Procédures sans réveil
Etablissement d’une corrélation entre le génotype, la morphologie synaptique, la structure cérébrale et les déficits cognitifs de deux modèles murins porteurs de mutations associées chez l’Homme à de la déficience intellectuelle.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Privées d'eau en dehors de dix minutes par jour du lundi au vendredi pour être "motivées" aux tests d'apprentissage, 135 souris mâles passent trois épreuves comportementales pendant quatre mois. 244 souris sont utilisées au total, 180 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 64 opérées sous anesthésie puis tuées avant tout réveil. Le porteur écrit qu'il y a "très peu d'effets indésirables attendus" et que les tests se font "sans aucune douleur ni peur induite", tout en précisant que la biopsie de queue et le tatouage des pattes sont pratiqués à sept jours sans sédation, au motif que "la nociception n'est pas encore opérationnelle" à cet âge. 100 souris sont déclarées réutilisées, les femelles gardées pour la reproduction restant en vie, les autres étant tuées, les mâles après les tests, l'apprentissage ayant selon lui "probablement modifié de nombreux paramètres cérébraux".
Objectifs
La déficience intellectuelle affecte entre 2 et 3 % de la population et de nombreuses mutations ont été identifiées dans plus de 300 gènes chez les patients. Dans ce contexte, nous nous intéressons particulièrement à un gène situé sur le chromosome X pour lequel une trentaine de mutations différentes ont été rapportées chez l’Homme. Toutes ces mutations mènent toujours à de la déficience intellectuelle (DI) mais aussi à une grande variété de traits physiques ou neuropsychiatriques associés, souvent différents d’un patient à un autre. De nombreux patients présentent par exemple des défauts morphologiques du cerveau et du cervelet (plus gros ou plus petits que la moyenne) ou des structures mal formées. Afin de pouvoir proposer des stratégies thérapeutiques adaptées, il est nécessaire de comprendre cette diversité de signes cliniques. Nous souhaitons donc comparer deux modèles souris qui portent deux mutations différentes d’un même gène. L’une d’entre elle est responsable d’une déficience intellectuelle modérée à sévère sans autre trait clinique, alors que la seconde mutation est responsable d’une déficience sévère associée à des traits autistiques, de l’anxiété, de l’auto-agressivité et des anomalies morphologiques du cerveau. Nous analyserons les différences observées au niveau des capacités d’apprentissage et de mémoire de ces animaux ainsi que les différences morphologiques du cerveau observées par IRM et par microscopie électronique (structure très fine des neurones).
Bénéfices attendus
Dans le domaine de la déficience intellectuelle et des défauts neurologiques associés, les approches thérapeutiques sont assez rares. Il est cependant communément admis qu’une médecine personnalisée est nécessaire afin d’adapter l’approche thérapeutique à chaque cas individuel au vu de la diversité des tableaux cliniques observés. Ce projet nous permettra de faire une véritable étude comparative de deux modèles souris aussi bien au niveau des défauts d’apprentissage et de mémoire qu’au niveau de l’organisation structurelle du cerveau. Cette étude nous permettra d’établir une corrélation précise entre les défauts que nous observons in vitro, les défauts cellulaires ou tissulaires et les défauts d’apprentissage…. Nous pourrons donc mieux comprendre le rôle de notre protéine d’intérêt dans le fonctionnement « normal » du cerveau ainsi que les défauts provoqués par les mutations décrites chez les patients. Nous avons pour but de mieux définir quelques paramètres (capacités d’apprentissage, morphologie de certaines zones du cerveau) qui pourraient nous permettre d’évaluer facilement dans le futur l’efficacité thérapeutique de nouvelles approches, pharmacologiques par exemple.
Procédures
Tous les animaux subissent une biopsie de queue à l'âge de 7 jours afin de réaliser le génotypage. Ainsi les animaux mâles peuvent être répartis en mélangeant les deux génotypes au sein d'une même cage au moment du sevrage. Les animaux mâles seront manipulés pour réaliser les tests d'apprentissage. Nous avons prévu de réaliser 3 tests comportementaux distincts, chacun étant effectué sur un lot de 45 souris (total de 135 souris) et pendant une durée maximale de 4 mois. Ces tests comportementaux nécessitent une restriction hydrique pour que les animaux soient motivés pour réaliser le test. Les souris ont cependant de l’eau à volonté pendant 10 minutes par jour à la fin des essais quotidiens et les biberons d’eau sont remis à disposition chaque vendredi et ré-enlevés le dimanche midi. Une partie des animaux sera anesthésiée à l'âge adulte en vue d'une chirurgie terminale qui a pour but le prélèvement post-mortem du cerveau et son étude anatomique.
