passage. Puis, dans le cas où le passage est suffisant pour atteindre la tumeur et provoqué une réponse dans celle-ci, nous évaluerons l’effet antitumoral des molécules sur un modèle de xénogreffes de DMG par un suivi longitudinal de la croissance tumorale couplée à une étude de survie. Dans le cas où ses objectifs seraient atteints, les molécules seront directement transférées en clinique chez des patients pédiatriques en phase I.

Bénéfices attendus

Les DMG sont des tumeurs pédiatriques universellement incurables et constituent le plus grand défi thérapeutique de l'oncologie pédiatrique à ce jour car aucun traitement à ce jour ne permet d’améliorer de façon importante la survie des patients. Le traitement par des AsiDNA est un nouvel espoir thérapeutique pour traiter ses tumeurs. Nous espérons pouvoir améliorer la survie de ces enfants à court terme.

Procédures

Greffes intracérébrales stéréotaxiques sous anesthésie générale thermostatée à 37°C, durée 20 minutes, une fois. Suivis en bioluminescence sous anesthésie générale thermostatée à 37°C, durée 15 minutes: 1 à 3 fois. Irradiation de radiothérapie localisée à 4 kGy guidée par l'image (SARRP), sous anesthésie générale thermostatée à 37°C, durée 2 minutes, maximum 8 fois. Injection intranveineuse sous stimulation ultrasonique sous anesthésie générale, durée 15 minutes, une fois.

Impact sur les animaux

Les animaux seront greffés avec des tumeurs directement en intracérébral. Bien que nous contrôlions la croissance tumorale, en fin de protocole, les animaux présenteront des symptômes neurologiques (principalement apathie) qui correspondront à la fin de la procédure et à l'arrêt de la procédure. Les doses de radiothérapie utilisées ici sont très bien tolérées chez l’animal et n’engendrent aucun effet secondaire. Les doses utilisées d’AsiDNA pour traiter les souris sont bien inférieures aux doses maximales tolérées. Les ultrasons à faibles intensités (stimulation ultrasonique) n'induisent aucun effet secondaire chez l'animal à court ou à long terme.

Devenir

Afin de pouvoir étudier les effets des traitements sur les tumeurs et le tissu cérébral, nous devrons mettre à mort l'animal afin d'étudier son cerveau.

Remplacement

L’efficacité des AsiDNA développées par la société Onxeo a été évaluée dans un 1er temps in vitro, avec un bénéfice supérieur lorqu’ils sont utilisés en combinaison avec de l’irradiation. Toutefois, il est reconnu que la BHE est un réel frein quant aux passages de molécules dans les tumeurs cérébrales. Il est donc nécessaire d’évaluer dans un contexte in vivo le passage et la pharmacodynamique des AsiDNA dans un cerveau vivant entier. De plus, pour le soutien du passage de la molécule vers un essai clinique humain, il est nécessaire d’avoir des données précliniques chez l’animal démontrant l’efficacité et la non toxicité des médicaments.

Réduction

Nos xénogreffes sont suivies par bioluminescence. Ce suivi longitudinal permet d'extrapoler le volume tumoral sans avoir besoin de sacrifier des animaux. Cela permet donc de diminuer le nombre des animaux par procédures et de prévoir au plus tôt la souffrance des animaux. De plus, les animaux développent des tumeurs de façon homogènes et reproductibles (100% de prise tumorale). Pour la procédure 1, nous utiliserons uniquement 3 animaux par conditions pour confirmer le passage de la molécule dans le tissu cérébral. Nous ne ferons pas statistiques sur cette partie. Pour la procédure 2, nous avons calculer le nombre optimum de souris afin d'avoir un résultat statistiquement fiable, soit l'utilisation de 60 souris pour 6 conditions différentes testées.

Raffinement

Pour limiter la souffrance liée à la progression tumorale, les animaux seront suivis chaque jour pour observer leur comportement, et dès l'apparition d'un signe clinique, les animaux recevront un antalgique (0,1 mg/kg de buprénorphine par voie souscutanée (10mL/kg)). Toutes les procédures sont réalisées sous anesthésie générale pour limiter la douleur et le stress des animaux. Les injections seront réalisées après anesthésie locale (Lidocaïne). Les animaux seront hébergés en groupe dès leur réveil et recevront nourriture et boisson ad libitum. Les procédures dureront entre 1 et 6 mois suivant la croissance tumorale du modèle et la réponse au traitement. La dose du médicament évalué est inférieure à la dose maximale tolérée chez l’homme, 1300mg et des études d’efficacité chez la souris dans d’autres types tumoraux n’ont montré aucun effet toxique à la dose quenous utiliserons. Nous n’attendons donc pas à avoir de la toxicité. Les études précliniques utilisant les AsiDNA, n'ont pas rapporté de toxicité supplémentaire de ces médicaments seuls ou en association avec des agents génotoxiques. De plus, les résultats récents de l'essai clinique de phase I/II du DRIIM ont démontré que l'administration locale d'AsiDNA améliorait la réponse radiologique des métastases cutanées du mélanome, sans toxicité cutanée supplémentaire. Les doses d’irradiation ont été déterminées par l’étude de la radiorésistance in vivo dans nos modèles et n’engendre aucun effets secondaires. Des point limites adaptés et des critères d'arrêt précoces de souffrance ont été définis et seront strictement appliqués.

Choix des espèces

La souris est l'espèce privilégiée en oncologie. Dans ce projet, des cellules humaines seront greffées à des souris immunodéficientes nudes, modèle sur lequel les chercheurs en cancérologie ont un très grand recul, ce qui permet d'obtenir des résultats fiables et comparables. Les animaux utilisés auront entre 4 et 6 semaines correspondant à l’âge du jeune adulte. Nos études préalables nous ont montrées qu'il n'y avait pas de différences de prise de greffe chez des animaux juste sevrés (4 semaines) et des animaux adultes (plus de 6 semaines). Cependant, le développement de la tumeur étant lent (entre 2 mois et 6 mois), nous utiliserons des animaux jeunes afin de ne pas avoir un état général dégradé qui pourrait être dû à la dégénérescence du modèle en fin de protocole.