Procédures sans réveil

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Souris : 425
Souffrances
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Devenir
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Injection de cellules tumorales dans le cerveau, puis résection chirurgicale de la tumeur trois semaines plus tard, avant des prélèvements sanguins jusqu'à trois fois par semaine: 425 souris subissent ce protocole reproduisant la prise en charge du glioblastome. Le RNT classe 423 d'entre elles en souffrance sévère et prévoit leur mise à mort pour analyses. L'étude vise une sous-population de cellules immunitaires supposée favoriser la récidive après chirurgie. Le choix se porte sur des souris immunodéficientes, qui acceptent les cellules humaines sans rejet.

Objectifs

Les glioblastomes (GBM) sont les tumeurs cérébrales les plus fréquentes et les plus agressives chez l’adulte. Malgré une prise en charge lourde associant chirurgie, radiothérapie et chimiothérapie, la survie moyenne des patients n’excède pas huit mois, en raison de l’apparition quasi systématique de récidives. Le principal facteur supposé responsable de ces récidives est la repousse de cellules hautement invasives se propageant à partir de la masse tumorale initiale. L’environnement protecteur de ces cellules empêche leur élimination par les traitements conventionnels, rendant la récidive le plus souvent létale. Certaines populations de cellules immunitaires ont déjà été identifiées comme jouant un rôle pro-tumoral, notamment en réduisant l’efficacité de la chimiothérapie. Cette étude vise à étudier l’effet supposé délétère d’une sous-population particulière de cellules immunitaires, particulièrement abondante dans le glioblastome après la chirurgie. L’objectif est de montrer que l’inhibition ou la suppression de cette population améliore la réponse au traitement. Une telle découverte permettrait d’affiner notre compréhension des mécanismes de résistance thérapeutique et d’ouvrir la voie à de nouvelles stratégies de prise en charge des glioblastomes chez les patients.

Bénéfices attendus

Le glioblastome est la forme la plus fréquente et la plus agressive des tumeurs cérébrales malignes chez l’adulte. Malgré un protocole thérapeutique complet mêlant chirurgie, chimio- et radio- thérapie, le pronostic reste très défavorable avec une survie médiane de 8 mois. Ce mauvais pronostic est en grande partie dû au très haut taux de récidive de la maladie qui apparait dans 80% des cas au même endroit que la tumeur initiale. Cette résistance au traitement fait du glioblastome un véritable défi médical et scientifique, nécessitant le développement de nouvelles approches thérapeutiques. Ce projet vise à mieux comprendre et à prévenir la repousse des cellules tumorales résiduelle après une chirurgie du glioblastome. Les connaissances obtenues pourraient permettre de limiter la récidive de la maladie, qui constitue aujourd’hui l’un des principaux obstacles au succès des traitements. À court terme, ce travail apportera des informations précieuses sur les mécanismes qui permettent à certaines cellules de survivre aux thérapies actuelles et de reformer une tumeur. Ces découvertes pourront orienter le développement de nouvelles approches thérapeutiques plus efficaces, ciblant spécifiquement les cellules immunitaires. À long terme, les résultats de ce projet pourraient contribuer à améliorer la survie et la qualité de vie des patients atteints de glioblastome, en rendant les traitements plus durables. Les bénéfices dépasseront le cadre de cette maladie : les connaissances acquises pourraient également être utilisées pour d’autres types de cancers dont le protocole de soin inclut une résection chirurgicale.

Procédures

Dans cette étude, les animaux subiront plusieurs interventions Tout d’abord, une première intervention consistera en l’injection de cellules tumorales directement dans le cerveau des animaux sous anesthésie générale. Cette procédure, réalisée une seule fois par animal, durera environ 10 à 15 minutes. Un premier lot d’animaux ne subira que cette intervention. Les autres lots subiront une résection chirurgicale, environ trois semaines après l’injection des cellules tumorales, sous anesthésie générale. Cette intervention, qui vise à mimer la prise en charge clinique du glioblastome chez l’humain, durera environ 30 à 45 minutes. Un lot d’animaux ne subira que cette résection. Les autres lots subiront en plus de la chirurgie un traitement, dont l’administration est effectuée sur animaux non anesthésiées (=vigiles) (geste inférieur à 10 sec). Ces traitements seront administrés avant, pendant et un jour après chirurgie pour un lot, ou un jour et deux jours après chirurgie dans un autre lot. Parallèlement, des prélèvements sanguins seront effectués une à trois fois par semaine afin de mesurer l’évolution de la tumeur sur tous les lots de souris vigiles. Chaque prélèvement, réalisé en quelques secondes sur une veine de la queue, permettra de limiter le stress des animaux. Enfin les animaux seront opérés sous anesthésie générale profonde juste avant leur mise à mort (durée de l’anesthésie : 15 min). Les animaux ne reprendront pas conscience après cette anesthésie.

Impact sur les animaux

Lors de l’injection des cellules tumorales : Les animaux greffés avec les cellules tumorales vont développer une tumeur cérébrale qui peux entrainer une perte de poids et de coordination. Lors la résection : L’os du crane étant peu innervé, la craniotomie est à l’origine d’une douleur mesurée. La résection de la tumeur en elle-même ne provoque pas de douleurs puisque le cerveau ne possède pas de terminaisons nerveuses. Cependant, la craniotomie peut engendrer un changement de pression intracrânienne et la résection en elle-même peut être à l’origine de petites hémorragies. Suite à cette intervention, une réduction des mouvements et de la mobilité de l’animal, une perte de coordination peuvent subvenir dans les heures qui suivent la chirurgie. Dans les jours suivant, une perte de poids peut également être observée. Lors de l’injection des thérapies ciblée : Les nuisances attendues suite à l’injection des traitements seront celles liées à l’injection (stress et douleur légers, de courte durée). D’après la littérature disponible, aucun effet secondaire n’est décrit pour les drogues envisagées. De fait, aucune douleur n’est attendue suite à l’administration de ces traitements. Lors du suivi de la croissance tumorale : Les prélèvements sanguins réalisés au niveau de la queue de l’animal provoqueront une douleur légère et un stress de courte durée chez la souris.

Devenir

Les animaux sont mis à mort pour des analyses post-mortem

Remplacement

En amont de ce projet, notre laboratoire a réalisé un travail bioinformatique (in silico) d’analyse des données générées par d’anciens projets afin d’identifier des cibles / vulnérabilités potentielles post-chirurgie. Ces cibles ont ensuite été testées dans un modèle in vitro développé par notre laboratoire pour mimer de manière réductionniste les effets de la chirurgie sur les cellules immunitaire de type macrophage. Seuls les meilleurs candidats ayant démontré des résultats convainquant in silico et in vitro et susceptibles d’apporter des améliorations considérables dans le traitement du glioblastome ont été retenus. Le microenvironnement tumoral est complexe et les effets de la chirurgie sur ce dernier sont multiples et peu compris. Dans ce contexte, seule la validation en modèle souris peut permettre de valider nos découvertes en prouvant leur réalité biologique et leur potentiel translationnel.

Réduction

Afin de réduire le nombre d’animaux, nous avons effectué un travail de recherche bibliographique rigoureux. De plus, notre expérience passée nous permet de limiter le nombre d’animaux. En effet: ⁃Dans un précédent projet, nous avons identifié le nombre de cellules à injecter pour obtenir une tumeur qui sera résécable environ un mois après l’injection. Nous ne testerons donc pas différentes concentrations de cellule. ⁃Nous maitrisons la résection de la tumeur ⁃Nos connaissances des changements biologiques induits par la chirurgie et de leur temporalité nous permet de rationaliser le choix des points temporel d’injection des divers traitements, limitant ainsi les injections et les tests préalables. ⁃Protocole expérimental basé sur des expériences pilotes qui permettent de décider de continuer ou non les expériences, et de diminuer le nombre de groupe d’animaux à tester ⁃Les analyses requièrent une faible quantité de matériel et permettent donc de réduire le nombre d’animaux utilisés. ⁃Les effectifs seront déterminés et les résultats analysés avec des tests statistiques adaptés.

Raffinement

Les interventions invasives sont réalisées sous anesthésie générale et les animaux reçoivent systématiquement des traitements analgésiques appropriés pendant et après les opérations. Les interventions chirurgicales sont réalisées dans des conditions de stérilité maximale par un personnel spécialement formé. Les animaux bénéficient d'une prise en charge standardisée de la douleur et sont régulièrement suivis après l'opération grâce à une évaluation objective à l’aide d’une grille de cotation. Après injection des cellules tumorales, les animaux seront suivis 2 à 3 fois par semaine pendant les deux premières semaines, puis une surveillance quotidienne sera mise en place dès le développement de la tumeur. L’objectif est de détecter précocement toute perte de poids ou signe de souffrance. Le développement de la tumeur est suivis de manière précise et peu invasive via l’utilisation d’un marquage sanguin fiable. Si nécessaire, des soins supplémentaires, tels que des analgésiques ou réhydratation, compléments alimentaires seront apportés. Si aucun soulagement n’est possible, les animaux seront mis à mort. Certains traitements envisagés par cette étude sont à administrer par voie orale. Nous utiliserons la méthode MDA (administration de traitements guidée par micropipette) comme alternative au gavage classique. Cette méthode consiste à proposer aux souris une solution diluée de lait concentré sucré à l'aide d'une micropipette classique, après une courte période d'habituation et un temps d'entraînement minimal, elles la boivent volontairement. En permettant l'administration orale de substances en toute sécurité et sans stress, la MDA représente un raffinement conséquent pour les animaux. Cette méthode a également le potentiel d'augmenter la robustesse scientifique et la reproductibilité en étant plus précise et répétable et en supprimant les biais importants introduits par le stress, la douleur ou l'inflammation.

Choix des espèces

Nous mènerons nos expériences en utilisant des souris, espèce de choix pour les études de cancérogenèse et les expériences menées en thérapeutique du cancer. Elles ont depuis longtemps servi à l'étude de thérapies antitumorales, notamment parce que leur physiologie est proche de celle de l'Homme. La connaissance complète du génome murin permet d'utiliser de nombreux outils bien caractérisés, dont les souris immunodéficientes, qui permettent l'implantation de cellules humaines sans rejet et offrent un modèle pertinent pour évaluer la croissance tumorale et les effets des traitements anticancéreux in vivo. Adultes de 7-8 semaines, un âge qui permet une bonne prise tumorale. De plus, les animaux à cet âge supportent mieux l’anesthésie et la chirurgie.

  • Recherche appliquée
    • Troubles cardiaques
  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
Cochons : 27
Souffrances
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Devenir
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Opérés sous anesthésie générale pendant environ six heures puis tués sans réveil, 27 porcs vont être utilisés pour provoquer puis étudier un infarctus du cœur. L'occlusion d'une artère coronaire déclenche l'infarctus, et le RNT indique que plusieurs animaux feront probablement des arrêts cardio-respiratoires irréversibles malgré la réanimation. Le dispositif d'assistance cardiaque iVAC2L, objet du test, est présenté comme une piste pour réduire la zone infarcie chez de futurs patients. Le porteur justifie le choix du porc par une anatomie du cœur proche de celle de l'être humain.