Impact sur les animaux
Il y a très peu d’effets indésirables attendus chez les animaux. Les tests comportementaux sont réalisés sans aucune douleur ni peur induite. La seule nuisance légère est la restriction hydrique qui est nécessaire pour garantir un bon niveau de motivation des souris pour les tests cognitifs. Pendant cette période, les biberons sont mis à disposition pendant 10 minutes par jour du lundi au vendredi et pendant toute la journée les samedis et dimanches. En ce qui concerne les lots d’animaux qui seront utilisés pour l’analyse morphologique du cerveau, la chirurgie terminale est réalisée après administration d’analgésique et d’anesthésique. En accord avec notre vétérinaire référent, le prélèvement de queue pour réaliser le génotypage ainsi que l'identification par tatouage des pattes sont réalisés de façon précoce (à 7 jours) sans sédation car le système neurologique se met à peine en place et la nociception n’est pas encore opérationnelle. »
Devenir
A l'issue de la procédure de génotypage, les femelles pouvant servir à la reproduction sont maintenues en vie et celles qui ne peuvent pas être utilisées seront mises à mort. Tous les mâles seront maintenus en vie pour réaliser les tests comportementaux à l’âge adulte ou pour faire partie de l’étude morphologique du cerveau. A l'issue des tests comportementaux, les animaux seront mis à mort car ils ne pourront pas être réutilisés dans une autre étude, les tests d'apprentissage ayant probablement modifié de nombreux paramètres cérébraux. Les analyses morphologiques fines du cerveau nécessitent la fixation des tissus et donc la mise à mort des animaux.
Remplacement
Nous ne pouvons pas analyser la microcéphalie, l’agénésie du corps calleux ou encore l’impact d’une mutation sur les capacités cognitives sans modèle animal ; Aucune expérience in vitro ne peut donner des informations équivalentes. En revanche, toutes les étapes de caractérisation des défauts biochimiques et cellulaires induits par ces mutations sont réalisées au préalable dans des études in vitro (activité enzymatique de la protéine, interactions protéiques avec les partenaires, morphologie et migration cellulaires). Nous conservons l’utilisation des modèles animaux uniquement pour les analyses plus intégrées de type comportement.
Réduction
Pour la procédure des tests comportementaux, sur la base des études publiées et de notre expérience, nous avons estimé à 10 le nombre minimum d’animaux nécessaires par génotype dans chaque groupe (deux génotypes mutés et un groupe de WT issus des deux lignées). Avec ces premiers résultats, nous effectuerons un test de puissance afin de savoir si nous devons augmenter le nombre de souris à 12 puis à 15. Pour l’analyse, nous utiliserons des tests statistiques non paramétriques adaptés aux petits échantillons (
Raffinement
Les animaux sont élevés dans un environnement contrôlé et enrichi. Ils sont visités quotidiennement par l’équipe de zootechnie. Les évaluations des fonctions cognitives ne nécessitent pas d’isolement des animaux, sauf au moment de la tache comportementale. Afin de s’assurer que la restriction hydrique nécessaire n’altère en rien leur santé et leur bien-être, chaque souris est pesée et évaluée chaque jour à l’aide d’une grille individuelle d’observation. Sur cette grille, différents items (apparence, hydratation, poids …) sont scorés. Les performances cognitives des souris pouvant être altérées par un mal-être, si le score total dépasse 5, l’animal est retiré des tests et sa restriction hydrique est terminée.
Choix des espèces
La souris possède un génome relativement identique à celui de l’homme, les mécanismes moléculaires et cellulaires sont similaires, ainsi que de très nombreux mécanismes cognitifs. Par ailleurs, cet animal permet des approches génétiques puissantes. Enfin, les spécificités de notre gène dont deux variants sur quatre n’existent que chez les mammifères nous obligent à choisir comme modèle animal une espèce mammifère. De plus, la transgenèse permettant de reproduire les mutations humaines n’existe actuellement que chez la souris. Nous utiliserons uniquement des souris adultes. Les tests cognitifs commencent lorsque les animaux ont 2,5 mois. Nous cherchons dans un premier temps à corréler les défauts cognitifs au génotype et aux altérations morphologiques du cerveau observées après les étapes de développement. Les animaux utilisés pour l'analyse morphologique du cerveau seront âgés également de 2 à 3 mois.
