Procédures sans réveil
Apport de la thérapie génique pour soigner le syndrome d’Usher de type 2A
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
Des souriceaux âgés d'un jour reçoivent une injection dans l'oreille interne, d'autres une injection sous la rétine à trente jours, puis passent sous anesthésie des tests auditifs répétés à un, deux et trois mois, des tests d'équilibre dont un dure trente et une minutes, et seize heures d'obscurité avant l'enregistrement de leurs réponses à des flashes lumineux. 2 310 souris vont être utilisées, 60 opérées sans réveil, 210 dans des procédures d'un niveau de souffrance léger et 2 040 d'un niveau modéré. Le porteur écrit qu'aucune dégradation de leur état n'est attendue hormis un risque limité de cataracte, alors qu'il annonce pour les deux lignées créées une surdité et des troubles visuels modérés. Toutes sont tuées entre six jours et onze mois après l'injection, pour des prélèvements post-mortem.
Objectifs
Le syndrome d’Usher est l’une des principales causes de surdicécité héréditaire chez l’enfant. Il n’existe à ce jour aucun traitement pour prévenir et/ou corriger les déficits sensoriels responsables de ces atteintes auditives et visuelles. Depuis peu, la thérapie génique est l’une des pistes explorées pour soigner ces déficits. Notre objectif est d’évaluer l’effet d’une telle approche dans des modèles murins du syndrome d’Usher de type 2 (USH2). Nous testerons trois stratégies de thérapie génique dans des souris génétiquement modifiées.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de mieux comprendre les mécanismes responsables des pertes visuelles et auditives décrites dans le syndrome d’Usher de type 2A et de développer des stratégies thérapeutiques capables de prévenir et/ou retarder la maladie. A court terme : - L’utilisation d’une souris porteuse de la mutation humaine nous permettra de mieux comprendre les mécanismes responsables de la maladie dans les cellules sensorielles de la rétine et de l’oreille interne. - Nous identifierons les méthodes les plus efficaces pour exprimer la protéine non mutée ou réparer la protéine mutée et déterminerons l’efficacité de ces stratégies pour corriger les troubles sensoriels chez nos souris déficientes. A long terme : Nous espérons avec ce travail développer des outils utilisables dans des essais pré-cliniques et cliniques afin de prévenir ou retarder la cécité et la surdité chez les patients atteints du syndrome d’Usher de type 2A. Ceci inclut : - la mise en évidence d’approches nouvelles pour le transfert de gène, - la mise en évidence de l’efficacité in vivo de l’édition de gène pour la correction de mutations spécifiques.
Procédures
Chirurgie : Les animaux seront soumis à des injections sous anesthésie et analgésie, elles seront uniques et ne dureront pas plus de 10 minutes à 30 minutes en fonction du type d’injections. Tests auditifs : Les souris injectées au niveau de l’oreille interne seront soumises à des tests auditifs dès l’âge de 3 semaines. Ces tests pourront être répétés à 1, 2 et 3 mois. Les souris seront anesthésiées puis exposées à de brefs stimuli sonores d’intensité et de fréquence croissantes. Des mesures seront enregistrées à l’aide d’électrodes ou de sondes placées sous la peau ou à l’entrée du conduit auditif. L’ensemble de ces enregistrements ne durera pas plus de 30 minutes par session. Tests d’équilibre : Les souris injectées au niveau de l’oreille interne seront également soumises à des tests comportementaux. Leurs déplacements seront analysés à l’aide d’un système vidéo (2 minutes). Leur capacité d’équilibre sera quantifiée par 2 tests (l’un durant 31 minutes, l’autre 2 minutes). Leur capacité d’orientation dans l’espace sera évaluée grâce à deux autre tests (10 à 60 secondes chacun). Un test de nage sera finalement réalisé (10 secondes) avant le retour en cage d’hébergement. Tests Visuels : Les souris injectées au niveau de la rétine seront soumises à des tests entre 2 et 11 mois post-injection. Elles seront placées à l’obscurité 16 heures avant leur anesthésie, puis exposées à de brefs flashes lumineux d’intensité croissante. Les réponses électriques générées seront enregistrées à l’aide d’électrodes placées sous les paupières. Des mesures seront également réalisées entre 0 et 60 minutes après désensibilisation à la lumière (exposition lumineuse intense de 3 minutes).
Impact sur les animaux
Les souris déficientes en la protéine étudiée fonctionnelle présentent des déficits visuels et auditifs modérés. Les deux nouvelles lignées de souris que nous souhaitons créer pourraient présenter des phénotypes similaires. Aucune aggravation de phénotype n’est attendue pour ces lignées. Les injections dans l’oreille interne et dans la rétine seront réalisées sous anesthésie et analgésie, en conditions optimales d’asepsie et avec un contrôle rigoureux des animaux en pré- et post-opératoire. Aucune dégradation de l’état des animaux n’est attendue, hormis un risque limité de cataracte. Bien au contraire, nous espérons que le remplacement ou la correction du gène muté contribuera à rétablir les fonctions sensorielles des souris injectées. En découle la liste ci-dessous des interventions après raffinement, et de leurs éventuels effets indésirables supérieurs ou égal à une piqûre d’aiguille : 1) Pour la création de deux lignées de souris transgéniques déficientes en la molécule étudiée, élevées dans un milieu fortement enrichi -> surdité et troubles visuels modérés 2) Pour les injections dans l’oreille ou sous-rétiniennes sous anesthésie et analgésie, avec soins pré- et post-opératoires -> pas de nuisance attendue du fait des injections réalisées sous contrôle stricte pré et post-opératoire.
Devenir
A la fin de chaque procédure, tous les animaux seront mis à mort pour des prélèvements post-mortem à des fins d’analyses.
Remplacement
Il n’existe pas à ce jour de méthode alternative in vitro ou in silico pour appréhender les mécanismes complexes impliqués dans le fonctionnement de la rétine ou de l‘oreille interne que sont : 1) la perception du stimulus visuel ou mécanique par certains récepteurs ou cellules sensorielles ; 2) la transduction de ce stimulus en un signal électrique ; 3) la transmission de ce signal électrique à la rétine ou à certains neurones de la cochlée ; 4) le transfert via ces neurones et leurs relais de l’information jusqu’au cerveau. De fait, nous aurons recours à la souris dans notre projet pour étudier les cascades physiopathologiques impliquées dans la cécité ou la surdité et pour tester l’efficacité thérapeutique de traitements préventifs ou curatifs.
Réduction
Afin de limiter le nombre d’individus par groupe expérimental, nous avons retraité les données issues de souris normales et mutantes avec un outil statistique. Nous avons déterminé qu’il nous faudrait un minimum de 5 individus par groupe. Afin d’éviter un éventuel « effet cage », les souris d’une même cage seront subdivisées pour recevoir au moins 2 traitements différents. Nos données quantifiées seront analysées grâce à un logiciel. Nous choisirons les tests statistiques selon la taille et la distribution des échantillons.
Raffinement
A) Grille d’évaluation d’un phénotype dommageable : Notre projet prévoit la création de deux nouvelles lignées de souris transgéniques. Dans la mesure où toute création d’une nouvelle lignée de souris implique de surveiller la survenue d’un phénotype dommageable, nous suivrons la « fiche d'évaluation de phénotype suite à une création de lignée » proposée par notre SBEA. Ainsi, sur un minimum de 14 mâles et de 14 femelles (issues de 4 portées distinctes), pour chacune de nos deux lignées, nous examinerons un panel de critères physiques et comportementaux à trois stades : 1) à la naissance : taille des portées, soins apportés par les mères, présence d’une poche de lait stomacale, poids, apparence, réactivité, 2) au sevrage : âge du sevrage, nombre de souris sevrées, proportion mâles/femelles, poids, apparence, réactivité, 3) à 2 ou 3 mois : poids, apparence, déplacement, posture. La survenue d’un signe clinique grave (souriceaux cyanosés, cachexie, poil hirsute, prostration, lésion cutanée ou malformation) et persistant (plus de 24h) entrainera la mise à mort de l’individu concerné. B) Enrichissement de l’environnement Chez la souris, les troubles sensoriels peuvent s’accompagner d’hyperactivité, de désorientation, de stress et de bagarres (chez les mâles). D’expérience, nous avons remarqué que pour limiter ces effets, il suffisait d’ajouter deux igloos par cage, des copeaux en carton (et non pas en coton propice aux garrots), des bâtonnets en bois à grignoter (1 par souris), et d’équilibrer le nombre d’animaux normaux et d’animaux déficients dans une même cage. Les cages doivent de plus être manipulées avec une très grande délicatesse et le moins souvent possible (moins d’une fois par jour). Les personnes amenées à intervenir sur nos cages de souris déficientes sont alertées sur les consignes à appliquer. C) Monitoring des souris en amont et en aval d’une anesthésie avec ou sans chirurgie L’emploi d’analgésiques sera systématique tout comme l’application d’un gel ophtalmique lors des anesthésies de souris adultes. Nous utiliserons un matériel miniaturisé pour l’anesthésie gazeuse des souriceaux. Les animaux anesthésiés seront gardés sur un tapis chauffant jusqu’à leur réveil complet puis remis dans une cage propre et pourvue d’une coupelle de gel nutritif hydratant. Les animaux opérés seront régulièrement inspectés pour détecter et traiter les éventuels signes d’inconfort tels que décrits dans la grille d’évaluation fournie par notre SBEA.
Choix des espèces
Les cellules et les molécules impliquées dans le fonctionnement de l’œil et de l’oreille interne sont comparables chez l’homme et la souris. Les pathologies qui nous intéressent ont déjà des modèles murins. Afin de nous rapprocher de la pathologie humaine, nous souhaitons nous focaliser sur une région du génome pour lequel un variant pathologique a été décrit. Il n’existe pas à ce jour de modèles murins impliquant précisément cette région, raison pour laquelle nous souhaitons créer deux nouveaux modèles de souris mutées pour cette région. Ces deux modèles vont nous permettre d’explorer les preuves de concept thérapeutique que nous pourrons transposer, du moins conceptuellement, chez l’homme. Les injections sous la rétine se feront sur des animaux âgés de 30 jours, soit à un stade où l’espace sous la rétine est bien formé. Les injections dans l’oreille se feront sur des souris âgées de 1 jour, soit à un stade immature où les cellules sensorielles ne sont pas encore trop affectées. La mise à mort se fera entre 6 jours et 11 mois post-injection pour évaluer les effets à court, moyen et long terme d’une correction génique.
Effets d’une carence gestationnelle en vitamine A sur la transmission dopaminergique mésocorticolimbique dans le contrôle de la prise de décision MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
306 souris reproductrices sont carencées en vitamine A pendant la gestation, puis tuées au sevrage de leurs portées, dont les descendants forment l'essentiel de l'effectif. 1 326 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélèvement de régions cérébrales, 546 sans jamais se réveiller, 480 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger et 300 un niveau modéré. Les descendants passent douze semaines en restriction alimentaire pour un conditionnement opérant, certains reçoivent des injections d'amphétamine, d'autres subissent une chirurgie stéréotaxique, et 120 sont soumis à des tests d'anxiété que le résumé ne nomme pas. Sur la réduction, le porteur explique multiplier les mesures sur un même animal, sans jamais indiquer d'où vient le chiffre de 1 326.