Objectifs

L'infarctus du myocarde (crise cardiaque) est une destruction d’une partie du cœur due à un manque de sang et d’oxygène (ischémie). Cela se produit lorsqu’une artère coronaire (vaisseau sanguin apportant le sang et l’oxygène au cœur) s’obstrue. Les lésions forment une zone tissulaire morte dite infarcie qui ne permet plus une bonne contraction du cœur. Il faut savoir qu’il y a environ 90000 infarctus du myocarde en France tous les ans avec un taux de mortalité intra-hospitalière autour de 5%. Il existe des techniques médico-chirurgicales qui contribuent à améliorer ce taux en débouchant physiquement l’artère, mais les conséquences de la réouverture de cette artère (principe nommé reperfusion) sont potentiellement néfastes à court terme. C’est pourquoi il est impératif de trouver des techniques complémentaires à cette reperfusion. Il existe des dispositifs d’assistance cardiaque qui sont des types particuliers de pompe qui permettent de soulager le cœur pendant la reperfusion et de diminuer ainsi la zone infarcie. Notre projet a donc pour but de tester un nouveau type d’assistance nommé iVAC2L. Actuellement, par leur caractère préclinique, et en complément des études in vitro, les modèles animaux sont une étape indispensable pour tester de nouvelles stratégies cardio-protectrices permettant de réduire les conséquences de l’infarctus du myocarde. La fréquence cardiaque, la taille du cœur, l’anatomie coronaire, l’innervation du porc sont très proches de celle de l’Homme. Le plan général du projet est d’anesthésier les animaux, de pratiquer un acte chirurgical afin de simuler un infarctus du myocarde en fermant transitoirement une coronaire, et d’utiliser le dispositif iVAC2L. 3 groupes d’animaux sont prévus : 1 groupe témoin sans assistance, 1 groupe traité dès le commencement de l’infarctus du myocarde, et 1 groupe traité dès la reperfusion. Ensuite, une analyse tissulaire après prélèvement de la totalité du myocarde sera effectuée afin d’évaluer l’efficacité de l’iVAC2L. Seule l’utilisation d’animaux permet d’atteindre l’objectif du projet, qui doit rester proche de la réalité clinique humaine pour rester scientifiquement valable, et l’anesthésie/analgésie seront adaptées afin de n’induire aucune souffrance inutile. Nous pensons obtenir des résultats démontrant l’efficacité de ce nouveau modèle d’assistance cardiaque qui pourra à terme être utilisé régulièrement dans les services d’urgence cardiaque.

Bénéfices attendus

Le projet permet d’évaluer de manière très prédictive une stratégie de protection cardiaque, dont les résultats bénéfiques à long terme valent autant pour la santé humaine que pour la santé animale, et jouent sur l’amélioration globale de la qualité de vie, grâce à une amélioration de la fonction cardiaque. Il permettra d’établir que l’iVAC2L confère une meilleure cardioprotection en réduisant la zone infarcie, d’apporter une compréhension plus précise du timing adéquat pour débuter une assistance mécanique, d’évaluer le profil de sécurité dans le cas d’utilisation lors d’un infarctus du myocarde, et pourrait finalement améliorer le taux de survie intra-hospitalière.

Procédures

Chaque animal sera soumis 1 seule fois à une expérimentation chirurgicale réalisée sous anesthésie générale d’environ 6 heures avant sa mise à mort.

Impact sur les animaux

Dans ce projet utilisant un protocole d’occlusion temporaire d’une coronaire, il est probable qu’un certain nombre d’animaux fassent des arrêts cardio-respiratoires, qui malgré toutes les tentatives de réanimation et l’utilisation d’un défibrillateur, ne se résoudront pas par à une reprise du bon fonctionnement du cœur : ces animaux seront déclarés décédés et exclus du projet.

Devenir

Tous les animaux sont mis à mort pour récupérer le coeur afin d'en faire l'étude histologique.

Remplacement

Aucune méthode alternative ne permet actuellement de tester totalement la stratégie de protection cardiaque prévue sans passer finalement par l’expérimentation animale. Seule l’utilisation d’animaux permet d’atteindre l’objectif du projet, qui doit rester proche de la réalité clinique humaine pour rester scientifiquement acceptable et pour être finalement transposé chez l’Homme.

Réduction

Il est prévu d’utiliser le minimum d’animaux pour chaque stratégie testée, en contrôlant leur nombre par des méthodes statistiques (test d’analyse de variance) et en restant en accord avec les études publiées similaires.

Raffinement

La procédure se déroule entièrement sous anesthésie, sans réveil programmé. Avant le démarrage de la procédure, l’hébergement est conforme à la législation et est adapté au mieux (température, lumière, ventilation) pour assurer le bien-être des animaux. Ils bénéficient quotidiennement de sciure pour satisfaire leurs réflexes de fouissage, et d’objets « manipulables » pour améliorer leur qualité de vie.

Choix des espèces

L’animal choisi est le modèle le plus adapté pour ce projet, et validé depuis plusieurs années dans notre laboratoire. Le porc, par sa fréquence cardiaque, la taille de son myocarde, son anatomie coronaire, son innervation et l’absence de circulation collatérale native, est un modèle proche de l’Homme. Il permet de réaliser des études précliniques très prédictives sur le plan cardiovasculaire. A 3 mois et demi (40 kg). Ce sont donc de jeunes animaux sevrés. Ce jeune stade de développement est suffisant et adapté à notre appareillage utilisé pendant la procédure.

  • Recherche fondamentale
    • Système gastrointestinal
Souris : 1256
Souffrances
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Devenir
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1256 souris vont être utilisées dans des procédures menées sous anesthésie générale, les animaux étant tués avant tout réveil. Chacune subit une chirurgie de trente minutes à deux heures reproduisant une interruption puis un retour brutal de la circulation sanguine, la lésion dite de reperfusion, suivie d'un prélèvement de sang et d'organes. L'objectif déclaré est de tester des molécules protectrices de l'intestin après ce type d'accident vasculaire. Le porteur affirme qu'il n'existe "pas d'alternative" non animale, l'étude portant selon lui sur plusieurs organes en interaction.

Objectifs

Lors d’accidents graves touchant le ventre ou les jambes, un ballonnet peut être placé en urgence à l’intérieur de l’aorte pour arrêter un saignement important et sauver des vies. Ce ballonnet bloque temporairement le passage du sang, ce qui empêche les tissus de recevoir l’oxygène et les nutriments dont ils ont besoin. Si cette interruption dure trop longtemps, cela peut causer de graves dommages aux organes. Quand le ballonnet est retiré et que le sang recommence à circuler, certains tissus fragiles peuvent être endommagés par ce retour soudain du sang riche en oxygène. Ce phénomène, appelé « lésion de reperfusion », provoque la mort des cellules et peut entraîner une défaillance des organes. Aujourd’hui, il n’existe pas de traitement capable de protéger efficacement plusieurs organes contre ces lésions. Ce projet vise à mieux comprendre comment les cellules meurent après le retrait du ballonnet, et à tester un nouveau traitement à base de petites molécules naturelles (nommées peptides cardioprotecteurs) développé en laboratoire, qui a déjà montré des résultats prometteurs pour protéger le cœur lors d’attaques cardiaques.

Bénéfices attendus

A ce jour, il n’existe aucun traitement pharmacologique disponible pour traiter les lésions de reperfusion des organes abdominaux soumis à une séquence d’ischémie/reperfusion après la mise en place d’un système REBOA. A moyen terme, ce projet preuve-de-concept pourra apporter des bénéfices dans la pratique courante chirurgicale utilisant le clampage aortique abdominal ou des artères spécifiques pour les interventions sur les organes isolés. A long terme, ce projet innovant aura un impact considérable en santé humaine en diminuant la mortalité des patients présentant des traumatismes abdominaux pelviens causés par les accidents de la route ou chez les militaires mais également sur les coûts sociétaux associés directs (hospitalisation, rééducation) et indirects (arrêts maladie).

Procédures

1256 souris seront soumises à : 1 injection sur animal vigile de produits anesthésiants puis 1 injection de produits anesthésiants après sédation + 2 injections de sérum physiologique + 1 chirurgie sous anesthésie générale (durée entre 30 min et 2h) + 1 injection (de substances pharmacologiques ou sérum physiologique) + 1 prélèvement de sang total et des organes (15 min)

Impact sur les animaux

Les animaux subiront une intervention sans réveil avec anesthésie générale tout au long.

Devenir

Tous les animaux à l’issue de l’expérimentation seront mis à mort et les organes prélevés seront analysés afin de comprendre les mécanismes activés par le traitement protecteur.

Remplacement

Il n’y a pas d’alternative non-animale disponible pour ce projet car il est basé sur une étude multi-organes. D’une part, la protection par les molécules thérapeutiques doit se mesurer sur différents types de cellules, fonctionnelles, de soutien et vasculaires qui interagissent de manière complexe, ce qui est impossible à reproduire in vitro. D’autre part, l’injection des molécules doit se faire strictement par voie sanguine (IV) afin de mimer le cas clinique.

Réduction

Nous avons utilisé un outil informatique pour calculer le nombre d'animaux nécessaire pour avoir des résultats significatifs. Pour tenter de limiter le nombre d’animaux, l’analyse des résultats se fera au fur et à mesure des expérimentations. Cela permettra d’arrêter les inclusions dès la limite de significativité atteinte. Une autre mesure prise est l’analyse de plusieurs organes pour un même animal.

Raffinement

Les animaux subiront une anesthésie générale avec contrôle de l’analgésie pour une prise en charge optimale de la douleur. Le protocole a été optimisé de manière à ce qu’il soit le moins invasif : 1 seule injection sera pratiquée sur l’animal vigile, le reste sera effectué sur animal sédaté. Le contrôle de l’analgésie se fera par l’expérimentateur en pinçant les pattes antérieures et postérieures pendant toute la procédure pour vérifier l’absence de sensibilité. L’intubation (ventilation mécanique) sera opérée dès la sédation complète ainsi que l’hydratation sur une table chauffée permettant ainsi de préserver les constantes physiologiques cardiorespiratoires et maintenir l'animal en vie.

Choix des espèces

L’espèce Mus musculus a été choisie pour développer les modèles d’étude de l’équipe. Les raisons sont: - L’Homme et la souris possèdent 99% de gènes identiques donc le choix de la souris est très avantageux pour une étude qui permet d’étudier les effets d’un futur médicament - Des études montrent que presque tous les gènes associés à des maladies humaines sont retrouvés chez les rongeurs. - La souche de souris choisie est celle qui est reconnue internationalement et qui sera utilisée pour les études règlementaires pré-cliniques futures (toxicité, pharmacologie...) ; -Les résultats antérieurs obtenus par l’équipe montrent que ce modèle est proche de l’Homme (contrairement au rat). Les expériences pourront donc être réalisées sur les animaux âgés de 9 et 13 semaines correspondant à la population adulte humaine.

  • Recherche appliquée
    • Troubles urogénitaux
Cochons : 30
Souffrances
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Devenir
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Trachéotomisés, cathétérisés, les reins ligaturés pour simuler une insuffisance rénale, 30 porcs subissent une séance d'hémodialyse de deux heures sous anesthésie, puis sont mis à mort sans reprendre conscience. Chaque intervention dure environ quatre heures trente et sert à régler la dose et la voie d'administration d'un adjuvant censé mieux filtrer certaines toxines. Le porteur écrit avoir déjà mené ce protocole sur 18 porcs et retient l'espèce pour sa taille, proche de l'humain, qui permet d'utiliser le matériel clinique. La mise à mort avant réveil est justifiée par l'insuffisance rénale aiguë que la ligature des reins aurait provoquée.