MoDiLap : Création d’un Modèle de Dissection artérielle chez le Lapin
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Pour créer chez le lapin un modèle de déchirure de la paroi artérielle qui servira de base à d'autres projets, 24 lapins vont être utilisés, tous tués à l'issue. Huit sont opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil, seize subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit un antiagrégant par sonde de gavage cinq minutes par jour pendant toute la durée du projet, et jusqu'à deux anesthésies générales, l'une pour la chirurgie de trente à quatre-vingt-dix minutes, l'autre pour l'imagerie de contrôle. Le porteur qualifie de "légères" les douleurs post-opératoires attendues sur la cicatrice et dans le dos, et justifie la mise à mort par le prélèvement de l'artère disséquée, "ce qui n'est pas compatible avec le réveil de l'animal".
Objectifs
Les dissections artérielles correspondent à une brèche de l’artère au niveau de la paroi, entrainant un vrai et un faux chenal de circulation du sang. La membrane (composée d’intima et de média) qui sépare les deux chenaux, est appelée « flap ». Cela peut entrainer des complications à type de malperfusion, de thrombose, de douleurs. Ces dissections peuvent être spontanées, post-traumatiques ou iatrogènes suite à un traitement endovasculaire (par l’intérieur des vaisseaux). Ces dissections sont souvent traitées par voie endovasculaire via implantation d’un dispositif médical (stent, endoprothèse) qui resteront en place tout au long de la vie du patient, avec les nombreuses complications potentielles, déjà bien connues, que cela induit. L’objectif du traitement est de rétablir une bonne perfusion sanguine d’organe (en traitant la sténose induite par le flap), reconstruire un seul chenal de circulation sanguine et permettre une cicatrisation artérielle. Cette cicatrisation artérielle intervient dans les 3 mois suivant la pose du stent qui n’est donc plus nécessaire au-delà de cette période aigue. - L’objectif est de créer un modèle de dissection artérielle chez le lapin. Ce modèle servira de base pour d’autres projets. - Les critères de jugement de ce modèle seront la mortalité, la reproductibilité du modèle, la présence d’un vrai chenal et faux chenal, qui pourront être confirmés par artériographies, OCT et par analyses histologiques.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’effectuer des analyses non réalisables chez l’être humain afin évaluer la faisabilité du modèle de dissection artérielle. Il permettra également d’évaluer la perméabilité des artères viscérales et la vitesse de cicatrisation de l’aorte, de solidification (épaississement) du flap intimal, pour déterminer une période de temps idéale pour le traitement de la dissection.
Procédures
Les animaux recevront tout au long du projet un traitement oral antiagrégant (sonde de gavage, 5 minutes/jour). Ils seront soumis jusqu’à deux anesthésies générales : une pour la procédure chirurgicale (durée : entre 30 min et 1h30) et une pour les imageries de contrôle avant mise à mort (durée 1h).
Impact sur les animaux
L’anxiété et le stress sont des effets indésirables attendus avant, et après chaque procédure/prélèvement. Un stress supplémentaire peut être observable sur les animaux qui seront amenés à recevoir un traitement oral quotidien. Lors de l’identification d’un problème mettant en jeu le pronostic vital de l’animal et/ou des douleurs non contrôlées, il sera procédé à la mise à mort de l'animal, sous anesthésie. Les nuisances liées à la chirurgie et/ou à l’imagerie pourraient être en post-opératoire des douleurs sur la cicatrice d’abord chirurgical et des douleurs dorsales : nuisances légères.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à l'issue des procédures pour le prélèvement de l'artère où est effectuée la dissection, ce qui n'est pas compatible avec le réveil de l'animal.