Objectifs
La carence en vitamine A au cours de la période périnatale, causée par un régime appauvri en vitamine A, reste un enjeu majeur de santé publique dans les pays en voie de développement. En effet, l’acide rétinoïque (AR), métabolite actif de la vitamine A est indispensable au développement cérébral du foetus et du nouveau-né mais joue également un rôle très important dans les fonctions cérébrales à l’âge adulte. En se fixant sur ses récepteurs nucléaires les RARs (Retinoic Acid Receptors) et les RXRs (Retinoid X Receptors) qui jouent le rôle de facteur de transcription, l’AR régule l’expression de nombreux gènes impliqués dans les processus de plasticité cérébrale. Ainsi, de faibles apports en vitamine A pendant la période périnatale conduiraient à une hypoactivité de la voie de signalisation de l’AR et des modifications d’expression de certains gènes comme le récepteur dopaminergique D2 (D2R) avec des conséquences néfastes sur les fonctions cérébrales associées (fonctions exécutives, planification motrice). Nous faisons l’hypothèse qu’un déséquilibre d’apports alimentaires en vitamine A durant la période périnatale altère le développement de la transmission dopaminergique et pourrait participer à l’étiologie de pathologies neurodèveloppementales qui impliquent des déficits des fonctions exécutives et motrices.
Bénéfices attendus
cette étude vise à proposer de nouvelles stratégies pour la prise en charge des maladies psychiatriques dont l’arsenal thérapeutique reste insuffisant. Ce projet va permettre de tester l’effet potentiellement protecteurs de molécules d’intérêts et donc de proposer de nouvelles stratégies curatives dans le contexte des maladies psychiatriques. Il va aussi permettre d’explorer les mécanismes par lesquels ces métabolites influencent la fonction cérébrale et le comportement. Cela permettra donc d’accroitre les connaissances dans un champ de recherche nouveau et prometteur.
Procédures
306 souris reproductrices seront euthanasiées au sevrage des animaux et 120 souris descendantes seront euthanasiés pour réaliser des enregistrements électrophysiologiques (426 sans réveil). 660 souris descendantes seront soumises à un conditionnement opérant (classe légère). Pour le test de conditionnement opérant, les animaux seront maintenus en restriction alimentaire légère (moins de 10% de perte par rapport au poids ad libitum) pendant toute la durée des expériences comportementales (12 semaines). Sur les 660 souris descendantes ayant été soumises au conditionnement opérant , 60 seront soumises à des injections intrapéritonéales d'amphétamine (classe modérée) et 240 seront soumises à des chirurgies stéréotaxiques (classe modérée). Afin d’évaluer le comportement de type anxieux, 120 souris descendantes seront soumises à des tests comportementaux qui peuvent engendrer un stress aigü (classe légère). Néanmoins l’état général de la souris n’est pas altéré. 240 souris descendantes (dont 120 soumises au conditionnement opérant) seront perfusées pour réaliser des analyses immunohistochimiques (classe légère). Cette intervention dure 15 min par souris (480 classe legère).
Impact sur les animaux
De part sa nature et son objectif les tests comportementaux évaluant le comportement de type anxieux que nous allons utiliser entraine un stress aigü chez la souris. Néanmoins l’état général de la souris n’est pas altéré. Les souris seront de toute façon suivies comme suit : les animaux en cours de protocole sont surveillés chaque jour par l’expérimentateur et 2 fois par semaine par les animaliers. Pour le test de conditionnement opérant, les animaux seront maintenus en restriction alimentaire légère (moins de 10% de perte par rapport au poids ad libitum) pendant toute la durée des expériences comportementales (12 semaines). Pour cela, les animaux seront pesés chaque jour et la quantité de nourriture ajustée en fonction. Les chirurgies stéréotaxiques présentent un degré de sévérité modéré durant la période entourant l'opération.
Devenir
En fin de procédure 1, tous les animaux seront euthanasiés et différentes régions cérébrales seront prélevées (comme tissu frais) et congelées pour des analyses moléculaires. En fin de procédure 2, tous les animaux seront euthanasiés pour collecter des tissus fixés afin de réaliser de l'immunomarquage sur les tranches de cerveau. En fin de procédure 3 tous les animaux seront euthanasiés et le cerveau sera prélevé (comme tissu frais) afin de réaliser des enregistrements électrophysiologiques. En fin de procédure 4, tous les animaux seront euthanasiés et différentes régions cérébrales seront prélevées (comme tissu frais) et congelées pour des analyses moléculaires. En fin de procédure 5 et 6 , tous les animaux seront euthanasiés et différentes régions cérébrales seront prélevées (comme tissu frais) et congelées pour des analyses moléculaires.
Remplacement
L’objectif général du projet vise à comprendre chez l’animal les conséquences comportementales et neurobiologiques d’une carence gestationnelle en vitamine A . Dans ce contexte de recherche, le recours à des modèles animaux pertinents et adaptés à l’étude de la cognition reste donc une nécessité expérimentale afin d’appréhender la réalité physiologique de nos résultats. L’objectif à long terme du projet étant de tester les effets comportementaux d’une supplémentation nutritionnelle en vitamine A dans le contexte des maladies neurodéveloppementales. Une recherche d’alternatives et d’autres méthodes dans des bases de données démontre par ailleurs que les solutions de rechange appropriées à ces procédures ne sont pas disponibles ou applicables.
Réduction
Pour réduire le nombre d'animaux, nous effectuons plusieurs mesures sur le même animal dans un ordre précis afin qu'une première mesure n'influence pas la seconde. De même, un maximum de mesures biologiques (périphériques et cérébrales) sera réalisé sur chaque animal dans la limite de compatibilité entre les différentes techniques. Ceci permettre de réduire au maximum le nombre de souris nécessaire à l'étude. Aucun dupliqua du travail proposé n'est aujourd'hui identifié
Raffinement
Concernant le raffinement différentes approches seront mises en œuvre. Les animaux seront hébergés en cages collectives avec un environnement enrichi (bâton à ronger, igloo, sizzle nest). Les animaux seront observés quotidiennement et pesés au moins 1 fois par semaine. Les animaux seront inspectés et si des blessures apparaissent, elles seront immédiatement soignées (Dakin et coton), les animaux recevront une injection sous-cutanée d'analgésique si nécessaire et seront surveillés deux fois par jour. Concernant la chirurgie stéréotaxique, des analgésiques et anesthésiques seront administrés. Les animaux seront observés jusqu'au réveil puis 2 fois par jour pendant 3 jours. Si l’animal apparaît malade ou avoir des douleurs (voir définition des points limites dans les procédures expérimentales), il sera immédiatement isolé et surveillé. Si l’animal ne montre pas d’amélioration significative, il sera mis à mort dans les 24h. Pour limiter le stress lié au tests comportementaux les souris seront manipulées régulièrement en amont afin de limiter le stress induit par l’expérimentateur. Par ailleurs pour les procédures induisant de la douleur comme la perfusion intracardiaque nous utiliserons des associations d’anesthésiques et analgésiques afin de limiter la douleur chez l’animal. Le nombre d'animaux utilisé est calculé afin d'avoir des tests statistiques robustes n'obligeant pas à répéter l'expérience. Enfin, les protocoles réalisés sur les animaux sont au préalable soumis puis approuvés par l'équipe en charge de l'animalerie afin d'assurer les bonnes conditions d'expérimentation.
Choix des espèces
Nous utiliserons des souris car ce sont des animaux de petite taille et peuvent donc être facilement hébergés à l’animalerie dans de bonnes conditions d’élevage. Les expériences de comportement et d’électrophysiologie sont facilement mises en oeuvre d’un point de vue technique sur les souris. La souche de souris utilisée (C57/Bl6J) constitue un modèle d’étude particulièrement intéressant et informatif dans le cadre des études sur l'impact des carences gestationnelles de nutriments sur la prise de décision , de ce fait les résultats de ce projet seront donc plus faciles à intégrer dans la littérature déjà existante. Nous choisissons de travailler chez la souris plutôt que chez le rat car de nombreuses souris transgéniques sont disponibles ce qui n’est pas le cas chez le rat, ce qui sera nécessaire pour la continuité du présent projet.
Etude et traitement thérapeutique des défauts cérébraux dans 2 modèles de souris génétiquement modifiées
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
6 256 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélèvement de tissus, chacune pouvant recevoir jusqu'à cinquante-six injections intrapéritonéales ou cinquante-six gavages en un mois. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré pour 3 840 d'entre elles et sévère pour 2 176, 240 étant tuées sans réveil. L'épilepsie est déclenchée par une injection de kaïnate qui provoque une détresse sévère pouvant aller jusqu'à la mort, et le gavage expose à la perforation de l'œsophage et au passage du produit dans les poumons. Le bénéfice mis en avant reste interne à la recherche, il s'agit de disposer de modèles animaux permettant de tester ensuite des médicaments déjà utilisés en clinique pour d'autres maladies.
Objectifs
Ce projet étudie deux gènes impliqués dans la formation du cil primaire, une petite antenne présente dans la plupart des cellules de l’organisme captant des signaux chimiques et mécaniques. Une anomalie de ce cil primaire entraine des maladies sévères affectant la plupart des organes. Ce projet vise à comprendre si les mutations de ces deux gènes chez la souris entrainent des défauts cérébraux ou des épilepsies. Enfin, ce projet évaluera 4 traitements médicamenteux sur le développement de ces défauts cérébraux.
Bénéfices attendus
Le principal bénéfice de ce projet est d’étudier si les mutations de 2 gènes importants pour la formation du cil primaire (petite antenne cellulaire présente sur la plupart des cellules de l’organisme) entrainent des troubles cognitifs et comportementaux. Ceci nous permettra de développer des modèles animaux sur lesquels nous pourrons tester des médicaments qui sont déjà utilisés en clinique pour d’autres applications ou qui ont montré un effet bénéfique dans d’autres pathologies chez la souris.
Procédures
- Contention et anesthésie (injection ip): 5 secondes, 1 fois/animal. - Chirurgie terminale sous anesthésie pour perfusion intracardiaque: 4 minutes, 1 fois/animal. - Injections ip de composés thérapeutiques : 10 secondes, maximum 2 fois/jour pendant 1 mois (max 56 injections ip/souris) - Administration orale de composés thérapeutiques : 30 secondes, maximum 2 fois/jour pendant 1 mois (max 56 gavage/souris) - Induction d’une épilepsie par injection ip de kainate : 2 heures, 1 fois/animal
Impact sur les animaux
- Contention : peut causer un stress léger de courte durée. - Chirurgie terminale sous anesthésie pour perfusion intracardiaque: douleur modérée - Injection ip : douleur légère et passagère ainsi qu’une irritation de la zone d’injection - Administration orale : risque de perforation de l’œsophage ainsi qu’un risque d’arrivée de la solution dans les poumons, entrainant des signes de détresse respiratoire. - Induction de l’épilepsie : provoque une détresse sévère chez l’animal pouvant induire une mort potentielle dépendant de la sévérité des crises.
Devenir
Tous les animaux utilisés seront mis à mort à la fin de l'étude pour prélèvement de tissus et analyses phénotypiques et génétiques.