Objectifs

L’insuffisance rénale chronique terminale concerne en France plus de 90 000 patients et nécessite pour assurer leur survie le recours à la dialyse ou à la transplantation. De nombreuses toxines s’accumulent quand les reins ne fonctionnent plus et cette accumulation a de nombreux effets délétères sur l’organisme. Certaines de ces toxines sont encore très mal éliminées par les techniques courantes d’hémodialyse. Ces toxines dont on sait pas bien se débarasser contribuent donc par leur toxicité aux complications et à la mortalité chez les patients hémodialysés. Nous avons développé une nouvelle stratégie d’hémodialyse permettant de mieux éliminer ces toxines en testant un médicament qui permet d'améliorer leur élimination. Nous avons démontré chez le porc hémodialysé que cette stratégie augmentait considérablement l’efficacité de la séance d’hémodialyse pour éliminer ces toxines. Fort de cette preuve de concept, nous souhaitons désormais affiner notre procédé en déterminant : la meilleure composition du médicament, la meilleure voie d’administration et la dose efficace. Le porc constitue pour nous un modèle de choix car sa taille (surface corporelle, volume sanguin, taille des vaisseaux sanguins… etc) nous permet d’être au plus proche de la pratique clinique et d’utiliser les même procédures et matériels d’hémodialyse que chez l’homme. Nous espérons ainsi produire de solides données pré-cliniques (tant sur plan de l’efficacité que de la bonne tolérance de cette nouvelle approche) nous permettant d’envisager rapidement la mise en œuvre d’une étude clinique pilote sur des patients hémodialysés. Nous sommes persuadés que la meilleure élimination de ces toxines lors des séances d’hémodialyse permettra de diminuer considérablement les complications (notamment cardio-vasculaires) et la mortalité chez les patients hémodialysés. Fort de notre première expérience sur 18 porcs, nous avons toute l’expérience et l’équipement nous permettant de mettre en oeuvre en sécurité ces protocoles d’hémodialyse chez le porc.

Bénéfices attendus

Nous souhaitons développer une nouvelle méthode d’hémodialyse qui permettent de mieux éliminer certaines toxines qui s'accumulent quand les reins ne fonctionnent plus. Cette étude vise donc à tester la capacité de 2 composés à améliorer l'élimination de ces toxines lors d'une séance d'hémodialyse. Nous avons démontré chez le porc hémodialysé l’efficacité de notre méthode et cette étude préclinique complémentaire sur gros animal nous permettra de déterminer le meilleur composé pouvant être utilisé, la meilleure voie d’administration et la dose efficace avant d’entreprendre l’étude clinique chez l'homme.

Procédures

La procédure dure environ 4h30 pour chaque animal (30 min de préparation, pré-anesthésie - induction de l’anesthésie), 2h de chirurgie, 2h d’hémodialyse. L’animal sera prémédiqué par une injection intra-musculaire d’un mélange de sédatifs. L'animal sera anesthésié et une analgésie préventive par infusion continue d'un morphinique sera mise en place. Durant cette anesthésie, uen trachéotomie sera pratiquée, des cathéters seront mis en place dans une veine et une artère et les reins seront ligaturés pour mimer une insuffisance rénale. le porc subira alors une séance d'hémodialyse de deux heures au cours de laquelle des prélèvements de sang seront réalisés (prélèvement représentant au total moins de 1% du volume sanguin total de l'animal).

Impact sur les animaux

La prémédication et l’induction de l’anesthésie peuvent être génératrices de stress chez l’animal. La biopsie rénale peut être à l’origine d’une légère hémorragie. Les éventuelles complications attendues de l’hémodialyse sont les mêmes que celle observées lors d’une séance d’hémodialyse chez l’homme, à savoir des chutes de tension artérielle (hypotension) et la coagulation du sang dans les tuyaux de la machine d’hémodialyse. Ces complications sont non létales pour l’animal et ne sont pas génératrices de souffrance mais susceptibles d’être à l’origine d’un arrêt prématuré de l’expérience pour l’animal considéré. Du fait du volume de sang qui circule dans la machine l'hémodialyse il est possible que la température interne des porcs diminue pendant la séance.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort sans réveil à l’issue de la séance d’hémodialyse afin d'éviter toute douleur ou toute détresse. A l’issue de l’expérimentation, le porc sera euthanasié par injection létale sous anesthésie générale. Outre les abords chirurgicaux susceptibles d'être à l'origine de douleurs post-opératoires, les animaux auront subi pendant 2h un clampage bilatéral des pédicules rénaux et ils développeraient une insuffisance rénale aigue s'ils étaient maintenus en vie. Cette insuffisance rénale aigue ne pourrait être prise en charge et menacerait leur survie. Il est donc plus éthique d'euthanasier les animaux avant leur réveil.

Remplacement

L’évaluation et les preuves de concept ont été entièrement réalisées in vitro sur des simulations d’hémodialyse sans nécessiter l’utilisation d’animaux. L’effet de notre procédure a été testé sur de larges volumes de sang de boeuf (collectés auprès d'abattoirs) en utilisant des machines d’hémodialyse utilisées en clinique. Nous avons ainsi pu démontrer la grande efficacité de notre système mais la limite de ces expériences in vitro est que nous travaillons sur un modèle simplifié qui ne reproduit qu’imparfaitement la distribution des toxines dans l’organisme. II nous est en outre impossible in vitro de vérifier la sécurité d’emploi et la bonne tolérance de notre procédure. Nous avons atteint les limites des modèles in vitro car ces derniers ne permettent d’étudier les effets de notre intervention à l’échelle de l’organisme et elles ne permettent pas de prendre en compte la bonne tolérance de notre procédure. Ces études revêtent un caractère réglementaire et de sécurité car nous souhaitons à court terme transposer notre procédé chez l'homme.

Réduction

Les expériences préliminaires in vitro dans des conditions aussi proches que possible de la clinique nous ont permis de valider l’approche et de calculer le nombre de sujets nécessaires pour obtenir une bonne puissance statistique. Le calcul du nombre d’animaux nécessaires a été réalisé à l’aide du logiciel G*Power en prenant comme critère principal l'élimination d’une toxine urémique "modèle". Il sera en outre possible de collecter certains tissus du porc en post mortem (flancs, oreilles, vessie…) pour permettre à d’autres laboratoires de réaliser des tests cutanés (flancs et oreilles) et de réaliser des tests de nébulisation sur les vessies. les coeur pourront également être collecté pour des expériences d'échographie et du sang collecté post mortem pour l'enseignement supérieur.

Raffinement

Nous avons choisi de ne pas induire d’insuffisance rénale chez le porc préalablement à l’anesthésie et la chirurgie afin de limiter les nuisances subies par l’animal. Ainsi l’ insuffisance rénale sera induite sous anesthésie générale juste avant la mise en oeuvre de l’hémodialyse. La mise en place d’un cathéter double sur la veine jugulaire limite le nombre de cathéters à mettre en place en permettant de connecter sur un seul et même cathéter les lignes entrante et sortante de la machine d’hémodialyse. Nous avons veillé à l'optimisation du protocole anesthésique et analgésique avec une anesthésie gazeuse complétée par une perfusion continue de morphinique afin de prévenir toute douleur. Pas de réveil de l’animal à l’issue du protocole afin de prévenir toute souffrance. L’euthanasie sera réalisée avant la fin de l’anesthésie générale. Mise en œuvre d’une équipe pluridisciplinaire : Spécialistes en chirurgie du porc, gestion de l’hémodialyse par un néphrologue qualifié et un technicien d’hémodialyse. Quatre points limites ont été identifiés (hypotension sévère et incontrôlable pendant l’hémodialyse, coagulation massive dans les lignes d’hémodialyse, hyperthermie maligne et hypothermie sévère). Si ces points limites sont rencontrés, l’expérience sera interrompue et l’animal sera euthanasié.

Choix des espèces

L’utilisation du porc, animal de taille assez comparable à l’homme, nous permet de valider notre méthode dans des conditions aussi proches que possible de la clinique. Nous ne souhaitons en effet utiliser que du matériel clinique (parmi lequel les machines d’hémodialyse) afin de valider notre méthode en condition aussi proches que possible de la réalité clinique. Nous utiliserons des porcelets d’environ trois mois ayant un poids compris entre 30 et 40 kg. Nos installations et notre matériel ne sont pas adaptés à des animaux de plus de 50 kg, et de ce fait, augmenteraient les difficultés d’expérimentations, tant du point de vue de la manipulation de l’animal que de la gestion de l’anesthésie. Le volume sanguin des porcs est suffisamment important pour permettre de réaliser en sécurité la technique d’hémodialyse. En outre, la surface de la membrane de dialyse doit être proportionnelle à la surface corporelle. Les plus petites membranes de dialyse disponible en clinique humaine ont une surface d’environ 1 mètre carré. La surface corporelle d’un porc de 35-40 kg est de 0.9 mètres carrés qui est parfaitement compatible avec l’utilisation de ces membranes d’hémodialyse.

  • Recherche appliquée
    • Cancers
    • Troubles cardiaques
    • Troubles musculosquelettiques
    • Troubles urogénitaux
Cochons : 125
Moutons : 125
Souffrances
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Devenir
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250 animaux, 125 cochons et 125 moutons, vont être utilisés dans une procédure unique menée sous anesthésie générale, les animaux étant tués avant tout réveil. La prise en charge dure jusqu'à huit heures et peut provoquer troubles cardiaques, détresse respiratoire ou hémorragie, surveillés en continu. Ces interventions servent à évaluer des dispositifs de diagnostic et de traitement guidés par imagerie, développés au laboratoire ou avec des entreprises partenaires. Le porteur indique que les données produites serviront aux partenaires industriels à monter leurs dossiers réglementaires en vue d'essais chez l'être humain.

Objectifs

L’objectif du projet est d’évaluer pré-cliniquement de nouveaux dispositifs médicaux et des techniques thérapeutiques développés au laboratoire et/ou en partenariat avec des entreprises. Cette étape est indispensable avant d’envisager une utilisation chez l’homme. Les performances diagnostiques et thérapeutiques de chaque dispositif, leur ergonomie et leur sécurité d’utilisation seront évaluées chez le porc ou la brebis qui présentent des caractéristiques anatomiques et fonctionnelles proches de celles de l’homme. Les dispositifs diagnostiques doivent permettre d’améliorer la précision de la détection des régions pathologiques tout en n’induisant aucun effet secondaire irréversible. L'évaluation chez l'animal de dispositifs thérapeutiques qui seront mis à disposition des patients est une étape primordiale pour traiter à terme des pathologies tels que les cancers, les troubles cardiovasculaires ou viscéraux.

Bénéfices attendus

Le premier bénéfice attendu de ce projet est une évaluation/validation scientifique rigoureuse, en conditions proches de la clinique, de nouveaux dispositifs et procédures thérapeutiques guidées par imagerie. Pour les partenaires industriels, les données d’évaluation de chaque dispositif (résultats disponibles dès réalisation des expérimentations) pourront servir à préparer les dossiers réglementaires pour envisager des études cliniques ultérieures. Les bénéfices du projet sont donc scientifiques, technologiques et réglementaires à visée d’innovation thérapeutique.

Procédures

Les animaux sont inclus dans une seule procédure sans réveil qui est réalisée sous anesthésie générale et couverture analgésique adaptée. L'ensemble de la prise en charge de l'animal sera de 8 heures maximales.

Impact sur les animaux

Les seules nuisances potentielles sur les animaux sont liées à la procédure expérimentale qui peut engendrer des douleurs modérées. Les effets indésirables potentiels sont une variation importante de la fréquence cardiaque, une détresse respiratoire, une variation importante de la pression artérielle ou de la température corporelle, ou une hémorragie en cas d’accès percutané. Ces effets sont pris en charge par l’analgésie et l’anesthésie adaptée, avec un monitoring continu des constantes physiologiques.

Devenir

Euthanasie des animaux, procédure terminale. L'intervention et les tests de validation du dispositf, ainsi que les prélèvements réalisés post-mortem pour poursuivre l'étude des tests dispositifs nécessitent l'euthanasie de l'animal.