Remplacement
Ce projet vise à étudier la faisabilité et la cicatrisation d’une dissection artérielle dans des conditions in vivo. Aucune méthode alternative in vitro ou ex vivo ne permet de reconstruire un modèle proche de ces conditions en ce qui concerne la coagulation, la pression sanguine et les autres contraintes mécaniques appliquées sur la paroi artérielle ou le suivi après ces laps de temps. L'utilisation d'animaux dans le cadre de ce projet est ainsi indispensable.
Réduction
Ce projet est à visée exploratoire et a pour objectif l’obtention de résultats préliminaires au cours d’études de faisabilité et de reproductibilité. Ces données pourront au besoin servir de base pour d’autres projets intégrant des analyses d’efficacité avec calcul statistique, dans un dossier APAFiS dédié (distinct de ce dossier). - Dans le cadre de ce présent projet exploratoire, il a été décidé de réduire le nombre d’animal à 2 par groupe et temps de suivi : Groupe 1 : dissection concernant l’aorte thoracique descendante et Groupe 2 : dissection concernant l’aorte sous –rénale , avec dans chacun des groupes 3 temps de suivi : sans réveil, suivi 2 semaines, suivi 4 semaines. - Ce nombre étant très faible, il a été prévu la possibilité de refaire, au besoin, une/les procédures, portant à 24 le nombre maximum de lapins utilisés.
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans le respect du bien-être animal. Les animaux seront gardés pendant une période d'acclimatation de 5 jours minimum entre leur entrée dans l’animalerie expérimentale, et leur première entrée en procédure. Leur environnement comportera un enrichissement (bûchettes à ronger, foin...). Les animaux seront suivis quotidiennement et leur état de santé et de bien-être sera évalué tout au long du protocole expérimental. Les animaux seront anesthésiés et analgésiés pendant les procédures chirurgicales et seront suivis au cours de la procédure. Un suivi renforcé sera effectué durant les premiers jours après chaque procédure opératoire. Si un animal présente un signe de douleur ou de souffrance, des analgésiques pourront lui être administrés. Au besoin, un traitement antibiotique pourra être mis en place. Dans le cas où l'animal présenterait une souffrance, une maladie ou une altération physique sans qu'il soit possible de le soulager efficacement (atteinte d'un point limite), l'animal sera sorti d'expérimentation et mis à mort.
Choix des espèces
Le lapin est un modèle animal reconnu pour l’étude des pathologies artérielles. La biologie vasculaire a été bien étudié chez le lapin et est similaire aux mécanismes humains. Le diamètre de l’aorte du lapin varie de 3 à 7mm, ce qui correspond au calibre de nombreuses artères humaines (coronaires, mésentérique, radiales, rénales, poplités, carotides internes et autres artères périphériques). Les animaux utilisés seront des adultes de plus de 3,5 kg pour la taille des artères et la taille des dispositifs utilisés.
Changement de métabolisme et de vascularisation cérébral induit par différentes profondeurs d’anesthésie générale chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Comparer les effets de plusieurs agents anesthésiques sur le cerveau, faute d'étude disponible chez les patients cérébrolésés : 42 rats sont opérés sous anesthésie générale et tués avant tout réveil, au cours d'une procédure unique de quatre heures. La préparation chirurgicale ouvre un accès au cortex cérébral et pose un cathéter artériel, pendant que la profondeur de l'anesthésie est modifiée et que le débit sanguin et le métabolisme du cerveau sont enregistrés. Le porteur écrit qu'"il n'y aura donc pas de nuisance pour les animaux", la seule gêne retenue étant le transport de dix minutes vers la salle d'expérimentation et l'induction de l'anesthésie. Il assigne un second usage au projet : permettre à des étudiants d'appréhender les étapes d'une démarche de recherche et de gagner en autonomie.
Objectifs
Différents agents sédatifs sont disponibles pour conduire une anesthésie générale : les halogénés ou deux types d’agents intraveineux. Chez les patients cérébrolésés nécessitant une sédation profonde pour réduire le métabolisme et le volume sanguin cérébral, il n’existe pas de recommandation ni d’étude comparant l’effet sur le volume sanguin cérébral et le métabolisme cérébral des différents agents anesthésiques lors de sédation profonde. L’objectif de ce projet est de comparer les changements de métabolisme et du débit sanguin cérébral en fonction des agents anesthésiques.