Remplacement
Les questions scientifiques étudiées dans ce projet ne peuvent être étudiées qu’in vivo sur des cerveaux. Il s’agit ici d’études sur le développement et le fonctionnement du cerveau, qui ne peuvent être reproduites dans des systèmes autres que celui du mammifère. Aucun modèle in vitro ne peut mimer à ce jour toutes les étapes de son développement dans leur complexité et la richesse des interactions des nombreux types cellulaires qui y prennent part. De plus ce projet étudiant l’épilepsie nécessite une approche qui n’est réalisable qu’à l’échelle de l’organisme entier.
Réduction
Les expériences sont réalisées avec le nombre minimum d'animaux nécessaires à l'obtention d'un résultat significatif déterminé par une approche statistique en utilisant un test approprié pour comparer les groupes d’animaux.
Raffinement
Tous les animaux vivent en groupes familiaux ou sociaux dans un environnement enrichi avec eau et nourriture illimitées. Les souris seront surveillées quotidiennement afin de détecter tout signe de douleur ou de maladie. Une grille d'évaluation de la santé des animaux est mise en place. L’application stricte des points limites spécifiques aux expériences réalisées conduira à une prise en charge de la souffrance éventuelle des animaux. Les animaux subissant un prélèvement de sang recevront une analgésie préalable à l’anesthésie générale. Afin de limiter la souffrance due aux injections, celles-ci seront réalisées avec des seringues à Insuline très fine qui donnent une injection quasi indolore. Afin de réduire les risques de perforation de l’œsophage liés aux administrations orales, des sondes adaptées seront utilisées. L’induction de l’épilepsie s’effectue dans le calme dans une pièce dédiée afin de diminuer au maximum le stress occasionné.
Choix des espèces
La souris est préférée comme espèce car elle présente l’avantage de facilité d’élevage et de reproduction et elle permet l’étude d’animaux génétiquement modifiés particulièrement informatifs pour la compréhension des mécanismes physiopathologiques. De plus, de nombreux outils d’analyse ont été développés et bien caractérisés dans cette espèce animale. Enfin, la souris partage avec l’homme un développement du cortex cérébral et un fonctionnement du système nerveux similaires. Les expérimentations sont menées sur des animaux aux stades juvéniles (avant la fin de maturation du cerveau) ou à l’âge adulte (quand la maturation du cerveau est bien finie).
SAMPLE: Prélèvements biologiques chez le rat et la souris de laboratoire non traités
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Rats : 1000
1 760 animaux seront tués pour qu'on leur prélève des organes ou plus de 20 % de leur volume sanguin, 200 seront réutilisés dans d'autres projets et 40 proposés à l'adoption. 1 000 souris et 1 000 rats vont être utilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 1 800 d'entre eux, les 200 autres étant tués sans réveil. Ceux qui restent en vie peuvent subir jusqu'à dix microprélèvements sanguins, trois saignées de 15 % du volume sanguin, et jusqu'à quatre passages de seize heures en cage métabolique après gavage à l'eau. Aucun traitement expérimental ne leur est administré, ils sont exploités uniquement pour le sang, l'urine et les organes qu'on leur prend, et le porteur juge ce recours "indispensable" au motif que les banques de tissus existantes ne couvrent pas ses besoins.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’encadrer la réalisation de prélèvements sanguins, de bio fluides et/ou d’organes chez des rats et des souris de laboratoire n’ayant pas reçu de traitement, pour disposer d’échantillons biologiques afin de : • Mettre au point des techniques expérimentales (extraction, dosage, imagerie, etc.). Les prélèvements de matrices biologiques permettent d’optimiser des procédures expérimentales (notamment in vitro) avant leur application dans des projets scientifiques et/ou réglementaires afin de constituer un référentiel de données de base nécessaires pour des projets ultérieurs. • Valider de nouvelles méthodes analytiques (toxicologie, biochimie, histologie, omics, etc.) en disposant de matrices non traitées pour vérifier la sensibilité, la spécificité et/ou la robustesse des méthodes. • Utiliser les échantillons en recherche et contribuer à la constitution d'une banque de tissu et de bio fluides pour la mise au point et l’utilisation de modèles de cultures cellulaires primaires ou l’identification et la validation de nouveaux biomarqueurs par exemple. • Réduire l’utilisation future d’animaux : en consolidant en amont les méthodes et outils analytiques, ce projet contribue à limiter la répétition d’essais in vivo et donc à réduire le nombre total d’animaux nécessaires dans des études ultérieures.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de disposer d’échantillons biologiques de référence (non traité) pouvant contribuer à l’établissement d’une banque de tissu, ou afin de mettre au point et valider des méthodes analytiques (par exemple pour de la qualification d’équipement), d’améliorer la qualité et la robustesse des techniques expérimentales, et de développer de nouvelles applications telles que la culture cellulaire ou l’identification de biomarqueurs. Les prélèvements par animal seront optimisés afin d’éviter toute duplication inutile. Ceci contribue à réduire la répétition d’essais in vivo et donc le nombre total d’animaux utilisés, tout en répondant aux exigences scientifiques et réglementaires.
Procédures
Les animaux pourront subir des prélèvements sanguins sur animaux vigiles et/ou animaux anesthésiés. Ce prélèvement peut être unique ou répété en respectant les durées de la récupération physiologique. Chaque animal pourra faire l’objet d’un maximum de cinq microprélèvements sanguins (20 µL chacun) par jour, sans dépasser dix microprélèvements sur l’ensemble de la procédure. Jusqu’à trois prélèvements sanguins plus importants, correspondant chacun à un volume maximal de 15 % du volume sanguin total, pourront être réalisés, avec des périodes de récupération appropriées entre chaque prélèvement. Les prélèvements atteignant 20 % du volume sanguin total seront réalisés sous analgésie et anesthésie générale et sans réveil de l’animal. Des prélèvements d’urines pourront être effectués et nécessiteront une mise à jeun, un gavage à l’eau au préalable et une isolation en cage métabolique pour une durée maximale de 16h. Un prélèvement urinaire par semaine pourra être effectué par animal sans dépasser quatre prélèvements au cours de la procédure. Pour les prélèvements d’organes, les animaux sont mis à morts.
Impact sur les animaux
Les animaux ne subiront aucun traitement expérimental ni manipulation répétée. Un stress léger peut se produire lors de la manipulation ou de la contention. Les animaux pourront subir des prélèvements sanguins sur animaux vigiles et/ou animaux anesthésiés. Les prélèvements de sang peuvent induire une douleur légère et de légers hématomes au point de prélèvement. Des prélèvements d’urines pourront être effectués et nécessiteront une mise à jeun, un gavage à l’eau au préalable à l’aide de sonde souples pouvant induire un inconfort et très rarement une irritation de l’œsophage, et une isolation en cage métabolique pour une durée maximale de 16h pouvant induire un stress léger. De faibles pertes de poids peuvent être observées. Pour les prélèvements d’organes, les animaux sont mis à morts.
Devenir
Dans le cas de prélèvements sanguins et/ou urinaires, les animaux ne seront pas mis à mort. Ils pourront alors être réutilisé dans le cadre d’autres projets ou être proposés à l’adoption. Tous les autres animaux seront mis à mort pour prélèvements d’organes ou de volume de sang supérieur à 20%.
Remplacement
Dans le cadre du présent projet, plusieurs solutions de remplacement ont été étudiées : - Échantillons commerciaux ou banques de tissus : leur utilisation est envisagée en priorité, mais leur disponibilité est limitée en quantité, qualité (fraîcheur, intégrité des organes) et homogénéité. Par ailleurs, ces ressources ne couvrent pas toujours les besoins spécifiques en termes de volumes sanguins ou de tissus entiers nécessaires pour certaines validations analytiques. - Modèles in vitro ou in silico : s’ils sont précieux pour la mise au point de certains tests, ils ne permettent pas de reproduire la complexité tissulaire ou la composition biologique complète d’un organisme entier, indispensable pour tester la pertinence et la transférabilité des méthodes dans un contexte réglementaire. En conséquence, et conformément aux exigences de validation méthodologique reconnues au niveau national et européen, le recours à des prélèvements animaux est indispensable.
Réduction
Le projet est conçu pour limiter au maximum le nombre d’animaux utilisés, tout en répondant aux besoins scientifiques : - Optimisation des prélèvements par animal : afin d’éviter toute duplication inutile. - Mutualisation : la planification centralisée des prélèvements garantira que plusieurs techniques ou validations bénéficient des tissus issus d’un même animal. - Le prélèvement de certains organes permettra la réalisation d’essais in vitro (par exemple en culture cellulaire primaire), favorisant le criblage d’un plus grand nombre de molécules sans recourir à de nouveaux animaux. - Lorsque cela est possible, les animaux prélevés uniquement pour du sang pourront être réutilisés dans d’autres projets compatibles, sous réserve de l’évaluation du vétérinaire désigné. Enfin, les animaux non réutilisés et en bonne santé pourront être proposés à l’adoption, conformément à la législation en vigueur. - Encadrement réglementaire : en regroupant dans une même autorisation l’ensemble des besoins liés aux matrices biologiques, ce projet évite la multiplication de protocoles fragmentés et redondants, contribuant ainsi à réduire le nombre global d’animaux utilisés. Ces procédures se font dans le respect des 3Rs avec un nombre restreint d'animaux, un maximum de 200 rats et 200 souris par an est estimé nécessaire en se fondant sur l’expérience des besoins en prélèvements des années précédentes et sur les exigences statistiques encadrant la validation de nouvelles méthodes analytiques. Ce nombre d’animaux doit permettre un approvisionnement suffisant en matrices biologiques pour couvrir l’ensemble des besoins du site.
Raffinement
Les conditions d’hébergement enrichies, le personnel formé ainsi que l’utilisation d’une manipulation douce des animaux permettent de réduire le stress pré-procédural au strict minimum. Des points limites suffisamment prédictifs seront appliqués. Lors des prises de sang, l’usage d’un tapis chauffant pourra être utilisé pour maintenir la température corporelle des animaux sous anesthésie. Des micro-prélèvements pourront être privilégiés. Le jour précédent leur mise à mort les animaux sont déplacés dans une salle proche de la salle de nécropsie pour éviter le stress du transfert le jour même. Les prélèvements de sang sont réalisés dans une salle séparée et différente de celle utilisée pour la mise à mort. Afin d’éviter toute douleur, les animaux seront mis à mort après une analgésie à l’aide d’un opioïde de type méthadone suivi d’une anesthésie gazeuse à l’isoflurane. Par ailleurs, le développement et l’implémentation de modèles ex vivo (ou in vitro) issus de ce projet contribuent à améliorer le bien-être animal, puisque les animaux ne sont pas directement exposés aux composés. Ces approches permettent d’affiner la phase préclinique et de limiter le recours ultérieur à des études in vivo.