Remplacement

Les dispositifs médicaux et les méthodes d’imagerie sont évalués au préalable sur des objets inertes (impression 3D de formes représentatives de l’organe cible, intégrant des fluides ayant des propriétés d’imagerie proches de celle du tissu ciblé), et des échantillons biologiques ex vivo. Le recours à l’expérimentation animale reste nécessaire pour l’évaluation des dispositifs médicaux évalués car les méthodes de remplacement ne permettent pas une évaluation suffisamment proche des conditions in vivo. Ces expérimentations sont également un prérequis nécessaire dans l’objectif de marquage réglementaire de ces dispositifs.

Réduction

Les stratégies de remplacement mentionnées précédemment permettent de REDUIRE le nombre d’animaux à inclure à 10 (au maximum) pour chaque dispositif évalué. Il est également possible de tester plusieurs dispositifs médicaux sur un même animal dans le cas où aucune interaction n’intervient entre ces dispositifs. Le nombre d’animaux prévu dans la demande est basé sur une estimation du nombre de dispositifs médicaux à évaluer par an sur la durée du projet.

Raffinement

Les animaux sont hébergés dans l’animalerie au moins une semaine avant l’expérimentation (acclimatation à l’environnement et au personnel de l’animalerie) en groupes sociaux pour exprimer des comportements naturels. Ils disposent d’enrichissements adaptés (jouets : balle, chaîne, grattoir) à chaque espèce. La procédure expérimentale est réalisée sous anesthésie générale avec une analgésie adaptée et un monitoring physiologique continu. Des critères d’alerte précis sont surveillés : si l’animal présente un signe d’appel, des mesures adaptées sont mises en place immédiatement (ajout d’analgésique par exemple). Un défibrillateur est à proximité en cas d’urgence afin d’éviter le décès précoce des animaux lors des examens. Si l’état de l’animal le nécessite, les responsables de projet et/ou les vétérinaires pourront intervenir pour adapter les soins analgésiques et mettre en place toutes les actions nécessaires au bien-être de l'animal.

Choix des espèces

Brebis adulte (de plus de 1 an) et porc de 40 à 70 kg (3 à 5 mois environ). A ce stade, la taille et les caractéristiques du cœur des animaux sont proches de celles de l’homme. La brebis et le porc présentent des caractéristiques anatomiques et fonctionnelles proche de celles de l’Homme. Le choix de l’espèce utilisée dépendra de la pertinence du modèle dans l’évaluation du dispositif. L’évaluation de ces dispositifs pourra également être effectuée sur des modèles pathologiques (porc et brebis) développés dans le cadre d’autres projets de recherche.

  • Recherche appliquée
    • Troubles musculosquelettiques
  • Recherche fondamentale
    • Système musculosquelettique
Souris : 88
Rats : 86
Souffrances
▲ 174
▲ -
▲ -
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 174

Opérés sous anesthésie et tués sans réveil, 88 souris et 86 rats vont être utilisés dans une seule procédure chacun, pour mettre au point des méthodes de mesure de la force musculaire. Les uns reçoivent des électrodes de stimulation sous la peau, les autres une incision et une dissection du muscle ou du nerf, avant une mise à mort sous anesthésie profonde. Le projet ne produit aucune connaissance sur une maladie, il valide des outils destinés à de futurs projets. Le porteur justifie l'effectif par une phase de mise au point puis de validation, en analysant séparément mâles et femelles.

Objectifs

L’objectif principal de ce projet est de développer, adapter et valider des méthodes de mesure de la force musculaire in vivo, in situ et in vitro à l’aide d’un système intégré de mesure chez la souris et le rat. Ce projet vise à mettre en place des protocoles fiables, reproductibles et transposables, permettant l’évaluation de la fonction neuromusculaire dans des conditions physiologiques contrôlées. Un premier objectif consiste à développer et valider une approche de mesure de force musculaire in vivo, permettant l’évaluation fonctionnelle de la contraction musculaire chez l’animal anesthésié. Cette étape a pour but d’optimiser les paramètres expérimentaux et de valider la faisabilité de cette approche, préalable à une utilisation ultérieure dans des projets pouvant inclure des mesures répétées. Un second objectif est de développer et valider des approches de mesure de la force musculaire in situ sur différents muscles squelettiques chez la souris et le rat. Enfin, le projet vise également à développer et adapter des protocoles de mesure de la force musculaire in vitro, notamment par le transfert et la standardisation de méthodes déjà maîtrisées sur un autre système, afin de disposer d’un ensemble cohérent d’outils expérimentaux sur une même plateforme. L’ensemble de ces développements méthodologiques a pour finalité de disposer d’outils expérimentaux robustes, permettant d’améliorer la qualité et la reproductibilité des données générées dans de futurs projets de recherche préclinique.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de développer et de valider des méthodes expérimentales fiables et reproductibles pour l’évaluation de la fonction musculaire chez la souris et le rat. La mise en place de protocoles standardisés de mesure de la force musculaire in vivo et in situ contribuera à améliorer la qualité, la comparabilité et l’interprétation des données obtenues dans les projets de recherche préclinique impliquant l’analyse de la fonction neuromusculaire. Le développement d’une approche de mesure du torque musculaire in vivo permettra d’établir les bases méthodologiques nécessaires à l’évaluation fonctionnelle de la contraction musculaire dans des conditions physiologiques contrôlées. Cette approche constitue un bénéfice méthodologique important, en préparant la mise en œuvre ultérieure de projets visant des mesures répétées dans le temps, tout en limitant le recours à des procédures plus invasives. Par ailleurs, l’adaptation et l’extension des méthodes de mesure de la force musculaire in situ à différents muscles et aux deux espèces étudiées renforceront la capacité des équipes à répondre à des questions scientifiques variées, tant en recherche fondamentale qu’appliquée. À terme, les outils et protocoles développés dans ce projet bénéficieront à l’ensemble des projets utilisant ces modèles animaux, en améliorant la robustesse des résultats et en s’inscrivant dans une démarche intégrant les principes de remplacement, de réduction et de raffinement des procédures expérimentales.

Procédures

Dans le cadre de ce projet, les souris et les rats seront soumis à une seule procédure expérimentale chacun, réalisée sous anesthésie générale et sans réveil, suivie d’une mise à mort sous anesthésie. Les interventions comprennent l’administration d’injections par voie sous-cutanée pour l’analgésie préventive et l’anesthésie générale. Selon la procédure, les animaux feront ensuite l’objet soit de mesures fonctionnelles in vivo impliquant la mise en place d’électrodes de stimulation sous-cutanées, soit de procédures chirurgicales in situ nécessitant une incision cutanée et la dissection contrôlée de tissus afin d’accéder au muscle ou au nerf étudié. La durée totale des procédures expérimentales, incluant l’induction de l’anesthésie, l’installation de l’animal et la phase de mesure, est estimée entre 30 et 60 minutes, selon le type de procédure et l’espèce concernée. Les animaux ne sont pas réveillés à l’issue des interventions et sont mis à mort sous anesthésie générale profonde, conformément à la réglementation en vigueur.

Impact sur les animaux

Les procédures de mesure de la force musculaire in vivo impliquent la manipulation des animaux sous anesthésie générale, ainsi que la mise en place d’électrodes de stimulation sous-cutanées. Ces procédures peuvent entraîner une atteinte tissulaire minime et localisée aux sites d’insertion des électrodes, ainsi qu’une fatigue musculaire transitoire liée à la stimulation électrique. Les procédures in vivo étant réalisées sous anesthésie générale et suivies d’une mise à mort en fin de séance, aucun effet indésirable à long terme n’est attendu. Les procédures de mesure de la force musculaire in situ impliquent une intervention chirurgicale réalisée sous anesthésie générale. Ces procédures sont terminales et peuvent être associées à des nuisances limitées à la phase peropératoire.

Devenir

À l’issue de chaque procédure expérimentale, tous les animaux seront mis à mort alors qu’ils sont encore sous anesthésie générale profonde, sans réveil. Ce choix est justifié par la nature des procédures mises en œuvre, qui incluent des mesures fonctionnelles nécessitant une anesthésie générale prolongée et, pour certaines procédures, des interventions chirurgicales invasives rendant incompatible le réveil de l’animal dans des conditions de bien-être satisfaisantes. La mise à mort sera réalisée conformément à la réglementation en vigueur, afin d’éviter toute douleur ou souffrance inutile. Dans certains cas, les tissus (muscles) pourront être prélevés après la mise à mort à des fins d’analyses complémentaires, ce qui permet de maximiser les données obtenues à partir de chaque animal et de limiter le recours à de nouveaux animaux dans de futurs projets.

Remplacement

L’objectif de ce projet étant le développement et la validation de méthodes de mesure de la fonction musculaire, le recours à des modèles animaux est indispensable. L’évaluation de la force musculaire nécessite le maintien de l’architecture musculaire et de l’innervation dans des conditions physiologiques, ce qui ne peut pas être reproduit de manière pertinente par des méthodes alternatives à ce stade. Aucune méthode de remplacement ne permet actuellement de répondre aux objectifs du projet.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet sera limité au strict nécessaire pour le développement et la validation des méthodes expérimentales. Les effectifs ont été définis afin de permettre une phase de mise au point et une phase de validation des différentes approches, tout en intégrant la variabilité physiologique attendue et la nécessité d’analyser séparément les mâles et les femelles. La stratégie de réduction repose principalement sur l’utilisation séquentielle d’un même animal pour le développement de plusieurs approches expérimentales complémentaires. Ainsi, les animaux inclus dans les procédures de mesure in vivo seront mis à mort en fin de séance afin de permettre le développement et la validation d’approches de mesure de la force musculaire in vitro sur les mêmes tissus. De même, lorsque cela sera compatible avec les objectifs expérimentaux et l’état des tissus, les animaux engagés dans les procédures de mesure de la force musculaire in situ pourront également être utilisés pour des analyses complémentaires in vitro. À plus long terme, les méthodes développées dans le cadre de ce projet ont vocation à permettre, dans de futurs projets, la mise en œuvre de stratégies expérimentales intégrant des mesures répétées chez un même animal, contribuant ainsi à une réduction du nombre total d’animaux nécessaires, sans que cela ne soit mis en œuvre dans le cadre du présent projet.

Raffinement

Les procédures mises en œuvre dans ce projet intègrent des mesures de raffinement visant à limiter au maximum la douleur, la souffrance et l’angoisse des animaux. Les procédures expérimentales seront réalisées sous anesthésie générale adaptée, associée à une analgésie, afin de limiter les nuisances liées à la manipulation, à la stimulation électrique et aux interventions chirurgicales. Une attention particulière sera portée au positionnement des animaux, au maintien de la température corporelle et à la durée des procédures. Les animaux feront l’objet d’une surveillance adaptée avant et pendant les procédures expérimentales. Les procédures in vivo et in situ étant terminales dans le cadre de ce projet, les animaux ne se réveilleront pas à l’issue des interventions. L’ensemble des protocoles sera mis en œuvre par du personnel formé et compétent, conformément aux bonnes pratiques et à la réglementation en vigueur.

Choix des espèces

La souris et le rat sont des modèles de référence largement utilisés pour l’étude de la fonction musculaire et neuromusculaire. Ces deux espèces présentent des caractéristiques anatomiques et physiologiques bien décrites, permettant la mise en place et la comparaison de méthodes de mesure de la force musculaire. Le choix de ces espèces est également justifié par la nécessité de développer et de valider les approches méthodologiques dans les deux modèles, afin d’assurer la transposabilité et l’adaptabilité des protocoles à différents projets de recherche préclinique. Les animaux utilisés dans le cadre de ce projet seront des souris et des rats jeunes adultes, âgés d’environ 3 à 4 mois au début des procédures expérimentales. Ce stade de développement a été choisi afin d’éviter une phase de croissance rapide susceptible d’entraîner des variations importantes de masse corporelle et musculaire au cours du temps, ce qui pourrait interférer avec l’interprétation des mesures de force musculaire.