Bénéfices attendus
Une meilleure compréhension des effets des agents anesthésiques lors de sédations profondes permettra d’avoir des arguments pour choisir un agent par rapport à un autre en réanimation ou au bloc opératoire, et pourra servir de base à des travaux de recherche clinique. D’un point de vue pédagogique, ce projet permettra aux étudiants d’appréhender les étapes d’une démarche de recherche et leur permettra de gagner progressivement en autonomie au cours de leur cursus futur.
Procédures
Les animaux seront soumis à une seule procédure expérimentale sous anesthésie générale sans réveil. Au cours de cette procédure d’une durée totale de 4h, une préparation chirurgicale permettra de surveiller la pression artérielle invasive et d’avoir accès au cortex cérébral.
Impact sur les animaux
Les deux procédures indépendantes de ce projet seront réalisées sous anesthésie générale sans réveil. Les animaux seront transférés depuis la cage de stabulation dans une cage similaire. Ils y seront isolés et transportés vers la pièce d’expérimentation jusqu’au début de la première étape de la procédure expérimentale (durée du transfert avant le début de l’anesthésie : 10min): nuisance légère. L’étape de préparation chirurgicale sera réalisée sous anesthésie générale, de même que l’étape d’enregistrement au cours des changements d’anesthésie, avant euthanasie sans réveil. il n’y aura donc pas de nuisance pour les animaux: nuisance légère lors de l'induction de l'anesthésie.
Devenir
En fin de procédure, les animaux seront euthanasiés par une injection intraveineux.
Remplacement
L’analyse des changements d’activité des structures corticales et sous-corticales ainsi que des modifications physiologiques qui en découlent (changement de fréquence cardiaque, pression artérielle ou fréquence respiratoire), nécessite d’étudier un organisme vivant dans son ensemble. Les connaissances actuelles et la controverse qui existent autour des conséquences des différentes modalités de sédations ne permettent pas d’utiliser des modèles non-animaux.
Réduction
Notre plan d’expérience est prévu avec deux procédures: 1)Procédure pédagogique : Un nombre de 6 animaux est prévu pour la procédure préliminaire à visée pédagogique et préliminaire (2 animaux par ans sur 3 ans). 2) Procédure principale : Un nombre d’animaux minimal de 10 animaux par groupe (Un groupe glucose, un groupe oxygène, un groupe lactate; soit 3*10=30 animaux) permettant d’effectuer des analyses statistiques descriptives (moyenne ou médiane et distribution) fiables. Notre expérience sur les enregistrements électrophysiologiques chez l’animal anesthésié nous montre que certains capteurs peuvent s’endommager au cours de la procédure ne permettant pas une analyse des données. De même la préparation chirurgicale peut dans de rares cas conduire à des lésions corticales ou des vaisseaux fémoraux ne permettant pas de réaliser des mesures fiables. Afin de conserver un nombre de 10 animaux par groupe, une majoration de 20% soit 2 animaux est prévue en cas de problème expérimental rencontré au cours du projet. Ces 2 animaux ne seront pas utilisés en l’absence de problème expérimental. Soit un total maximal de 36+6=42 animaux. Les expérimentations seront réalisées sans réveil. La réutilisation de ces animaux dans d'autres protocoles ne sera donc pas possible puisqu’ils seront euthanasiés en fin de procédure. Si des animaux adultes déjà utilisés par d'autres protocoles comportementaux, ou la reproduction, sans altération de leurs physiologies sont mis à disposition par les utilisateurs de l'animalerie, ils pourront être utilisés dans ce protocole.
Raffinement
Tout au long de leur période de stabulation, les rats seront hébergés en groupes de 3 à 5 animaux dans des cages présentant des éléments d’enrichissement (e.g., nesting cup, tunnel, brique Carfil) avec boisson et alimentation ad libitum ce qui minimisera l’angoisse de ces animaux. Concernant la douleur, une injection sous-cutanée de buprénorphine sera pratiquée avant tout acte chirurgical pour obtenir un effet analgésique et une injection sous-cutanée d’anesthésique local (lidocaïne pour une action rapide + ropivacaïne pour une action prolongée sur l’ensemble de la procédure) sera réalisée au niveau du scalp et en regard des vaisseaux fémoraux pour obtenir un effet analgésique supplémentaire. La profondeur de l’anesthésie sera ajustée au cours de la procédure en fonction de l’étape (sédation dite légère qui correspondent à une sédation habituelle pour ce type d’intervention ou sédation profonde) et d’une grille décrivant les réactions de l’animal au pincement de la patte ou de la queue. En cas de survenue de points limite pendant la procédure, les animaux seront euthanasiés.