Choix des espèces
Les rats et les souris sont les modèles expérimentaux choisis en raison de leur durée de vie relativement courte, de leur utilisation fréquente dans les études pharmacologiques et toxicologiques, et de la disponibilité de souches suffisamment caractérisées. Les rongeurs sont recommandés par la communauté scientifique et les instances réglementaires. Des données historiques issues des études précédemment conduites sont disponibles dans le laboratoire avec les espèces choisies. Ces caractéristiques permettent d'obtenir une grande quantité d'informations sur la physiologie et la pathologie de ces animaux. De plus, les techniques doivent être validées avec les espèces les plus communément utilisées sur l’installation d’essai. L’utilisation conjointe des modèles rats et souris augmente la robustesse technique ainsi que la comparaison et la transférabilité des méthodes sur l’une ou l’autre espèce ainsi que pour des comparaisons in vitro/ in vivo. En général de jeunes adultes sont utilisés. Les animaux adultes jeunes offrent une meilleure homogénéité physiologique que des animaux très âgés ou en croissance rapide (moins de variation liée au développement) cela améliore la reproductibilité des validations. Toutefois pour certaines méthodes, il peut s’avérer nécessaire d’utiliser des animaux juvéniles. Si une méthode doit être validée spécifiquement pour des jeunes, une justification scientifique sera demandée et l’utilisation sera limitée à ce besoin. Seuls des animaux cliniquement sains seront utilisés. Un examen par le personnel zootechnique/vétérinaire sera réalisé avant inclusion. Quand cela sera possible, on utilisera les animaux déjà présents sur l’installation d’essai, dans les animaux de stock.
Formation en échographie abdominale du rongeur
- Enseignement supérieur
- Formation professionnelle
Rats : 40
Jusqu'à huit anesthésies gazeuses d'une heure et demie par animal, des injections de cellules tumorales et une chirurgie : 920 souris et 40 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger pour 580 d'entre eux et modéré pour 50, les 330 restants étant tués sans réveil. Rien de tout cela ne produit de connaissance, il s'agit d'apprendre à des personnels de recherche à manier l'échographe. Le porteur présente l'imagerie comme un moyen de réduire à terme le nombre d'animaux utilisés, et indique récupérer en priorité des souris d'élevage "de réforme" qui auraient été tuées de toute façon. La chirurgie infligée n'est décrite nulle part, ni sa nature ni son objet, et le résumé ne dit pas davantage ce qui est injecté lors des cinq injections annoncées.
Objectifs
L’imagerie est une méthode non douloureuse qui permet de détecter et caractériser les pahtologies. Elle permet de réduire le nombre d’animaux utilisés pour la recherche car elle permet un suivi non invasif de chaque animal en évitant les mises à mort à différents temps. C’est également une méthode qui parfois peut remplacer des méthodes invasives et douloureuses. L’échographie est une méthode d’imagerie in vivo non invasive et non irradiante qui nécessite une formation pratique pour pouvoir réaliser des acquisition et interpréter les images. Ce projet vise à former les personnels de recherche à l’utilisation de l’échographie du petit animal de manière autonome. Ceci permet d’augmenter le nombre de personnes capables de réaliser ces examens non-invasifs et de réduire à teme le nombre d'animaux utilisés dans les projets de recherche et de réduire la douleur pour certains actes.
Bénéfices attendus
Les personnes qui suivent cette formation sauront utiliser en pratique des échographes pour les projets de recherche utilisant les souris et les rats et les utiliser au mieux. A l'issue de la formation, elles auront appris à réaliser les gestes, prêter attention aux conditions expérimentales et exploiter au maximum les images acquises pour leurs projets de recherche. Ceci permet de contribuer à Réduire le nombre d’animaux grâce à l’imagerie dans les futurs projets et à améliorer les conditions d’expérimentation en évitant certains gestes invasifs grace à l'échographie.
Procédures
- les animaux pourront subir jusqu'à 8 anesthésie gazeuse d'une heure et demie. réparties sur 4 sessions. - pour la procédure 2, elles pourront subir en outre jusqu'à 5 injections de moins de 30 secondes, réparties sur 2 à 3 sessions. - pour la procédure 3, elles, pourront subir jusqu'à 3 injections de moins de 30 secondes et une chirurgie de moins de 40 minutes. 1 fois.
Impact sur les animaux
Tous les animaux subiront un stress léger de 10 minutes lié aux anesthésies gazeuses. Les animaux subiront un stress léger de 2 minutes lié à l’injection d’agent d’imagerie ou de médicament. Certains animaux subiront une douleur légère et de 2 minutes liée l’injection de cellules tumorales. Enfin des animaux subiront une douleur modérée de 30 minutes durant la chirurgie prévue.
Devenir
les animaux utilisés ne pourront pas être réhabilités et seront mis à mort.
Remplacement
La compréhension des images et l’explication du positionnement des objets dans l’image se fera d’abord sur des objets placés dans du gel échographique, avant de passer à l’animal. Il n’existe pas de fantôme de souris pour l’échographie, reproduisant les contrastes les textures, les mouvements (respiratoires et cardiaques) ou les flux permettant de se passer des animaux.
Réduction
Nous utilisons autant que possible les mêmes animaux plusieurs fois lors d'une session de formation Nous utiliserons autant que possible, des souris se portant bien mais qui auraient dû être mises à mort car issues d'élevage et non utilisées ou arrivées en fin de projet (souris témoins par exemple). Des souris seront commandées chez l'éleveur que s'il n'y a pas du tout ou pas suffisamment de souris de réforme.
Raffinement
Les échographies seront réalisées sous anesthésie gazeuse, les animaux placés sur une platine chauffante. Un gel ophtalmique est appliqué sur les yeux des souris pendant l'anesthésie pour éviter toute lésion liée à un potentiel dessèchement de la cornée. La fréquence cardiaque et respiratoire et la température corporelle seront mesurées en permanence sur l’échographe. Un réchauffage additionnel est prévu par lampe infrarouge en cas de besoin. A la fin de l’examen, les animaux sont replacés dans leur cage d’origine elle-même placée sur un tapis chauffant. Pour les procédures douloureuses une analgésie adaptée sera employée. Une grille de score adaptée est utilisée et une analgésie est prévue en cas de douleurs modérées non-persistantes. En cas de douleurs persistantes l’animal sera mis à mort. Les animaux seront hébergés en groupe sociaux et disposeront d’un enrichissement adapté.
Choix des espèces
Cette formation est destinée aux personnes réalisant des examens sur les petits animaux, les deux modèles les plus répandus en échographie pré-clinique sont la souris et le Rat. Nous utiliserons des souris adultes de plus de 8 semaines, représentatives de l’anatomie des souris adultes observées en échographie Nous étudierons également des souris gestantes pour à des stades compris précoces (auxquels les embryons sont détectables sans ambiguïté) et tardifs (auxquels l’imagerie et la micro-injection guidées restent possibles). Nous utiliserons des Rats Adultes (12 semaines)
Etude multimodale de l’effet d’une constriction thoracique externe dans un modèle ovin de Syndrome de Détresse Respiratoire Aigue
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
Dix-huit agneaux de trois à quatre mois vont recevoir dans le sang une toxine qui abîme leurs poumons, après intubation et pose de cathéters jugulaire, fémoral et œsophagien. L'anesthésie générale est induite avant les gestes et maintenue jusqu'à la mise à mort, aucun animal ne se réveille. Une fois les lésions installées, un dispositif de compression est serré autour du thorax et les poumons sont imagés avant et après, l'objectif étant de préparer un gilet destiné aux patients de réanimation. Le porteur écarte le modèle porcin pour hétérogénéité pulmonaire insuffisante et juge le grand mammifère "indispensable", les agneaux prépubères ayant l'avantage d'être plus faciles à contenir.
Objectifs
La pandémie de COVID-19 a mis en lumière les contraintes associées à la prise en charge de patients présentant une détresse respiratoire aiguë. Qu’il soit d’origine infectieuse ou non, ce syndrome de détresse respiratoire aigue (SDRA) nécessite, dans la majorité des cas, la mise en œuvre d’une suppléance de la fonction respiratoire impliquant une sédation pharmacologique, une intubation orotrachéale et une ventilation mécanique. Alors que cette approche permet de maintenir des échanges gazeux physiologiques, des lésions pulmonaires sont induites par la ventilation mécanique. Une étude a permi de démontrer un effet bénéfique d'une constriction thoracique externe sur l’aération pulmonaire régionale, et a identifié 2 niveaux de compression optimaux. Il convient aujourd'hui de valider les effets bénéfiques de ces niveaux de constriction thoracique sur 24h.
Bénéfices attendus
Cette étude expérimentale comparative permettra d'obtenir une décription exhaustive de l’impact de la constriction thoracique externe sur l’aération pulmonaire régionale. Des résultats en faveur d’une homogénéisation de l’aération pulmonaire régionale permettraient d’envisager le développement d’un dispositif médical qui serait un gilet permettant une constriction thoracique externe chez l’Homme en vue d’une évaluation clinique avec pour objectif de reproduire les effets de la position allongée sur le ventre mais en maintenant les patients sur le dos ; et ainsi d’améliorer le pronostic des patients placés sous ventilation mécanique en réanimation.
Procédures
Mise en place d’une voie veineuse périphérique sous contention manuelle douce. Induction intraveineuse de l’anesthésie générale qui sera maintenue jusqu’à la fin de l’expérimentation et la mise à mort. Mise en place d’une sonde d’intubation pour ventilation mécanique + cathéter veineux centraux (jugulaire interne droite), artériel (fémoral) et oesophagien. Induction d’une lésion pulmonaire par injection intraveineuse de toxines. Acquisition d’imagerie pulmonaire avant et après mise en place d’un dispositif de compression thoracique externe (niveau de pression compatible avec le maintien d’une ventilation pulmonaire efficace et d’une stabilité biologique). Mise à mort sous anesthésie générale profonde..
Impact sur les animaux
La veille de l'intervention, les animaux seront isolés du groupe social en petit groupe de 2 afin d'être mis à jeun, ce qui peut etre source de stress. Mise en place d’une voie veineuse périphérique au niveau de la veine jugulaire externe sous contention physique douce des animaux peut également induire un stress de l'animal. Induction d’une lésion pulmonaire par injection intraveineuse de toxines.
Devenir
Les animaux seront mis à mort. Les procédures seront assez longues, induisant un temps d'anesthésie générale important. De plus, l'explantation des poumons est nécessaire afin d'effectuer des analyses histologiques des zones de lésions pulmonaires.
Remplacement
Il s’agit d’une étude de la fonction respiratoire par des outils d’imagerie utilisés en clinique humaine. L’utilisation d’un modèle grand mammifère est donc indispensable afin de se rapprocher au maximum de ce qui se passe chez l'Homme en termes de taille des poumons, de réglage de la ventilation mécanique et d’interaction animal-ventilateur. Une alternative est représentée par les modèles porcins mais ceux-ci sont associés à un plus faible niveau d’hétérogénéité pulmonaire.
Réduction
Le nombre d’animaux nécessaire a été reproduit à partir d’études antérieures ayant utilisé l’imagerie pulmonaire pour l’étude des lésions induites par la ventilation mécanique considérant la relative variabilité de la réponse à l’injection de toxine (entre 6 et 10 animaux par groupe dans la majorité des publications).