  • Recherche fondamentale
    • Système nerveux
Autres rongeurs : 51
Souffrances
▲ 3
▲ -
▲ 48
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 51

Pour tester si un exercice nocturne agit sur l'horloge biologique d'un rongeur diurne, 51 animaux vont être utilisés, tous tués, dont 48 dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Ils sont hébergés en cage individuelle pendant toute l'expérience, source d'un stress d'isolement reconnu comme modéré, avant une chirurgie terminale sous anesthésie. La mise à mort sert à mesurer les hormones circulantes et l'activation de neurones de l'horloge centrale à deux moments précis. Le porteur ne nomme pas l'espèce diurne employée, la désignant seulement comme 'un rongeur diurne'.

Objectifs

Les mécanismes neuronaux qui sous-tendent la diurnalité sont encore mal connus, en partie car la grande majorité des études chronobiologiques ont été réalisées chez les mammifères nocturnes, sauf pour les humains. Comprendre comment fonctionnent les rythmes circadiens dans un modèle animal diurne permettra d’améliorer les applications chronothérapeutiques appropriées dans l’espèce humaine. Les ryhtmes circadiens sont majoritairement contrôlés par une horloge centrale localisée à la base du cerveau. Cette horloge principale est surtout mise à l'heure par la lumière, mais elle est également sensible à d'autres facteurs. Parmi eux figurent des facteurs comportementaux associés à l’éveil. L’objectif de ce projet est de tester chez un rongeur diurne si un exercice nocturne peut agir sur l’horloge principale et/ou modifier sa mise à l'heure par la lumière ambiante.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet sont tout d’abord une meilleure compréhension des mécanismes par lesquels une activité physique peut rétroagir sur l’horloge circadienne principale et moduler la synchronisation à la lumière chez un modèle animal diurne. Si notre hypothèse est validée (déphasages de l’horloge principale par un exercice nocturne, et augmentation par l’exercice des déphasages induits par la lumière), ces données pourront servir à des applications biomédicales en utilisant l’activité physique pour améliorer la synchronisation des rythmes circadiens et/ou prévenir la désynchronisation circadienne.

Procédures

Pendant toute la durée de l’expérience, les animaux seront hébergés en cages individuelles pour enregistrer des variables rythmiques individuelles, ce qui pourra créer un stress d'isolement social. Les animaux seront soumis à une chirurgie terminale sous anesthésie (durée 5 minutes).

Impact sur les animaux

Les animaux seront hébergés en cages individuelles pour enregistrer des variables rythmiques individuelles, ce qui pourra créer un stress d'isolement d'intensité modérée. Les injections terminales pourront induire une douleur transitoire modérée et un stress passager aux animaux.

Devenir

La mise à mort de tous les animaux est nécessaire déterminer pour les changements plasmatiques d'hormones et de métabolites circulants, ainsi que l’activation des neurones des noyaux suprachiasmatiques en réponse à l'exercie, à l'exposition à la lumière ou à la combinaison des deux facteurs aux deux points-horaires choisis.

Remplacement

La régulation des rythmes circadiens, dont le cycle veille-sommeil, la détection de la lumière et l’effet d’un exercice physique impliquant plusieurs organes à la fois (notamment, rétine, cerveau et muscles striés) ainsi que des relais nerveux et hormonaux, l’investigation des interactions entre horloges circadiennes et activité physique nécessite l’utilisation de modèles animaux. Ainsi est-il impossible de réaliser ces études sur des organes isolés ou des cultures cellulaires in vitro ou de modéliser in silico la réponse de ce circuit multi-organes.

Réduction

Notre approche longitudinale (jusqu’à 3 traitements chez le même animal) permet de réduire d’autant le nombre d’animaux utilisés et d’augmenter la robustesse des données, chaque animal étant son propre témoin. De plus, les animaux de l’approche comportementale seront systématiquement ré-utilisés pour l’approche moléculaire. Pour les tests in vivo circadiens et comportementaux, le nombre d’animaux proposé (n=12 par condition) est basé sur une évaluation de la puissance statistique .

Raffinement

Les rongeurs seront placés en cages individuelles pour la durée des procédures, ce qui pourrait générer un stress d'isolement social que nous limiterons par ajout de frisure en plus de l'enrichissement classique des cages, à savoir: bâton à ronger et coton pour faire un nid. Pour les animaux en actimétrie, bien que maintenus en cages individuelles, ils auront des contacts visuels (parois de cage transparentes) et olfactifs (couvercle de cage grillagé) avec leurs congénères. La frisure permettra de soutenir la thermorégulation des animaux individualisés, tout en apportant un enrichissement supplémentaire pour la construction du nid. Tout au long de la procédure, nous ferons un suivi de l’état général des animaux à l'aide d'une grille de scores. Des points limites spécifiques ont été établis pour limiter la souffrance animal en arrêtant la procédure dès que nécessaire. Le suivi en temps réel des données générées par l’activité locomotrice renseignera également sur l’état de santé des animaux.

Choix des espèces

Les mammifères diurnes sont des modèles expérimentaux appropriés pour la recherche biomédicale. Leur utilisation dans le projet présent est pertinente pour comprendre les mécanismes de la rétroaction comportementale sur l’horloge circadienne principale chez les espèces diurnes, comme l’est l’espèce humaine. De jeunes adultes (2-6 mois) seront utilisés pour étudier le système circadien mature et non-senescent.

  • Recherche fondamentale
    • Système musculosquelettique
    • Système nerveux
Souris : 246
Souffrances
▲ 230
▲ 16
▲ -
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 246

Maintenues sous anesthésie deux heures et poussées jusqu'à 41 °C de température corporelle, 246 souris vont être utilisées pour étudier la thermorégulation, 230 d'entre elles opérées sous anesthésie et tuées sans réveil. Injectées d'agonistes et d'antagonistes, elles basculent dans des états hypothermiques ou hyperthermiques, selon qu'elles portent ou non une mutation du gène TRPV1. Le projet est présenté comme le premier modèle animal du coup de chaleur, avec une perspective d'imagerie transférable à la clinique. Sur le remplacement, le porteur se borne à indiquer que la mesure de la température corporelle ne peut se faire que sur animal vivant.

Objectifs

Le coup de chaleur se caractérise par une augmentation soudaine de la température corporelle au-dessus de 40 °C, entrainant un dysfonctionnement du système nerveux central. La mortalité est élevée et les survivants d'un coup de chaleur peuvent souffrir de séquelles à long terme. Il est essentiel d'améliorer nos connaissances et notre capacité à mesurer les mécanismes biologiques impliqués dans la thermorégulation. Chez les mammifères, la production de chaleur est un processus indispensable pour maintenir la température à environ 37 °C. Cette production de chaleur repose sur la mitochondrie, qui « brûle » la plupart des nutriments pour produire de l’énergie et de la chaleur. Récemment, un thermostat mitochondrial a été découvert et la stimulation de ce gène d’intérêt induit une hypothermie chez les animaux et chez l'Homme. Ce projet vise à explorer in vivo la fonction de thermostat moléculaire en caractérisant les changements de température dans le cerveau et les muscles de souris lors de défis environnementaux ou pharmacologiques qui favorisent ou limitent la dissipation thermique cellulaire et organique chez des souris exprimant ou non une variante défectueuse de ce thermostat. Ce projet vise également à développer les outils IRM qui nous permettront de caractériser cette faible production et dissipation de chaleur en mesurant de manière non invasive la température.

Bénéfices attendus

Ce projet nous permettra de caractériser de manière non invasive le premier modèle animal pour étudier le coup de chaleur et d'explorer le rôle du TRPV1 dans la thermorégulation en évaluant l'impact des défis thermiques sur le thermostat mitochondrial. Ce projet nous permettra de caractériser de manière non invasive le premier modèle animal pour étudier le coup de chaleur et d'explorer le rôle du TRPV1 dans la thermorégulation en évaluant l'impact des défis thermiques sur le thermostat mitochondrial. Enfin, ce modèle est également particulièrement pertinent d'un point de vue physiologique et mécanistique pour comprendre la fonction du canal TRPV1. Bien que le TRPV1 soit désormais une cible thérapeutique validée pour le traitement de certains types de douleurs aiguës et chroniques, l'industrie pharmaceutique a eu du mal à développer des analgésiques en raison des effets secondaires liés à la température. Nous pensons pouvoir tirer parti de ces observations, avec des perspectives thérapeutiques pour lutter contre les coups de chaleur, précisément en utilisant des agents qui réduisent considérablement la température corporelle. Il convient de noter que, en cas de succès, le transfert des méthodes vers une étude clinique incluant la méthodologie de thermométrie par IRM est possible et serait d'une importance capitale.

Procédures

Les animaux seront anesthésiés sur une période de 2 heures et seront soit dans un environnement dont la température permettra un maintien de la température corporelle en normothermie ou en hyperthermie. Les animaux recevront également des injections d'anesthésiques et d'agents pharmacologiques en bolus.

Impact sur les animaux

Les principales nuisances pour les animaux seront liées à la durée d’anesthésie (2 heures) pour pouvoir atteindre la valeur de température corporelle cible (41°C) par challenge thermique environnemental mais également aux températures corporelles cibles associées à l’hyperthermie. Les animaux seront également soumis à l’injection d’agonistes et d’antagonistes pouvant entraîner des phénotypes hypothermiques ou hyperthermiques.

Devenir

Les souris de la première procédure visant à mettre au point l'anesthésie seront conservées et seront intégrées aux lots d'animaux de la procédure 2. Les animaux utilisés lors des procédures 2, 3 , 4, 5 et 6 seront mis à mort à la fin de la procédure.

Remplacement

L'expérimentation ayant pour objet l'évaluation de la température corporelle, elle ne peut être conduite que sur animal vivant.

Réduction

Le choix de réaliser une étude pilote va nous permettre de tester par palier les différentes conditions expérimentales, en particulier les dosages et donc potentiellement de ne pas réaliser tous les groupes prévus à partir du moment où l’objectif sera atteint. En complément de cette approche permettant potentiellement de réduire le nombre d’animaux, des individus des deux sexes seront intégrés à l’étude.

Raffinement

Les animaux recevront les soins classiques de la structure avec régulation de température, accès sans limite à la nourriture et à l'eau, enrichissement des cages (frisotti papier, carré bois et cabanes). Les animaux auront une phase d’acclimatation de 5 jours et ne seront pas manipulés afin de limiter leur stress Pendant la l’anesthésie, un dépôt de gel ophtalmique sur la cornée sera effectué et le suivi de la qualité de l’anesthésie sera évalué par mesure de la fréquence respiratoire. Lorsque les points limites seront atteint, les animaux seront mis à mort par dislocation cervicales.

Choix des espèces

Le modèle génétique altéré étant un modèle murin, cette étude doit être menée sur ce modèle animal donc sur des souris porteuses ou non d’une mutation du gène TRPV1. Il s’agira d’animaux âgés de 8 à 12 semaines ayant atteint la maturité sexuelle et immunitaire.

  • Enseignement supérieur
  • Formation professionnelle
Souris : 375
Rats : 1280
Souffrances
▲ 975
▲ 500
▲ 180
▲ -
Devenir
 4
 -
 496
 1155

Pour entraîner des étudiants et des professionnels aux gestes de l'expérimentation, 375 souris et 1 280 rats vont être utilisés dans des travaux pratiques d'un niveau de souffrance allant de léger à modéré. Une partie subit une chirurgie de plus d'une heure, des gavages et jusqu'à six injections, d'autres deux tests comportementaux sous l'effet d'un médicament psychoactif. Les animaux opérés ne sont pas réveillés quand des organes ont été prélevés ou l'intervention jugée trop délabrante, ceux soumis aux contraintes légères étant réutilisés ou adoptés. Le porteur présente le recours aux animaux non-humains comme 'une réalité de la recherche' à laquelle les futurs professionnels doivent être formés.