Raffinement
Toutes les procédures expérimentales ainsi que l’environnement d’hébergement ont été optimisées. Les gestes interventionnels seront toujours réalisés sous anesthésie générale, par du personnel formé, afin de prévenir la souffrance et l’angoisse des animaux. Le bien-être des animaux sera contrôlé en veillant aux conditions d'hébergement et au comportement des animaux. L'acclimatation des animaux sera de 5 jours avant d'entrer dans le protocole. Des observations quotidiennes seront réalisées par une personne compétente basées sur l'apparence physique externe, le comportement (sociabilité, appétit) et les réponses comportementales aux stimuli externes (peu enclins aux manipulations, tentative de fuite). Ces contrôles sont enregistrés et permettent de repérer tout animal malade ou blessé pour prendre des mesures appropriées. Tout constat d'un mal-être est remonté au responsable du bien-être des animaux pour examen approfondis, traitements adaptés et/ou consultation du vétérinaire référent. L’imagerie est une approche non invasive, qui n’est pas source de douleur. L’utilisation de la contention physique douce, possible chez la brebis, pour la mise en place de la voie veineuse jugulaire externe est préférable à l’administration d’une prémédication intramusculaire source de douleur et de stress. La mise en place d’un tissu sur les yeux lors de la contention douce de l'animal réduit les stimuli externes et donc le stress de l'animal. Une fois la voie veineuse périphérique mise en place, l’anesthésie générale est induite en quelques secondes et sera maintenue jusqu’à la mise à mort. L’ensemble des procédures seront réalisées sous anesthésie générale en présence d’un médecin anesthésiste-réanimateur qui assurera une profondeur d’anesthésie suffisante et le maintien d’une stabilité physiologique.
Choix des espèces
Il s’agit d’une étude de la fonction respiratoire par des outils d’imagerie utilisés en clinique humaine. L’utilisation d’un modèle grand mammifère est donc indispensable afin de se rapprocher au maximum de ce qui se passe chez l'Homme en termes de taille des poumons, de réglage de la ventilation mécanique et d’intéraction animal-ventilateur. Les modèles ovins de SDRA sont parfaitement validés. Agneau de 3 à 4 mois pesant environ 20 kg. A ce stade la taille des poumons et les réglages du ventilateur sont proches de ceux des humains. L’utilisation de brebis prépubères facilite leur manipulation notamment pour la contention physique douce et la pose de voie veineuse périphérique. De plus, le fait d'avoir des poumons sains en début d'expérimentation permet d'avoir un modèle homogène sur l'intégralité du poumon.
Collecte de sang et les prélèvements tissulaires sur différentes espèces dans le but d’améliorer des méthodes analytiques et / ou pédagogique (MODIFICATION)
- Enseignement supérieur
- Production de routine
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Tests réglementaires
Rats : 100
Cochons d'Inde : 100
Hamsters dorés : 100
Lapins : 100
Chats : 50
Chiens : 50
Furets : 25
Cochons : 100
Prélevés de leur sang et de leurs tissus pour alimenter des travaux pratiques, la mise au point de méthodes analytiques et le développement de méthodes substitutives, 775 individus de neuf espèces vont être utilisés. Ils comptent 150 souris, 100 rats, 100 cochons d'Inde, 100 hamsters dorés, 100 lapins, 100 cochons, 50 chiens, 50 chats et 25 furets, 500 dans des procédures menées sous anesthésie sans réveil, 205 à un niveau de souffrance léger et 70 à un niveau modéré. Les prises de sang durent moins de deux minutes, sur animal vigile ou sous anesthésie brève, et les biopsies de peau moins de dix minutes, le porteur précisant que les rongeurs sont tués pour obtenir un volume de sang plus important. 275 individus, lapins, chats, chiens et cochons, sont réutilisés après un temps de repos, les autres sont tués puis servent à former des étudiants aux autopsies et aux gestes invasifs sur cadavres, et le résumé évoque un programme d'adoption sans en chiffrer les bénéficiaires.
Objectifs
Le but de ce projet est de pouvoir fournir des échantillons biologiques provenant d’animaux afin de permettre : 1) La réalisation de travaux pratiques (immunologie, histologie, etc.) 2) Le développement, l'amélioration ou le fonctionnement de méthodes analytiques 3) Le développement de méthodes substitutives à l'expérimentation animale (in vitro, in silico). Ces échantillons sont utilisés en tant que tels, ou utilisés comme pool de référence pour comparaison avec des échantillons issus d'études pré-cliniques. Pour certaines études cliniques, il est nécessaire de réaliser des prélèvements sur animaux sains. Notre établissement peut fournir ces échantillons pour éviter le prélèvement sur animaux de propriétaires si cela est pertinent.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont multiples, notamment de permettre la réalisation de travaux pratiques, dans le domaine de l'immunologie ou l'histologie. Ce projet permettra également de développer, d'améliorer et de participer au fonctionnement de méthodes analytiques. Pour terminer, ce projet permettra le développement de méthodes substitutives à l'expérimentation animale (in vitro, in silico).
Procédures
Dans ce projet, il s’agit principalement de permettre la collecte de sang ou le prélèvement de tissus (biopsie de peau, d'organes). Les prélèvements sanguins seront réalisés sur animal vigile, ou sous anesthésie brève en fonction de l'espèce animale. Cet acte technique est très rapide (moins de 2 minutes) et le nombre de prélèvement dépendra des demandes, mais un temps de repos suffisant sera mis en place en fonction du volume de sang prélevé si l'animal doit etre reutilisé. Concernant les biopsies cutanées, cet acte sera très bref (moins de 10 minutes en fonction du nombre de biopsies par animal). En fonction de l'acte technique à réaliser et en fonction de l'espèce animale, les animaux pouront être anesthésiés. Cela nécessitera une injection pour induire l'anesthésie (acte d'une durée de quelques secondes) et l'animal sera anesthésié pour une durée de 15 minutes maximum ou euthanasié si besoin.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont celles associées aux prélèvements biologiques : stress de la contention et de l’anesthésie (si applicable), hématome, douleur possible.
Devenir
Dans ce projet, la grande majorité des actes techniques à mettre en place sont peu invasifs. Ainsi, la plupart des animaux seront gardés en vie à l'issue de leur procédure, afin de pouvoir être réutilisés, après avis du vétérinaire sanitaire et de la structure chargée du bien-être animal, prenant en compte un temps de repos suffisant en fonction de la procédure qui a été effectuée sur l'animal, ainsi que leur état de santé et des possibilités de réutilisation. Les animaux qui devront être euthanasiés à l'issue de leur procédure (par exemple pour un prélèvement sanguin de volume important sous anesthésie et sans réveil) seront valorisés pour la formation initiale et continue : formation d'étudiants aux autopsies et à l'anatomie, formation de personnel technique ou d'étudiants vétérinaires à des gestes invasifs sur cadavres/pièces anatomiques. Ces animaux pourront également permettre l'obtention de prélèvements ou données nécessaires à des équipes de recherche. Le nombre d'animaux concernés dépendra des demandes et ce nombre ne peut pas être anticipé pour le moment. Enfin, certains animaux pourront entrer dans un programme d'adoption, en tenant compte de leur utilisation, de leur état de santé et de leur comportement. Il n'est pour le moment pas possible d'anticiper le nombre d'animaux qui seront adoptés.
Remplacement
La récupération de la matière biologique ne peut pas être remplacée par des méthodes alternatives n’impliquant pas l’utilisation d’animaux.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet est basé sur la base de l'expérience de 5 ans précédents et sur les contraintes scientifiques (nombre suffisant d’animaux permettant le nombre de prélèvements nécessaire pour assurer la validation des méthodes analytiques). Les animaux pourront faire l'objet d'une réutilisation, dès lors que les prélèvements effectués n'impactent ni leur santé, ni leur bien-être (les prélèvements envisagés sont dans leur majorité peu invasifs). Cette réutilisation permet la réduction du nombre d'animaux utilisés. Par ailleurs, la réalisation de ces prélèvements peut permettre la réduction du nombre d'animaux utilisés dans d'autres projets, ou permettre le développement de méthodes de substitution à l'expérimentation animale.
Raffinement
Période d’acclimatation systématique (durée selon l'espèce animale, mais toujours minimum 1 semaine). Animaux hébergés en groupe. Paramètres d’ambiance des salles surveillés avec possibilité de modifier la température, afin d’optimiser le bien-être des animaux. Les animaux ont accès à un enrichissement spécifique à leur espèce. Des points limites, suffisamment prédictifs, permettront de sortir un animal de l’étude afin de limiter la douleur à son minimum. Prélèvements biologiques réalisés dans un contexte de renforcement positif par personnel maitrisant ces actes techniques. Si des prélèvements avec volumes sanguins importants sont à réaliser, alors nous prendrons systématiquement en compte le poids des animaux, afin de respecter un certain volume sanguin total à prélever, prenant en compte le volume sanguin total circulant chez l’animal, et prenant en compte un temps de repos nécessaire ensuite. Pour la collecte de sang chez les rongeurs, afin d'avoir un volume plus important, les animaux seront euthanasiés à la fin de la procedure. Les biopsies cutanées sont sous anesthésie locale. Chaque animal bénéficie d’une attention et de soins de qualité pendant les interventions mais aussi en dehors de celles-ci afin d’assurer un bien-être optimal tout au long de la procédure (observation quotidienne et suivi clinique avec pesée minimum une fois par semaine. Quelles que soient les procédures, la douleur est, si nécessaire, rigoureusement contrôlée grâce aux moyens pharmacologiques appropriés (anesthésie/analgésie).
Choix des espèces
L'espèce choisie correspondra à la demande de tissu / fluide, en fonction des analyses à réaliser. Le choix d'espèce a été basé sur l'historique de notre établissement. Par exemple pour le réglage d'une méthode analytique destinée au chien, un pool de sang de chiens sains sera fourni. Le stade de développement sera choisi en fonction des besoins analytiques ou de formation : la plupart du temps des animaux adultes seront utilisés (valeurs physiologiques normales et stables, tissus pleinement développés), mais des animaux plus jeunes pourront être utilisés pour des besoins particuliers (investigations sur des paramètres d'animaux immatures par exemple).
Apprentissage profond à l’anisotropie tissulaire clinique : preuve de concept de caractérisation des lésions d’infarctus par échographie 3D
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Sept heures d'anesthésie générale par animal, dix sessions d'imagerie et trois prélèvements sanguins encadrent la chirurgie qui provoque un infarctus puis réouvre l'artère. 70 porcs vont être utilisés, 40 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 30 menées sous anesthésie sans réveil, tous tués pour que leur cœur soit prélevé et examiné. Le porteur prévoit des douleurs aiguës possibles pendant les 48 heures suivant l'opération, et une défibrillation externe en cas d'arrêt cardiaque, avec perte de l'animal pendant la procédure. Ces infarctus servent à valider une échographie 3D contre l'IRM de diffusion, et le porteur décrit le porc comme le modèle désormais recommandé "pour des raisons éthiques".
Objectifs
Les maladies cardiovasculaires sont la principale cause de décès au niveau mondial, avec un taux de décès élevé dans le cas de l’infarctus du myocarde (IDM). Il se définit comme la lésion d'une partie du muscle cardiaque, suite à un manque d’oxygène. Cette situation est provoquée par une sténose (rétrécissement) partielle ou totale des artères qui alimente le cœur en sang oxygéné. Le traitement actuel consiste à rouvrir l’artère sténosée (appelé reperfusion). La prise en charge de l'infarctus reste donc un problème de santé publique. Après l’IDM, la structure locale du muscle cardiaque lésé est altérée dans ce contexte, il est primordial de mesurer les altérations de la structure musculaire tissulaire par imagerie non-invasive. Dans ce contexte, l'objectif de ce projet est de développer une méthode d'imagerie avancée d’échographie 3D qui sera validée contre l’IRM de diffusion, et confronter à l’histologie, dans des modèles expérimentaux d'infarctus du myocarde sur modèle porcin. La nouvelle méthode d’imagerie devra aussi démontrer sa capacité à suivre l'évolution du muscle cardiaque à différents moments pendant l'IDM et après la reperfusion avec une validation histopathologique complète.
Bénéfices attendus
Les bénéfices de ce projet seront une meilleure compréhension des altérations structurelles du muscle cardiaque et de leur retentissement fonctionnel grâce aux différentes réalisations du projet. Il permettra à la fin de disposer d’une technique de caractérisation de la microstructure myocardique rapide, transportable et peu coûteuse. L'imagerie UltraSon (US) augmentée de sa fonctionnalité de caractérisation serait ainsi rendu possible avant et même dès la prise en charge du patient à son domicile dans l’ambulance du Samu, pendant et après l’infarctus, et pourrait offrir de nouvelles perspectives de soin et de suivi des patients cardiaques. L’imagerie Ultrason (US) fonctionnelle et anatomique deviendra également une imagerie de caractérisation tissulaire. L'intérêt suscité par cette modalité d'imagerie avancée, avec l'imagerie 3D cardiaque haute résolution en temps réel, permettra son extension à d'autres applications de tissu fibreux, telles que l'imagerie 3D du muscle squelettique (dommages musculaires inhérent à des pathologies chroniques ou blessures, douleurs, processus cicatrisation), ou encore des reins.
Procédures
L’étude comprend : - Une procédure chirurgicale d’ischémie-reperfusion (IR), réalisée sous anesthésie générale (AG) avec suivi par imageries (échographie 3D et IRM). Durée AG environ 7 heures. Des sessions d’imagerie fonctionnelle et structurelle cardiaque avec deux techniques différentes (échographie 3D (nouvelle imagerie non-invasive à valider) et IRM (imagerie non-invasive de référence)) sont effectuées sous anesthésie générale (AG), et répétée régulièrement pour le monitoring physiologique et la validation, soit au total 10 imageries de 30 secondes à 1 minute. - Des prélèvements sanguins, réalisés 3 fois sous AG (3 minutes par prélèvement sanguin) aux différents instant cruciaux de la procédure d’ischémie-reperfusion, et synchronisés aux sessions d’imagerie.
Impact sur les animaux
Durant l’anesthésie générale : Les effets indésirables possibles serai tout événement inhérent au modèle pathologique d’infarctus du myocarde amène à pratiquer des réanimations nécessitant une défibrillation externe, qui entrainerait la perte de l’animal durant la procédure. Durant l’étape post-opératoire, les effets indésirables possibles sont une infection aux points d’entrée utilisés durant les procédures, une douleurs physiques aigues possibles au cours des 48h post-procédures avec le maintien des antalgiques.
Devenir
Tous les animaux seront placés sous AG pour être euthanasiés afin de prélever le cœur qui sera observé macroscopiquement après l’explantation. Si un animal doit être euthanasié pendant le protocole, il sera déjà placé sous anesthésie et imager quand même. Des échantillons seront ultérieurement étudiés par analyse histologique et biologique afin de nous permettre d’observer la structure tissulaire et de comparer avec les résultats d’imagerie. Cela nous permettra de valider la méthode innovante d’imagerie 3D échographique et d'anisotropie pour la caractérisation tissulaire locale après un IDM.
Remplacement
Des études préliminaires in vitro sur des matrices de collagène dont l'organisation fibrillaire imite l'organisation du tissu cardiaque sont prévues dans le cadre de ce projet pour la comparaison entre l'échographie et l'IRM de diffusion, et constitue un préalable avant les tests in-vivo sur animal. En effet, même s’il est possible de construire des matrices in vitro qui se rapproche structurellement de la réalité, il est impossible au modèle in-vitro de reproduire la physiologie fonctionnalisée de l’organe cœur. L’évaluation de l’impact de la fonction cardiaque (mouvement du cœur) et de la perfusion sanguine sur la mesure, tout comme l’étude de relation structure-fonction qui en résulte nécessite la mesure in-vivo ET la comparaison avec l’ex-vivo. La méthode doit en effet démontrer à la fois sa sensibilité aux variabilités physiologiques, sa reproductibilité in-vivo sur cœur battant, enfin sa capacité à détecter des changements sur un modèle pathophysiologique contrôlé avant toute application au monitorage physiopathologique sur l’homme ou au guidage de thérapie réparatrice. La démonstration d’efficacité de la méthode de mesure UltraSon (US) de la structure du cœur ne peut donc être effectuée de façon complète que sur des animaux vivants dans un protocole impliquant un suivi longitudinal avec un modèle d’infarctus du myocarde contrôlé.
Réduction
Le nombre de porcs pour ce projet correspond à l’effectif minimum permettant d’évaluer et de comparer les deux méthodes d’imagerie avec la puissance statistique nécessaire pour valider cette étude, compte tenu d'une variabilité inter-individuelle attendue et similaire à l’homme, de la précision des mesures IRM et échographiques, et de l’amplitude des changements physiopathologiques à détecter dans le modèle longitudinal d’infarctus . Ce nombre résulte également de notre expérience et de la difficulté du modèle expérimental longitudinal, pour nous permettre de disposer d’éléments suffisants pour montrer la sécurité, l’efficacité et la performance de l’imagerie. Notre équipe conduit plusieurs projets autour de l’infarctus du myocarde sur le porc et plusieurs animaux témoins ou « sham » (animaux servant de contrôles sans modèle physiopathologique, servant la mesurer la normalité du cœur, sans modèle d’ischémie et éventuellement juste l’effet de la chirurgie, anesthésie etc…) et faisant l’objet de thérapie de cardioprotection. Nous demandons 10 animaux témoins par procédure car l’étude prévoit de comparer échographie et IRM y compris sur sujets normaux dont nous ne disposons pas de référentiel échographique de la normalité. Dans le cas où des prélèvements ou des interventions additionnelles n’interfèrent pas, sont compatibles et ne nuisent pas à l’atteinte des objectifs du projet, des animaux pourront naturellement être mutualisés afin de réduire le nombre d’animaux utilisés. Nous portons par ailleurs un intérêt à publier nos résultats, même négatifs, pour apporter et attester de la connaissance acquise et éviter des sacrifices ultérieurs d’animaux pour les mêmes raisons scientifiques, offrir les conditions de reproductibilité nos travaux. Par ailleurs, pour la procédure non-invasive, si les résultats de l’étude sont obtenus avant d’atteindre le corum des 30 porcs, un nombre inférieur d’animaux pourra être utilisé.
Raffinement
Pour réduire le mal être et la souffrance de l’animal lors de nos interventions : - L’entrée des porcs dans la structure expérimentale est programmée de façon à fournir aux animaux un environnement optimum (mise en loge d’expérimentation au minimum 7 jours avant l’intervention, avec un enrichissement du milieu). Les porcs sont hébergés dans les conditions adaptées à leur espèce, logés sur copeaux, en groupes sociaux, avec jeux à leur disposition. Un suivi quotidien leur est apporté. Un vétérinaire assure le suivi sanitaire. - Pour le transport vers le site d’expérimentation, l’animal déjà isolé dans un box de l’animalerie à proximité de ses congénères la veille de son départ (et mis à jeun 12 heures avant la procédure), est tranquillisé par un sédatif. - Les animaux sont placés sous anesthésie générale pendant toute la procédure chirurgicale et d’imagerie avec une prise en charge de la douleur (perfusion continue et lente d’antalgique durant toute la procédure d’ischémie et de reperfusion). - Durant la procédure sous anesthésie générale, la température corporelle des animaux sera maintenue grâce à une couverture chauffante ou des bouillottes d’eau chaude (dont l’eau chaude sera régulièrement renouvelée). - Lors de la période de réveil, le protocole utilisé et validé chez l’animal comme chez l’homme est parfaitement maitrisé par notre équipe de chirurgiens cardiaques permet d’éviter la souffrance post chirurgicale. – Lors de la période post-opératoire, toute situation pouvant être invalidante et douloureuse sera prise en compte et notifiée dans une fiche d’évaluation de la douleur avec un scoring qui pourra faire l’objet de discussions et d’une prise de décision par les porteurs du projet pour apporter une solution éthique et appropriée. Cette grille prévoit des points limites suffisamment prédictifs et spécifiques au projet. Le personnel animalier de l’Etablissement Utilisateur sera formé au suivi comportemental de l’animal et au remplissage de cette fiche d’évaluation. - Pour l’euthanasie, l’animal est toujours placé sous anesthésie générale.
Choix des espèces
Nous devons nous approcher le plus possible de la physiopathologie humaine, le porc est plébiscité et est désormais pour des raisons éthiques le modèle recommandé. Il n’est pas possible de remplacer le porc par un rongeur, dont l’imagerie nécessite des imageurs dédiés qui ne sont pas équipés des techniques d’imageries développées dans le cadre du projet pour une application humaine. Les imageries sont par ailleurs optimisées pour l’homme, avec les mêmes contraintes physiologiques (durée électrocardiogramme et durées d’acquisition relatives dans le cycle cardiaque, champ de vue, rapport signal bruit des images,) qu’il est impossible de réaliser avec des fréquences cardiaques supérieures à celles de l’homme. Nous utilisons des porcs adultes d’âge supérieur à 1 an, de sexe mâle ou femelle, ayant un poids compris entre 50 et 70 kg. L’éleveur est le spécialiste de cette souche de porcs qui est la seule lignée permettant de garantir des poids stables dans le temps et tout au long du modèle chronique. Nous avons des données expérimentales importantes sur la lignée elle-même et sur ce type d’expérimentation, nous permettant de limiter le nombre d’animaux à utiliser dans de nouveaux protocoles. Les résultats obtenus sur les animaux de cet âge sont convaincants et suffisants dans nos études. Les cœurs de modèle animal sont aussi les plus proche structurellement et physiologiquement des cœurs d’humains, avec un réseau de collatérales bien développé et une maturité tissulaire qui reflète bien le vieillissement. Il est pertinent pour l’adaptation structure-fonction que l’on cherche à mesurer et permettra de transposer les connaissances acquises vers l’imagerie clinique et la clinique elle-même.
Evaluation du potentiel antithrombotique d’un candidat médicament Fab humanisé
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Modifiées génétiquement pour porter le récepteur plaquettaire humain, les souris de ce projet sont utilisées dès l'âge de trois à quatre semaines dans les modèles de thrombose, avant que la graisse ne s'accumule dans leurs vaisseaux et empêche le caillot de se former. 360 souris vont être utilisées, 180 dans des procédures menées sous anesthésie sans réveil, 120 à un niveau de souffrance modéré et 60 à un niveau sévère. Un AVC est provoqué chez certaines par une chirurgie de 45 minutes suivie d'un réveil, puis d'une seconde anesthésie et d'une nouvelle intervention, avec des troubles moteurs attendus au réveil, d'autres subissant six injections pour une inflammation cutanée ou deux pour une inflammation pulmonaire. Le porteur indique que la thrombose développée n'est pas compatible avec le maintien en vie des animaux, et renvoie à des points limites établis pour chaque procédure.