Objectifs

Le recours à l’animal est une réalité de la recherche : les personnes qui doivent expérimenter avec des animaux doivent être formées : licences professionnelles, master, formation continue… Dans le cadre de cette formation professionnelle, nous voulons qu’une part de cette formation soit faite de façon centralisée avec des bonnes pratiques, en complément du compagnonnage qui, utilisé exclusivement, cloisonne le savoir et fait perdurer localement les habitudes – bonnes ou mauvaises. En licence et master non professionnels, le confinement dû à la COVID19 a mis en évidence l’intérêt fondamental de l’enseignement présentiel en effectifs réduit. Dans les TD, « celui qui sait » formalise le concept à transmettre à l’apprenant qui reste passif. Les TP apportent une démarche active, la confrontation à la réalité et un aspect méthodologique ; ils sollicitent chez l’apprenant d’autres vecteurs que le son ou l’image. Nos TP comportent également, selon leur niveau, la sensibilisation aux règles d’éthique en expérimentation animale, au bien-être animal, aux conditions d’hébergement et de manipulation des animaux, aux choix des modèles, aux méthodes alternatives et à la rationalisation des groupes expérimentaux.

Bénéfices attendus

1) Pour les formations réglementaires initiales en expérimentation animales : les étudiants vont apprendre comment avoir confiance dans les animaux, à les observer dans leur comportement, les méthodes de contention les plus confortables pour les rongeurs, les techniques pour les injections, et les prises de sang de petits volumes. 2) Pour les formations à la chirurgie expérimentale, les étudiants vont apprendre les bases de la chirurgie, dont les sutures, l'aseptie en condition réelle, le suivi d'une opération et deux voies d'abord classiques. 3) Pour les licences professionelles, il s’agit de futurs techniciens en déjà titulaires d’un niveau applicateur d’expérimentation animale et d’un certificat de chirurgie expérimentale qui suivent une formation spécifique pour acquérir les compétences techniques de leur métier. 4) Les étudiants de master 2 sont un public international en 5e année de formation à la recherche dans les domaines de la biologie et de la santé et qui seront amenés, dans leur futur milieu professionnel, à concevoir, réaliser et superviser des recherches mettant en jeu des aspects liés à l’expérimentation animale. 5) Les étudiants de licence 3° années de biologie, durant les TP de Physiologie, appréhendent de façon concète la complexité du vivant et de son étude.

Procédures

TP Chirurgie : les rat ou souris auront une injection d'un antalgique puis une administration d'un anesthésique et une chirurgie qui peut durer plus d'une heure. TP" LPro télémétrie" : les rats subissent une contention inhabituelle de quelques minutes pour leur faire enfiler un gilet qui est non contraignant ensuite. TP "FC Contention et glycémie" : les rats subissent des contentions douces non contraignantes pendant 4 fois une heure, et un autre jour quatre gavages et 4 prises de sang de faible volume. TP "Manipulation et comportement de souris" : les souris subissent des contentions répétées de moins de 3 minutes minutes et au maximum 6 injections et 4 gavages, le tout réparti sur plusieurs jours. Ils participent aussi, un autre jour, à deux tests de comportement légers de quelques minutes sous l'effet d'un médicament psychoactif. Autres TP : les animaux auront une contention de moins d'une minute et une injection d'un antalgique puis une deuxième contention de moins d'une minute et une administration d'un anesthésique et ne seront pas réveillés.

Impact sur les animaux

TP Chir : les animaux ne seront réveillés que si l'opération s'est bien passée et ils seront désorientés pendant la période réveil, il peut rester une légère douleur malgré une double antalgie. TP" LPro télémétrie" : le gilet est peu contraignant. TP "FC Contention et glycémie" : les animaux peuvent être stressés par des contentions maladroites, ils peuvent souffrir pendant quelques minutes d'une injection mal faite après quoi les points limites seront appliqués (évènement possible mais rare). TP "FC Manipulation et comportement de souris" : les animaux subissent des contentions répétées de moins de 3 minutes et peuvent ressentir une légère douleur suite aux 6 injections et 4 gavages répartie sur plusieurs jours. Ils participent aussi, un autre jour, à deux tests de comportement légers de quelques minutes sous l'effet d'un médicament psychoactif. Les animaux peuvent être stressés par des contentions maladroites, ils peuvent souffrir pendant quelques minutes d'une injection mal faite (évènement possible mais rare). Tous les TP : les animaux pourraient commencer à se réveiller pendant une anesthésie (évènement théorique encore jamais observé, en raison d'observations intermédiaires de points limites et des mesures prévues).

Devenir

Tous les animaux impliqués dans des anesthésies sans réveil ne sont pas réveillés : soit des organes vitaux ont été prélevés pour des expériences ex vivo, soit l'intervention est délabrante et non compatible avec la survie. Pour les apprentissages de chirurgie les animaux ne sont réveillés que si l'opération s'est bien passée et pour 16h maximum car le risque d'une dégradation de leur état ensuite n'est pas nul. Les animaux qui subissent des contraintes légères de contention et d'injections sont gardés en vie et peuvent être réutilisés, ou adoptés.

Remplacement

Le recours à l’animal est une réalité de la recherche : les personnes qui doivent, dans leur démarche scientifique ou professionnelle, expérimenter avec des animaux doivent être formées : licences professionnelles, master, formations réglementaires. Dans le cadre de ces formations professionnelles, nous voulons qu’une part de cette formation soit faite de façon centralisée avec des bonnes pratiques, en complément du compagnonnage qui, utilisé exclusivement, cloisonnerait le savoir et ferait perdurer localement les habitudes – bonnes ou mauvaises. Les TP de chirurgie sont précédés de 4h de TP sur matériaux non vivants et sur des cadavres. L’usage de maquette ne nous permet pas d’amener les étudiants en filières professionnelles à un niveau de compétence suffisant en chirurgie. En licence et master non professionnels, le confinement dû à la COVID19 a mis en évidence l’intérêt fondamental de l’enseignement présentiel en effectifs réduits. Dans les cours et les TD, « celui qui sait » formalise le concept à transmettre à l’apprenant qui reste passif. Les TP apportent une démarche active, la confrontation à la réalité, un aspect méthodologique et sollicitent chez l’apprenant d’autres vecteurs que le son ou l’image. C’est pourquoi nous avons quelques TP en plus des habituels TD et cours.

Réduction

Les travaux pratiques sont très réduits en nombre durant les années de licence. 2 TP de physiologie en L3 pour des étudiants qui ont choisi la biologie comme horizon professionnel. Les TP ne sont plus nombreux que pour ceux qui se sont engagés dans un parcours professionnel impliquant l’usage des animaux : licence professionnelle ou formations réglementaires à l’expérimentation animale. Pour tous les TP sauf en filière professionnelle, n=1 et la répétabilité est abordée en comparant les résultats des différents apprenants. Nous favorisons au maximum l'utilisation d'animaux de réforme. La gestion de l'emploi du temps permet en plus de réutiliser la plupart des animaux qui ont eu des contraintes légères. S'il ne s'agit pas d’animaux de réformes dans les TP avec des contraintes légères, le nombre sera réduit de moitié, à 1 pour deux étudiants et non un pour un : moins d'animaux, manipulés par les deux groupes. Si ce sont des animaux de réformes, c’est le principe du raffiner qui sera appliqué.

Raffinement

Nous avons des points limites adaptés à chaque intervention ou manipulation. Au cours des TP, nous veillons à sensibiliser les étudiants et stagiaires aux effets du stress chez les animaux et à imposer l’ambiance de travail la plus calme possible. Plusieurs salles de travaux pratiques sont réquisitionnées lors des TP sur rongeurs vigiles afin de répartir animaux et stagiaires : cela évite que le stress d’un animal soit communiqué à l’ensemble de ses congénères. Les doses à injecter sont affinées en amont par une étude bibliographique, une seule dose est utilisée ce qui réduit le nombre d’animaux tout en permettant l’observation. Enfin, les drogues, les autres substances injectées et les tests comportementaux, ont été choisis pour être les plus bénins possibles tout en permettant d’observer le phénomène recherché. Les interventions se font sous anesthésie générale avec antalgie, maitrise de la température par tapis chauffant, réhydratation, et protection des yeux contre le dessèchement. Le réveil et le suivi post opératoire (de 16h maximum, soit jusqu'au lendemain matin) se font en cage individuelle, avec un élément de la cage d'origine comme enrichissement. La surveillance de signes cliniques, le taux d’encadrement, et l’application des points limites font qu’aucun animal ne peut se réveiller durant une anesthésie. Les effectifs d’animaux pour les TP avec des contraintes légères, permettent, lorsque nous avons des animaux de réformes, de diminuer par deux les contraintes subies par les animaux. Si ce ne sont pas des animaux de réforme, c’est le principe du réduire qui est appliqué. Certains de ces TP sont spécifiquement dédiés à l'enseignement des méthodes non invasives de mesures et des contentions les moins stressantes.

Choix des espèces

Des modèles mammifères sont nécessaires afin de pouvoir extrapoler à l’homme. Le rat et la souris sont les espèces de mammifères les plus fréquemment rencontrées dans la recherche fondamentale ou en R&D en industrie pharmaceutique, domaines futurs d’activité de nos étudiants en formation professionnelle. Nos autres TP de physiologie font appel au rat en raison de l’abondance littérature scientifique consacré à cette espèce. Les animaux achetés pour ces TP sont des jeunes adultes, pour des raisons de taille. Pour les animaux de réforme, sauf exceptions mentionnées dans le document complet, l’âge importe peu.

  • Recherche fondamentale
    • Éthologie / comportement / biologie animale
    • Oncologie
Rats : 190
Souffrances
▲ 10
▲ 24
▲ 156
▲ -
Devenir
 -
 -
 24
 166

Issus de deux lignées choisies pour vieillir différemment, l'une déclinant, l'autre gardant sa mémoire, 190 rats vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance allant jusqu'à modéré. Ils passent une batterie de sept tests comportementaux sur trois semaines, puis la moitié reçoit une intervention terminale sous anesthésie profonde. 166 rats sont tués pour prélever leur cerveau et 24 rats satellites sont réutilisés dans d'autres projets. Le porteur justifie le rat par un modèle de vieillissement "réussi" qui, affirme-t-il, n'existe pas chez la souris.

Objectifs

Contexte de l’étude : Ce projet cherche à mieux comprendre comment le vieillissement influence le fonctionnement du cerveau, en particulier la mémoire. Avec l’âge, cette fonction a tendance à diminuer, que ce soit lors d’un vieillissement normal ou dans des pathologies telles que la maladie d’Alzheimer. Les traitements actuels sont encore peu efficaces et peuvent provoquer des effets secondaires. Pour trouver de nouvelles pistes, il est donc important de comprendre plus en détail ce qui se passe dans le cerveau au fil du temps. Comme il n’est pas possible d’étudier ces mécanismes directement chez l’être humain, nous les observons à l’aide d’animaux. Question scientifique et objectif : L’objectif du projet est de comprendre pourquoi certains cerveaux vieillissent mieux que d’autres. Pour cela, nous allons comparer deux groupes d’animaux : l’un qui présente un déclin des performances de mémoire avec l’âge, et l’autre qui garde de bonnes capacités de mémorisation. En identifiant ce qui protège la mémoire chez les animaux qui vieillissent bien, nous espérons découvrir de nouvelles pistes pour prévenir ou ralentir les troubles de la mémoire chez l’humain. Description et justification du modèle utilisé : Nous allons suivre ces deux groupes d’animaux à deux âges : à l’âge adulte (6 mois) et à un âge avancé (24 mois). A 6 mois d’âge, leurs performances sont similaires, mais au-delà de 24 mois, un groupe montre un déclin de la mémoire tandis que l’autre conserve de bonnes capacités. L’étude cherchera à comprendre ce qui, dans le cerveau, permet cette résistance au vieillissement. Enfin, l’étude prendra en compte aussi bien les mâles que les femelles, afin de voir s’il existe des différences entre les deux sexes dans la manière dont le cerveau vieillit.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à mieux comprendre pourquoi et comment certains individus vieillissent sans perdre leurs capacités de mémoire, tandis que d’autres présentent une plus grande vulnérabilité aux effets du vieillissement cérébral. En comparant des animaux qui vieillissent bien à d’autres qui présentent un déclin cognitif, il permettra d’identifier les mécanismes cérébraux qui protègent la mémoire au fil du temps. Les résultats attendus pourraient ouvrir la voie à de nouvelles stratégies de prévention et de traitement des troubles de la mémoire liés à l’âge, comme ceux observés dans la maladie d’Alzheimer. À terme, ce travail pourrait contribuer à améliorer la qualité de vie des personnes âgées en favorisant un vieillissement cérébral plus sain et autonome, là où les traitements actuels restent limités.

Procédures

Tous les rats seront exposés à une batterie de 7 tests comportementaux, non invasifs. Ils seront réalisés sur une période de 3 semaines, avec un maximum de 20 min de test par jour par rat (exploration libre d’un dispositif comportemental). La moitié des rats recevra en fin de protocole une injection d’une molécule analgésique (1 minute), et sera exposé à une intervention terminale d’une durée inférieure à 5 minutes menée sous anesthésie profonde. L’autre moitié des animaux sera exposé à une intervention terminale (prélèvement sanguin) d’une durée inférieure à 5 minutes, menée sous anesthésie profonde.

Impact sur les animaux

Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux seront ceux provoqués par l’exposition aux tests comportementaux (nuisance légère). Les animaux seront placés dans des dispositifs qui leur sont inconnus, ce qui pourrait leur créer un stress ponctuel (moins de 20 min par jour). Ce stress devrait être atténué au fur et à mesure de la passation de ces tests, notamment pour ceux qui se répètent dans le même dispositif comportemental. Des effets du vieillissement sont attendus sur les animaux, notamment une difficulté à la locomotion ou encore à l’alimentation, en particulier chez les animaux âgés de 24 mois (nuisance légère). La moitié des animaux sera exposée à un acte chirurgical mené sous anesthésie et analgésie profondes (acte sans réveil). L’autre moitié des animaux sera exposée à un prélèvement sanguin sous anesthésie profonde (acte sans réveil).

Devenir

A l’issue de l’unique procédure présentée dans ce projet, tous les animaux seront mis à mort à l’exception des rats satellites qui seront réutilisés dans d’autres projets. Les cerveaux des animaux mis à mort seront prélevés. Ces prélèvements permettront de réaliser des études de corrélation entre le niveau de résilience cognitive des animaux (études comportementales) et leur atteinte cérébrale (études post-mortem).

Remplacement

Ce projet vise à mieux comprendre les mécanismes cérébraux qui permettent à certains individus de préserver leurs capacités de mémoire malgré le vieillissement. Ces connaissances sont essentielles pour le développement de nouvelles approches thérapeutiques dans le cadre des troubles de la mémoire, qu’ils soient liés au vieillissement normal ou à des maladies comme Alzheimer. La recherche de nouveaux traitements nécessite l’étude d’un organisme complet, car la mémoire et les fonctions cognitives dépendent d’interactions complexes entre différentes régions du cerveau, impossibles à reproduire entièrement sur des cellules en culture ou par des modèles informatiques. Les modèles in vitro ou in silico ne permettent donc pas d’évaluer les comportements de mémoire ni les réponses physiologiques globales associées. Le modèle animal choisi représente actuellement la seule approche permettant d’étudier simultanément les performances cognitives et les modifications cérébrales associées au vieillissement. Il constitue également un outil indispensable pour tester ultérieurement de nouveaux candidats médicaments. Enfin, il s’agit d’un modèle unique de vieillissement cognitif « réussi », qui n’existe pas encore dans d’autres espèces. L’utilisation de ce modèle est donc scientifiquement justifiée et constitue une étape incontournable avant tout développement thérapeutique chez l’être humain.

Réduction

Le protocole a été conçu afin de limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en garantissant la validité scientifique des résultats. Un total de 190 rats sera nécessaire, répartis de manière équilibrée selon l’âge et le sexe, afin de tenir compte des différences potentielles entre mâles et femelles. Des calculs statistiques précis ont été réalisés à partir de données issues de travaux antérieurs de l’équipe, confirmant qu’un groupe de 12 animaux par condition est suffisant pour obtenir une puissance statistique élevée et détecter des effets significatifs sur les performances de mémoire. Ces effectifs garantissent un bon équilibre entre la fiabilité des résultats et la limitation du nombre d’animaux utilisés. De plus, les mêmes animaux seront utilisés successivement pour l’ensemble des analyses comportementales et biologiques (études du cerveau après les tests de mémoire). Cette approche intégrée permettra de réduire le nombre total d’animaux tout en établissant des corrélations précises entre les performances cognitives et les marqueurs cérébraux observés.

Raffinement

Toutes les procédures seront menées dans le strict respect du bien-être animal. Les animaux seront observés quotidiennement par un personnel formé, afin de détecter rapidement tout signe de douleur, de stress ou de fragilité lié au vieillissement. Leur état général (poids, mobilité, comportement, apparence) sera attentivement suivi. Dès leur arrivée, un protocole de familiarisation progressive avec l’expérimentateur et l’environnement sera mis en place pour réduire le stress (séances de manipulation douces hebdomadaires). Les tests cognitifs seront réalisés dans des conditions calmes, à température stable, et avec des périodes de repos suffisantes entre les sessions. Un système de points limites précoces permettra d’interrompre la participation d’un animal dès l’apparition de signes de détresse. Si nécessaire, la nourriture sera adaptée (ramollie et placée dans la cage). En cas de gêne lors d’un test, l’animal sera immédiatement retiré et replacé dans son environnement habituel. Ces mesures assurent que toutes les manipulations soient effectuées avec le minimum de contrainte et de souffrance, tout en garantissant la fiabilité scientifique des résultats.

Choix des espèces

L’espèce choisie pour ce projet est le rat (Rattus norvegicus). Ce modèle est largement utilisé en recherche biomédicale, notamment en neurosciences, car il présente de fortes similarités biologiques et comportementales avec l’être humain. Le rat possède un système nerveux bien décrit et des capacités d’apprentissage et de mémoire mesurables, ce qui en fait un modèle pertinent pour l’étude du vieillissement cognitif. Notre étude s’intéresse spécifiquement aux effets du vieillissement sur le cerveau. Pour cette raison, nous utiliserons des rats âgés de 6 mois et de 24 mois, correspondant respectivement à l’âge adulte et à un âge avancé. Ce choix est directement lié à l’objectif du projet, qui porte sur la compréhension du vieillissement cérébral et sur la recherche de facteurs de protection permettant de mieux le prévenir. Par ailleurs, deux lignées de rats présentant des profils contrastés de vieillissement seront comparées : l’une sensible au déclin cognitif et l’autre caractérisée par un vieillissement réussi, c’est-à-dire une préservation des capacités de mémoire avec l’âge. Ce modèle unique de vieillissement préservé n’existe pas chez d’autres espèces comme la souris, ce qui justifie pleinement l’utilisation du rat pour cette étude.

  • Recherche appliquée
    • Diagnostic des maladies
    • Troubles cardiaques
  • Recherche fondamentale
    • Système cardiaque
Cochons : 102
Souffrances
▲ 102
▲ -
▲ -
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 102

Soumis à un prélèvement du cœur sous anesthésie ou à une transplantation cardiaque, 102 cochons vont être utilisés dans des procédures menées sans réveil et sont tués à l'issue. Avant l'explantation, 1 500 mL de sang sont recueillis sur l'animal par exsanguination pour perfuser le cœur isolé. Le projet teste une machine censée conserver un greffon jusqu'à douze heures au lieu de quatre. Tous sont déclarés morts en cours d'expérience, le cœur ou les tissus étant prélevés pour analyse.

Objectifs

La transplantation cardiaque, traitement de référence de l'insuffisance cardiaque avancée, est limitée par le manque de donneurs. En France, environ 1 000 patients attendent une greffe cardiaque, pour seulement 400 transplantations réalisées par an, entraînant le décès de 11 % des patients en liste d'attente. Plusieurs facteurs expliquent cette pénurie : refus familiaux ou contre-indications médicales au prélèvement, contraintes géographiques liées à la durée de conservation actuelle limitée à 4 heures, et proportion croissante de donneurs « marginaux » (âge >65 ans, facteurs de risque cardiovasculaires, arrêt cardiaque récent) dont les greffons sont plus fragiles. Le projet vise à développer une machine transportable capable de perfuser et d'oxygéner le cœur en continu hors du corps, prolongeant la conservation jusqu'à 12 heures. Cela permettrait d'élargir le rayon de prélèvement géographique, d'améliorer la qualité des greffons et de faciliter l'organisation des transplantations. Un liquide de perfusion spécifique, développé par un laboratoire partenaire, sera utilisé pour optimiser la protection du cœur. Les trois objectifs sont : 1) déterminer la température optimale de conservation de cœurs standards (donneur en mort encéphalique) ; 2) déterminer la température optimale pour les cœurs de donneurs marginaux ; 3) évaluer l'efficacité du dispositif dans un modèle de transplantation cardiaque chez le porc. Ces travaux pourraient augmenter le nombre de cœurs transplantables et améliorer la survie des patients en attente de greffe.

Bénéfices attendus

Le système proposé représente une avancée majeure pour la transplantation cardiaque en permettant une préservation des greffons jusqu'à 12 heures, contre 4 heures actuellement. Cette innovation offrira une meilleure protection de l'organe, réduisant ainsi les défaillances précoces post-transplantation. Face à la pénurie d'organes, les équipes de transplantation sont contraintes de prélever fréquemment des donneurs à critères élargis : personnes de plus de 55 ans, présentant des facteurs de risque cardiovasculaire ou ayant subi un arrêt cardiaque prolongé. Cette catégorie inclut également les donneurs Maastricht 3, prélevés après arrêt circulatoire contrôlé, une source en forte expansion. Ces greffons marginaux présentent cependant un risque élevé de défaillance primaire et d'échec de transplantation. Le système proposé permettra d'augmenter le nombre d'organes utilisables en optimisant la préservation et l'évaluation de ces cœurs marginaux avant transplantation. Au-delà des aspects médicaux, le système présente des bénéfices écologiques et sociétaux considérables. Actuellement, la contrainte des 4 heures oblige les équipes médicales à voyager en avion pour les prélèvements, générant une empreinte carbone importante. L'allongement de la durée de préservation jusqu'à 12 heures permettra d'utiliser les transports routiers ou ferroviaires, réduisant ainsi l'impact environnemental. Cette extension temporelle transformera également l'organisation des transplantations. Aujourd'hui, la limite de 4 heures impose de réaliser les interventions en urgence, le plus souvent en pleine nuit, conditions de travail non optimales pour garantir les meilleurs résultats. Avec ce système, il sera possible de différer les transplantations aux heures ouvrables, améliorant ainsi les conditions d'intervention et potentiellement les résultats cliniques. L'avantage logistique est également notable : actuellement, des transplantations sont parfois refusées car une urgence chirurgicale occupe déjà le bloc opératoire. Le système permettra de préserver le greffon jusqu'à la disponibilité du bloc opératoire, éliminant cette contrainte ce qui en fait un atout considérable pour l'organisation des soins. Le système contribuera ainsi à mieux gérer les ressources hospitalières tout en offrant davantage d'opportunités de transplantation aux patients en attente.