Objectifs
Les plaquettes sanguines ont un rôle primordial dans l’arrêt des saignements. Elles sont aussi impliquées dans les phénomènes de thrombose dans lesquels les plaquettes sont recrutées et forment un caillot, appelé thrombus. Un récepteur des plaquettes permet l’adhérence transitoire des plaquettes à la paroi du vaisseau lors d’une lésion vasculaire, conduisant à l’arrêt du saignement. Ce récepteur est une cible antithrombotique connue de par son rôle important dans l’adhérence des plaquettes et dans la croissance du thrombus. Nous avons précédemment généré deux molécules qui bloquent ce processus. Ils ont montré une inhibition de la formation de thrombi dans un modèle in vitro de perfusion de sang humain. Nous les avons évalués dans différents modèles de thrombose et de temps de saignement in vivo. Forts de ces résultats, nous avons modifié et maturé l’une de ces molécules afin de poursuivre son développement comme futur outil thérapeutique. L’objectif de ce projet est donc de tester cette nouvelle molécule afin de vérifier son efficacité et le risque de saignement associé à son utilisation. Les procédures seront réalisées chez des souris modifiées génétiquement présentant le récepteur humain puisque notre molécule cible le récepteur dans sa version humaine. Nous avons préalablement vérifié que cette modification du récepteur n’impactait pas les fonctions plaquettaires des souris.
Bénéfices attendus
Nous avons validé notre molécule comme étant un antithrombotique efficace avec un risque de saignement modéré, ce qui en fait un candidat pour une utilisation en clinique. Pour poursuive son développement, nous avons humanisé la molécule. Ce projet nous permettra de valider l’efficacité antithrombotique de cette version humanisée de l’agent, le risque de saignement associé et ainsi poursuivre son développement vers la clinique afin d’améliorer la prise en charge de patients atteints de thrombose artérielle.
Procédures
Pour les procédures de thromboses, les souris sont soumises à 1 injection sur souris vigile (anesthésie) puis 2 injections et une chirurgie (entre 35 min et 1h) sur souris anesthésiées. Pour la procédure d’AVC, les souris anesthésiées sont soumises à 2 injections, une chirurgie de 45min, puis réveillées. Une nouvelle anesthésie est effectuée afin de réaliser 1 injection et 1 chirurgie (15 min). Pour l’inflammation cutanée, les souris anesthésiées subissent 6 injections (20 min) puis sont réveillées . Pour l’inflammation pulmonaire, les souris anesthésiées subissent 2 injections (10 min).
Impact sur les animaux
Une des nuisances attendues est un impact de l’anesthésie sur le rythme respiratoire (irrégulier ou apnée). On pourra également observer une douleur localisée après les injections ainsi que d’éventuels saignements dus à la nature des molécules injectées. D’éventuelles douleurs pourront être observées lors du réveil de l’animal et dans les heures suivantes pour les procédures avec réveil . L’induction d’un AVC induit des troubles moteurs chez la souris au réveil. L’inflammation pulmonaire peut induire d’éventuels troubles respiratoires.
Devenir
A l’issue des thromboses, les animaux sont mis à mort car le développement d’une thrombose n’est pas compatible avec le maintien en vie des animaux. Les modèles d’inflammation cérébrale, pulmonaire ou cutanée nécessite la mise à mort des animaux afin de récupérer les tissus et de réaliser des analyses post-mortem.
Remplacement
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact de la molécule sur la thrombose artérielle et le risque de saignement. Ces processus étant particulièrement complexe et faisant intervenir plusieurs types cellulaires (plaquettes, globules rouges, globules blancs, cellules endothéliales) ainsi que les conditions de flux (vaisseau, pression artérielle, flux sanguin), les modèles in vitro ne sont pas assez sophistiqués pour en reproduire toute la complexité. L’efficacité de la version humanisée de notre agent a toutefois été préalablement validée dans un modèle in vitro de formation de thrombi. La poursuite du développement de l’agent nécessite de valider l’efficacité de la version humanisée in vivo.
Réduction
Le nombre de souris par groupe est réduit au minimum pour l’obtention de résultats statistiquement significatifs. Les groupes seront comparés avec des analyses statistiques.
Raffinement
Une habituation à la manipulation est prévue 5 jours avant le début des expérimentations. Le stress et la douleur de tous les animaux utilisés dans ce projet seront diminués au minimum : • Par l’hébergement dans des cages en fonction des groupes expérimentaux au minimum 7 jours avant l’expérimentation. Les animaux sont hébergés en groupes sociaux. • Par une anesthésie avant et pendant la durée des procédures, ainsi qu’une anesthésie locale. • Par l’injection sous cutanée d’analgésiant aux sites d’incisions lors des procédures. • Par l’application de gel ophtalmique afin de protéger les yeux • Contre la déshydratation, une injection de sérum physiologique est réalisée avant la procédure. • Par l’installation de l’animal sur une plaque chauffée afin de lutter contre l’hypothermie pendant les procédures et son réveil dans une chambre thermostatée pour les procédures avec réveil • Pendant toutes les expérimentations, les animaux sont surveillés par du personnel entrainé pour vérifier l’absence de signe de douleur grâce à des points limites spécifiques établis pour chaque procédure. Ces points limites permettront de soustraire l’animal aux procédures expérimentales et ainsi limiter sa souffrance et son inconfort.
Choix des espèces
La souris est un animal pour lequel les modèles d’études in vivo sont largement maitrisés et caractérisés, notamment les modèles de thrombose et d’arrêt du saignement. Les techniques de mutation des gènes ont permis de générer des souris exprimant le récepteur plaquettaire dans sa version humaine, permettant d’étudier l’effet de notre molécule sur la thrombose artérielle et son potentiel effet sur l’hémostase. Dans les modèles de thrombose, les souris seront utilisées à un âge de 3-4 semaines. Les modèles de thrombose doivent être réalisés sur souris jeunes, avant l’accumulation de graisses au niveau des vaisseaux. La présence de graisse empêcherait le développement de la thrombose. Dans les autres procédures, les souris seront utilisées au stade adulte entre 2 et 6 mois. Cet âge correspond à la période utilisant des souris pubères et ne présentant pas encore de vieillissement.
Modulation sélective du flux sanguin pour limiter l’expansion de l’hémorragie dans l’hématome profond induit par la collagénase chez le lapin
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Un hématome profond est provoqué dans le cerveau de chaque animal par injection de collagénase, puis un dispositif d'occlusion est glissé dans les artères intracrâniennes pour réduire le flux sanguin. 84 lapins vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie générale de deux à douze heures, tués avant tout réveil pour que leur cerveau soit prélevé. Le projet cherche à démontrer qu'abaisser le flux sanguin limite la croissance de l'hématome, étape que le porteur présente comme un prérequis avant des essais chez l'être humain. Le résumé chiffre la durée de la chirurgie mais ne décrit ni les gestes propres à chaque groupe ni la répartition des 84 lapins, et conclut qu'aucune nuisance n'est attendue pendant la procédure puisque l'animal reste anesthésié.
Objectifs
Un patient sur cinq atteint d'hématome intracrânien connaît une expansion ultérieure de l'hématome, ce qui est associé à de mauvais résultats cliniques. Les risques de décès et d'invalidité triplent dès que se produit une expansion de 3 ml de l'hématome. Le risque d'expansion est plus important au cours des 3 premières heures, avant d’atteindre un plateau après 6 heures. Les premières études clinico-pathologiques et les études de modélisation appuient l'hypothèse selon laquelle le saignement lié à la rupture d’un vaisseau primaire applique des forces de cisaillement. Ces dernières peuvent se résumer comme la force que le flux sanguin exerce sur la paroi du vaisseau pouvant déformer les cellules endothéliales (qui sont en contact direct avec le sang) aux vaisseaux adjacents entrainant d'autres saignements et donc l'expansion de l'hématome. Dans ce contexte, il est nécessaire de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques innovantes dans ce type d'AVC, afin de transformer radicalement l'issue des patients, en réduisant la mortalité précoce et les handicaps graves. Ce projet vise à lutter contre l'expansion de l'hémorragie : de la preuve de concept sur modèle animal à la validation par des essais cliniques, en développant notamment un dispositif endovasculaire pour diminuer localement le flux sanguin. La preuve de concept d’hématome profond intra cérébral induit de manière reproductible chez le lapin a été validée lors d’une étude préliminaire. L’étape suivante consiste à apporter la preuve de concept qu’une diminution du flux sanguin intracrânien va limiter l'expansion de cet hématome profond induit. Une étude randomisée sera réalisée, afin de tester l'efficacité de la modulation sélective du flux sanguin par voie endovasculaire (intervention effectuée en passant par les vaisseaux sanguins) à l’aide d’un dispositif d’occlusion temporaire pré existant. Plusieurs groupes d’animaux seront donc nécessaires afin d’évaluer l’efficacité de la technique et son optimisation. Si cette preuve de concept est validée, il s'agira d'un changement de paradigme dans la prise en charge aiguë de l’hématome intra crânien. Cette étape est donc un prérequis pour la suite du projet, qui permettra d’évaluer de nouveaux traitements endovasculaires « sur mesure », visant à limiter la croissance des hématomes intra cérébraux.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif de valider la preuve de concept que la modulation du flux sanguin intracrânien limite l’expansion des hématomes profonds intra cérébraux sur un modèle d’hématome pré clinique chez le lapin validé précédemment. Ce projet permettrait, à moyen-long terme : D’apporter de nouvelles données pour développer un nouvel outil de traitement de ces hématomes. D’évaluer l’efficacité de ce nouvel outil afin de débuter dès que possible une étude clinique. Ce projet s’intègre dans un projet plus large dont le but est de transformer le pronostic de l'hémorragie intracérébrale chez l’homme, pathologie actuellement principale pourvoyeuse de morbi mortalité.
Procédures
Chaque animal aura la procédure chirurgicale d’une durée de 2 à 12 heures adaptée à son groupe, sous anesthésie générale, pour laquelle l’animal ne sera pas réveillé à son terme.
Impact sur les animaux
L’anxiété et le stress sont des effets indésirables possibles en amont de la procédure. L’animal étant sous anesthésie générale tout au long de la procédure, il n’est pas attendu de nuisances ou effets indésirables pendant la procédure.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure afin de prélever les pièces anatomiques (cerveau) à des fins d’analyse en anatomopathologie.
Remplacement
Ce projet nécessite l’utilisation du gros animal pour naviguer dans les artères intra crâniennes, afin de valider la preuve de concept et l’outil avant toute utilisation chez l’humain. La croissance des hématomes est dépendante de paramètres physiologiques et mécaniques, tels que la tension artérielle, ou encore de la zone autour de l’hématome où l’inflammation est importante. L'utilisation d'animaux dans le cadre de ce projet est indispensable car il n’existe aucune méthode de simulation préexistante (mais sera développée en parallèle de ce projet).