Procédures

Au maximum 79 animaux seront soumis à un prélèvement cardiaque sous anesthésie générale. La durée moyenne de la procédure chirurgicale de prélèvement cardiaque est de 2 heures. Au maximum 23 transplantations cardiaques seront réalisées ; la durée moyenne de la procédure chirurgicale de transplantation cardiaque est de 3 heures (30 minutes pour l'ouverture de la cage thoracique et l'instauration de la circulation externe nécessaire le temps de la transplantation ; 60 minutes pour la réalisation des anastomoses vasculaires entre le greffon cardiaque et le receveur ; 90 minutes pour l'assistance circulatoire et l'évaluation de la fonction cardiaque). La totalité des animaux transplantés seront maintenus en vie 90 minutes après la réalisation de la transplantation afin d'évaluer la fonction cardiaque.

Impact sur les animaux

Le stress pré-opératoire lié à la manipulation, au transport et au changement d’environnement constitue une nuisance attendue. Afin de le limiter, les animaux bénéficieront d’une période d’acclimatation d’une semaine avant leur inclusion dans le protocole expérimental. S'agissant de procédures expérimentales réalisées sous anesthésie générale balancée sans réveil, aucun effet indésirable ni nuisances supplémentaire ne sont attendus pour l'animal qui sera euthanasié en fin de procédure ou en cas d'échec de l'anesthésie.

Devenir

Les animaux seront tous déclarés morts en cours d’expérimentation en raison de l’explantation du cœur pour la procédure ou l’analyse histopathologique et moléculaire des tissus myocardiques après la transplantation indispensable à la compréhension des résultats.

Remplacement

Il n’existe à ce jour aucun modèle alternatif au modèle animal pour étudier l’efficacité d’un dispositif de préservation d’organe pour la transplantation. En effet, la perfusion d’organe ex situ repose sur l’utilisation d’un organe et non d’un tissu ou d’une culture cellulaire (pas d’alternative in silico ou in vitro). Il est donc nécessaire dans notre approche d’utiliser un cœur prélevé sur un système vivant. Par ailleurs seul un modèle sur le gros animal permet une instrumentation pour placer le cœur sur un module de perfusion d’organe isolé tel qu’utilisé en pratique clinique. Enfin ce modèle permet d’extrapoler facilement les résultats à l’homme, dont le système cardiovasculaire est proche sur le plan anatomique, physiologique et métabolique. Des travaux préliminaires à ce projet portant sur la composition du liquide de préservation ainsi que sur la température de préservation ont d’abord été développés sur des cultures cellulaires de cardiomyocytes et sur des modèles rongeurs.

Réduction

Afin de réduire le nombre d’animaux nécessaires à l’étude le nombre d’animaux par groupe à été calculé de manière à pouvoir réaliser des tests de comparaison statistique entre les groupes. Dans le groupe avec transplantation, il faudra un animal donneur d’organe et un animal qui recevra la transplantation. En effet notre objectif étant de préserver le cœur pendant 12 heures en perfusion ex situ une fois explanté, il sera impossible de maintenir l’animal donneur en vie pendant cette période ce qui exclut la possibilité de réaliser une autotransplantation, ce qui exposerait à un haut risque de complication technique et donc à un risque d’échec et de sortie prématurée du protocole.

Raffinement

Le stress pré-opératoire lié à la manipulation, au transport et au changement d’environnement constitue une nuisance attendue. Afin de le limiter, les animaux bénéficieront des mesures suivantes: Période d’acclimatation d’une semaine minimum entre l’arrivée à l’animalerie du laboratoire et l’inclusion dans le protocole de recherche. Hébergement en groupe de deux pour favoriser le contact régulier entre congénères. Environnement adapté à chaque phase de l’expérimentation pour réduire l’angoisse des animaux (accompagnement et anxiolyse durant le transfert depuis l’animalerie jusqu’en salle d’intervention). Lors des procédures expérimentales, les ponctions vasculaires percutanées pour la mise en place des cathéters de surveillance hémodynamique continue sont réalisées sous contrôle echographique : moins de souffrance, moins de saignement et risque infectieux réduit.

Choix des espèces

Le modèle animal choisi est le porc. Il présente une physiologie circulatoire (Fréquence cardiaque proche de 100/min, débit cardiaque entre 3,5 et 4 L/min pour un poids de 50 kg) et une anatomie cardiovasculaire proches de celles de l’homme. La modélisation chirurgicale est facilitée par l’usage du gros animal, notamment pour les canulations artérielle et veineuse nécessaires pour sa perfusion isolée. Cette convergence permet une adaptation optimale de l’espèce aux expérimentations et limitera au minimum d’échecs techniques. Enfin notre protocole prévoit des prélèvements sanguins et des biopsies myocardiques répétées sur le cœur perfusé ex situ avec respectivement un volume (10 mL) et un poids (20 mg) de prélèvement minimum afin de pouvoir réaliser les analyses plasmatiques et tissulaires respectivement. Là encore, l’expérimentation sur le porc est adaptée pour ces prélèvements répétés, contrairement à un modèle rongeur qui permettrait un recueil plasmatique et tissulaire de plus faible quantité. Les animaux utilisés dans le protocole expérimental sont des porcs de 55 à 65 kg. A ce stade de développement les porcs ont un système circulatoire très proche de l’homme et leur gabarit permet une modélisation chirurgicale optimale, notamment pour la canulation de l’aorte et de l’artère pulmonaire pour l’instrumentation du cœur isolé sur le module de perfusion ex situ . Par ailleurs, le volume sanguin nécessaire à la perfusion cardiaque ex situ normothermique sera recueilli sur l’animal, juste avant l’explantation du cœur et la mise à mort de l’animal. Ce volume sanguin doit être de 1500 mL, ce qui justifie d’inclure des animaux ayant une masse sanguine d’au moins 2,5 à 3 litres, soit un poids supérieur à 50 kg afin de ne pas avoir de difficultés pour recueillir 1500 mL au moment de l’exsanguination.

  • Formation professionnelle
Cochons : 100
Souffrances
▲ 100
▲ -
▲ -
▲ -
Devenir
 -
 -
 -
 100

Opérés sous anesthésie générale puis tués sans reprise de conscience, 100 cochons vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance qualifié sans réveil. Chaque intervention, jusqu'à cinq heures avec ouverture de l'abdomen, sert à des sutures de vaisseaux réalisées par des internes en formation, deux animaux par demi-journée. Le porteur affirme que simulateurs et pièces anatomiques ne reproduisent pas les conditions opératoires et juge le recours au cochon "nécessaire". La finalité n'est pas de produire des connaissances mais d'entraîner de futurs chirurgiens vasculaires.

Objectifs

La chirurgie vasculaire consiste à opérer les vaisseaux sanguins afin de traiter des maladies potentiellement graves. Ces interventions nécessitent des gestes techniques précis et une grande capacité à gérer des situations complexes notamment des saignements importants. La formation des futurs chirurgiens vasculaires est donc un enjeu majeur pour la sécurité des patients. Ce projet a pour objectif d’améliorer la formation pratique des internes en chirurgie vasculaire grâce à des sessions de formation chirurgicale. Ces sessions permettent aux médecins en formation de s’exercer à des gestes complexes dans un environnement contrôlé, avant de les réaliser chez les patients. Pour atteindre un niveau de réalisme suffisant notamment en ce qui concerne l’anatomie des vaisseaux et la circulation du sang, le recours à un modèle animal vivant est nécessaire. Le projet a été conçu en respectant strictement le principe des 3R (Remplacement, Raffinement, Réduction).

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont une meilleure formation des futurs chirurgiens vasculaires et, à terme, une amélioration de la sécurité et de la qualité des soins pour les patients. Le recours encadré et limité au modèle animal est ainsi justifié par l’intérêt général et les bénéfices attendus pour la société.

Procédures

Les animaux seront sous anesthésie générale. Ils seront soumis à des gestes de chirurgie vasculaire sur les vaisseaux Les gestes de chirurgie vasculaire consistent à des sutures de vaisseaux. Deux animaux sont utilisés pour chaque procédure unique de chirurgie sous anesthésie générale profonde et analgésie dont la durée est de 5 heures maximum avec ouverture de la cavité abdominale.

Impact sur les animaux

Toutes ces procédures de chirurgie sont réalisées sous anesthésie générale longue (jusqu’à 5h ) pouvant causer un stress et des douleurs et soumettent l’animal aux risques chirurgicaux et anesthésiques classiques (hémorragie, hypotension, hypothermie, hypoventilation). Les nuisances et effets indésirables attendus dans le cadre de ce projet sont principalement liés aux procédures expérimentales réalisées sous anesthésie générale. Les animaux sont exposés à des contraintes associées à l’anesthésie, incluant le stress de la manipulation initiale, l’induction anesthésique, l’intubation et la ventilation assistée. Ces étapes peuvent entrainer des effets indésirables transitoires tels que des variations des paramètres physiologiques (fréquence cardiaque, pression artérielle, température corporelle) qui font l’objet d’une surveillance continue.

Devenir

L’ensemble des procédures chirurgicales réalisées lors de cet enseignement ne permettant pas un réveil et un maintien en vie dans de bonnes conditions, aussi l’ensemble des animaux sera mis à mort à la fin de l’expérimentation, sous procédure complète d’anesthésie profonde.

Remplacement

Concernant le remplacement, les alternatives existantes ont été systématiquement évaluées. Bien que les modèles virtuels, les simulateurs synthétiques et les pièces anatomiques ex vivo ne permettent pas de reproduire de manière satisfaisante les conditions physiologiques et opératoires rencontrées, préalablement à l’accès à la formation chirurgicale sur modèles porcin, différentes phases de l’apprentissage sont développées en amonts aux laboratoires de simulation et d’anatomie.

Réduction

S’agissant de la réduction, le nombre d’animaux utilisés est strictement limité au minimum nécessaire pour atteindre les objectifs de formation : 2 porcs par demi-journée d’enseignement. Chaque animal est utilisé de manière optimisée au cours de sessions structurées, permettant de réaliser plusieurs gestes et scénarios pédagogiques par différents internes sous supervision, sans multiplier les procédures inutilement.

Raffinement

Le raffinement des procédures est une priorité. Les animaux sont pris en charge par du personnel formé selon les procédures d’anesthésie et d’analgésie adaptés visant à prévenir toute douleur, souffrance ou stress inutiles. Les gestes réalisés s’inscrivent dans un cadre strictement encadré avec une surveillance attentive et continue des paramètres physiologiques et des points critiques spécifiques tout au long de la procédure. Lors de l’anesthésie générale et des procédures chirurgicales, des tables chauffantes sont utilisées pour maintenir la température corporelle des animaux. Les animaux sont mis à mort en fin de protocole sous procédure complète d’anesthésie générale (sans réveil).

Choix des espèces

Le porc a été choisi car son système vasculaire présente de fortes similitudes avec celui de l’être humain. Cela permet de reproduire des conditions opératoires proches de la réalité, impossible à reproduire avec des simulateurs virtuels ou des modèles artificiels seuls. Il s’agit de jeunes animaux de 4/6 mois d’environ 80/90Kg, dont la taille est nécessaire aux pratiques d'enseignement.