Réduction
Un nombre total de 84 lapins a été méthodologiquement déterminé pour observer une différence statistique entre les groupes. Cependant, une analyse intermédiaire, après 9 lapins issus de chaque groupe, sera réalisée, pour évaluer la vitesse de croissance de l’hématome. Si les résultats sont très en faveur de l’hypothèse diagnostique de départ, l’étude sera arrêtée. A noter que l’étude préliminaire réalisée dans le cadre de ce projet a permis de développer et optimiser un modèle d’hématome intra cérébral induit ; et donc de réduire le nombre d’animaux nécessaires pour cette nouvelle étape. En parallèle, des modélisations par ordinateurs seront développées afin d’améliorer la compréhension du flux sanguin et de la croissance de l’hématome, ce qui permettra de réduire le nombre d’animaux nécessaire pour développer le futur dispositif permettant le traitement chez l’humain.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans le respect du bien-être animal. Les animaux auront systématiquement une période d'acclimatation de 5 jours minimum. Leur environnement comportera un enrichissement (foin, bûchettes à ronger...). Les animaux seront suivis quotidiennement et leur état de santé sera évalué tout au long de leur phase d’acclimatation et de pré anesthésie. Les animaux seront anesthésiés et analgésiés pendant les procédures chirurgicales. Ils seront suivis et monitorés tout au long de la procédure avant la mise à mort.
Choix des espèces
Les modèles petits animaux (souris, rats) ne permettent pas d’utiliser les outils d'imagerie cliniquement disponibles, en raison de leur petite taille et ne permettent pas le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques telles que le traitement par voie endovasculaire, à cause des difficultés à atteindre les vaisseaux les plus fins avec les dispositifs cliniques actuels. Le lapin possède un réseau circulaire d’artères à la base du cerveau se rapprochant de celle de l’humain, à la différence du porc. Enfin, la taille des vaisseaux du lapin permet d’utiliser des dispositifs déjà employés en neuroradiologie interventionnelle chez l’humain. Le poids des lapins New-Zealand adulte est supérieur à 3.5kg, soit autant qu'un nouveau-né, ce qui permet d'utiliser les appareils d'imagerie disponibles en clinique et d’évaluer des stratégies chirurgicales ou endovasculaires.
Evaluation de la mégacaryopoïèse dans les souris drépanocytaires
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
La queue sectionnée, le saignement mesuré pendant une trentaine de minutes sous anesthésie, puis l'abdomen ouvert pour ponctionner l'aorte : 128 souris drépanocytaires vont être utilisées dans des procédures menées sous anesthésie, tuées avant tout réveil. Une injection est pratiquée sur animal vigile entre ces deux temps. L'objet déclaré est de comprendre comment la drépanocytose dérègle la production et l'activation des plaquettes sanguines, une piste vers de nouveaux traitements. Le porteur indique que la ponction à l'aorte prélève un volume de sang incompatible avec le maintien en vie, et que les souris utilisées pour le temps de saignement ne sont pas réveillées non plus parce que leurs organes sont récupérés.
Objectifs
L’objectif de notre étude porte sur la compréhension des mécanismes qui gouvernent la production de plaquettes sanguines ainsi que les fonctions des plaquettes en cas de drépanocytose une maladie génétique héréditaire qui affecte la fonction des globules rouges du sang. En effet, dans la drépanocytose, la production excessive des plaquettes sanguines et leur activation anormale augmentent la survenue d’occlusions des vaisseaux, une complication majeure de cette pathologie. Les plaquettes activées favorisent alors la formation d'agrégats (caillot) avec les leucocytes et les globules rouges drépanocytaires, aggravant l'occlusion des vaisseaux. Actuellement, la prise en charge des patients atteints de drépanocytose repose sur la transfusion sanguine pouvant entrainer des effets secondaires tels que des réactions immunitaires pouvant mettre en jeu la vie des patients. Comprendre comment les plaquettes sont produites et par quels mécanismes et comment cette pathologie impacte les fonctions des plaquettes est important pour trouver de nouveaux traitements pour cette pathologie.
Bénéfices attendus
Cette étude devrait nous permettre de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la production de plaquettes et les fonctions des plaquettes lors de la drépanocytose afin d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques qui pourraient améliorer la prise en charge des patients atteints de drépanocytose.
Procédures
Les animaux seront soumis à une section de la queue pour un temps de saignement dont la procédure dure 30 minutes environ (animal anesthésié), à une injection (animal vigile) qui prend environ 1 minute, puis à un prélèvement de sang terminal nécessitant l’ouverture de l’abdomen (animal anesthésié) qui prend quant à lui environ 5 minutes.
Impact sur les animaux
Les complications attendues peuvent être un impact de l’anesthésie sur le rythme respiratoire (irrégulier ou apnée) et un risque de saignement au site d’incision lors du prélèvement de sang.
Devenir
Le prélèvement à l’aorte est un prélèvement terminal car la quantité de sang prélevée est très importante et non compatible avec un maintien en vie des animaux. Les animaux utilisés pour le temps de saignement ne seront pas non plus réveillés car ils seront utilisés pour récupérer les organes et observer l’impact de la drépanocytose.
Remplacement
Les différentes étapes de la formation des plaquettes sanguines ne sont pas suffisamment caractérisées chez l’homme alors qu’elles le sont dans le modèle murin. En effet, si certaines cellules souches peuvent être utilisées pour reproduire des mutations retrouvées chez l’Homme, les techniques de culture cellulaires actuelles ne sont pas encore suffisamment efficace pour réaliser des études approfondies de la formation des plaquettes, ce qui nécessite l’utilisation de modèles murins. Concernant l’arrêt des saignements, les processus mis en jeu sont particulièrement complexes et font intervenir plusieurs types cellules ainsi que les conditions hémodynamiques (vaisseau, pression artérielle, flux sanguin). Les modèles in vitro ne sont pas assez sophistiqués pour en reproduire toute la complexité. De plus, il n’existe pas à l’heure actuelle de modèle d’hémostase in vitro.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés lors de cette étude est réduit au minimum pour l’obtention de résultats statistiquement significatifs. Les effectifs ont été déterminés en amont par une approche statistique.
Raffinement
Une période d’acclimatation de 2 semaines entre l’arrivée des souris à l’animalerie et leur utilisation sera respectée. Une habituation à la contention et à la manipulation, tous les jours pendant 5 jours est prévue, avant le début de l’expérimentation. Les conditions d’hébergement des animaux sont optimisées. Nous avons ajouté des matériaux tels que des carrés de cellulose, des bâtonnets de coton et des morceaux de papier froissé pour qu’ils puissent organiser leur environnement comme ils le souhaitent. Nous avons également veillé à ce qu’ils ne se sentent pas seuls en les plaçant en groupes sociaux. Les conditions de travail pour l’utilisation de modèles animaux ont été raffinées au maximum afin de limiter leur angoisse, stress et douleur lors des manipulations. Lors des procédures, les animaux sont anesthésiés, maintenus à une température de 38°C par l’utilisation d’une plaque chauffante (tout au long de la procédure). De plus, des points limites spécifiques ont été établis pour chaque procédure. Ces points limites permettront de soustraire l’animal aux procédures expérimentales et ainsi de limiter la souffrance et l’inconfort de l’animal. Les procédures sont sans réveil et l’animal sera anesthésié pendant la totalité des procédures.
Choix des espèces
Le projet nécessite l’utilisation d’une espèce de la classe des mammifères proche de l’Homme pour sa physiologie. Les données bibliographiques démontrent que la souris est le plus adapté pour adresser les questions relatives à l’étude de la formation des plaquettes sanguines. En effet, les cellules responsables de la production des différentes cellules du sang chez la souris sont très semblables aux cellules responsables de la production des cellules du sang humain. Les techniques de mutation ont permis de générer des souris humanisées qui récapitulent la pathologie humaine de la drépanocytose et nous permettent de l’étudier. Les souris seront utilisées entre 10 et 14 semaines, correspondent à des souris adultes qui ne présentent pas encore de signes de vieillissement. Les modèles réalisés nécessitent des souris adultes de minimum 20-22g. Il n’est cependant pas nécessaire de laisser vieillir les souris donc nous les utilisons dès que possible.
Etude du flux sanguin au cours du développement des valves dans un modèle souris
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Anesthésiées au gaz pour une échocardiographie, 105 souris femelles sont tuées sans reprendre conscience, des cœurs étant prélevés pour analyse histologique. Le projet mesure la vitesse du flux sanguin dans les valves aortiques aux stades embryonnaire et fœtal, afin de proposer un modèle des forces de frottement qui s'exercent pendant le développement. Le porteur décrit l'échocardiographie comme une procédure indolore ne nécessitant pas d'analgésique, l'unique nuisance déclarée tenant au stress de l'anesthésie. Il ne précise ni le nombre d'embryons concernés, ni les stades retenus, ni le nombre d'examens par femelle, l'effectif restant présenté comme "un nombre minimal" défini statistiquement.
Objectifs
Les maladies des valves cardiaques, appelées aussi valvulopathies, peuvent entraîner une dysfonction cardiaque d’apparition progressive. Certaines valvulopathies touchent spécifiquement la valve aortique, qui assure une circulation unidirectionnelle entre le ventricule gauche et l’aorte. La valve aortique joue le rôle de clapet empêchant ainsi le reflux du sang de l’aorte vers le ventricule gauche. Notre projet a pour objectif de mesurer la vitesse du flux sanguin au niveau des valves au cours du développement embryonnaire. L’enregistrement de ces flux, parallèlement à une analyse de l’anatomie à différents stades du développement, permettra de proposer un modèle des forces de frottement exercées au cours du développement. Cette étude ouvrira la voie à l’identification du ou des modes de signalisation cellulaire répondant aux forces qui contrôlent le développement normal de la valve aortique.
Bénéfices attendus
Nous attendons de ce projet d’augmenter nos connaissances sur le développement des valves cardiaques et d’identifier les voies de signalisation importante pour el développement normal de cette structure du cœur.
Procédures
Les animaux seront soumis à échocardiographie sous une anesthésie gazeuse.
Impact sur les animaux
Au cours de cette procédure, les nuisances sont liées au stress de l’anesthésie.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour prélèvement des coeurs et analyse histologique.
Remplacement
Notre projet consiste à étudier la physiologie cardiaque aux stades embryonnaire et fœtal. Malheureusement, le développement embryonnaire ne peut pas être reproduit in vitro et nous devons maintenir une analyse d’un modèle in vivo.
Réduction
Un nombre minimal de souris femelles sera inclus dans le projet. Ce nombre a été défini à l'aide d'une approche statistique permettant d'obtenir des données d'échographies significatives, fiables et reproductibles.
Raffinement
Dès l’importation des animaux dans notre établissement utilisateur, nous porterons une attention au bien-être animal sur l’ensemble de nos individus. Les animaux seront hébergés en groupe. La manipulation des animaux sera faite par des personnes compétentes et sensibilisées à la contention à faible stress (mains en coupelle et tunnels). L’échocardiographie est une procédure indolore, ne nécessitant pas de recours aux analgésiques. Afin de limiter le stress des animaux lié à une contention prolongée, elle sera systématiquement réalisée sous anesthésie générale gazeuse.
Choix des espèces
L’anatomie et la fonction du cœur des souris sont proches de celles du cœur humain. Le modèle souris est un bon modèle d’étude du développement du cœur et de la conséquence hémodynamique sur le développement des valves. Différents stades embryonnaires et foetaux seront nécessaires pour étudier de façon linéaire la vitesse du flux sanguin au cours du développement