Choix des espèces
Nous avons choisi le rat, car c’est l’espèce la plus utilisée dans l’étude du métabolisme et de la vascularisation cérébrale. De plus, nous avons pu étudier préalablement les changements de concentrations cérébrales de glucose et de lactate engendrés par une dépolarisation corticale envahissante après un traumatisme crânien grave chez le rat sous anesthésie général et avons l'expérience de l'utilisation de nos techniques de monitorage dans cette espèce animale. Le choix de ce modèle nous permettra de comparer nos résultats à ceux obtenus par d’autres équipes. Nous utiliserons des rats adultes de 12 à 14 semaines. Il s’agit d’une étude chez l’animal ayant atteint un stade mature d’un point de vue cérébral et non d’une étude concernant le développement ou le vieillissement.
Prélèvements terminaux de matrices biologiques chez le primate non humain
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles gastrointestinaux
Quinze heures de jeûne la veille, puis une chirurgie de trente-cinq à quarante-cinq minutes dont ils ne se réveilleront pas : 6 macaques crabiers sont opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil pour prélever leurs organes. Leur foie doit fournir des hépatocytes à mettre en culture, et de nombreux autres organes seront prélevés après la mort, le porteur écrivant que "l'intégralité de l'animal pourra être utilisé". La commande vient d'un laboratoire tiers qui veut comparer des matrices biologiques de plusieurs espèces avant de tester des candidats médicaments, mise à mort que le porteur présente comme un moyen de "raffiner et de réduire l'utilisation d'animaux à des fins scientifiques". Des juvéniles ont été retenus pour des organes exempts d'atteintes liées au vieillissement, et parce qu'une étude identique menée en 2021 pour le même client portait sur des macaques du même âge.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de répondre aux besoins de laboratoires in-vitro en mettant à leur disposition du matériel biologique issus de primates non humains (organes et sang). Ces prélèvements permettront d’isoler et de mettre en culture différents types de cellules qui seront ensuite utilisés dans le cadre d’études précliniques (réalisation d’études in vitro, calibration d’appareils, mise au point de nouvelles techniques). Ils permettront également de comparer les matrices issues du macaque cynomolgus avec celles d’autres espèces animales afin de sélectionner le modèle le plus adapté pour l’étude de candidats médicaments à usage humain. À terme, ces études permettront de raffiner et de réduire l’utilisation d’animaux à des fins scientifiques car elles permettent le développement de méthodes alternatives qui permettront de réduire le nombre de tests sur les animaux vivants. Les foies prélevés permettront notamment de récolter et mettre en culture des hépatocytes qui seront ensuite utilisés pour diverses applications. Par exemple, ils permettront de déterminer in vitro la stabilité métabolique de candidats médicaments, leur clairance hépatique, leur hépatotoxicité ou encore leur métabolisation. Enfin, post mortem, de nombreux autres organes seront prélevés et étudiés afin de raffiner l'utilisation entière de l'animal.
Bénéfices attendus
Les prélèvements réalisés au cours de ce projet permettront réaliser des études in vitro qui fourniront des données importantes sur la sécurité, la pharmacocinétique et la pharmacodynamie de candidats médicaments. Ces prélèvements contribueront également à mettre au point de nouvelles techniques et calibrer des appareils qui seront utilisés dans des études in vitro et in vivo chez le primate. À terme, ils permettront donc d’améliorer des techniques, de raffiner les protocoles utilisés mais également de réduire ne nombre d’animaux utilisés à des fins scientifiques.
Procédures
Les animaux seront mis à jeun la veille de l’anesthésie, ce qui peut engendrer un stress léger. La durée de cette mise à jeun sera limitée à 15 heures maximum pour leur bien-être. Les animaux subiront une seule procédure chirurgicale sous anesthésie et analgésie à l’issue de laquelle ils seront mis à mort (durée de la chirurgie : 35 à 45 minutes). Ils ne seront donc pas réveillés et ne subiront aucune conséquence liée à l’anesthésie et la procédure. En cas d’atteinte de point limite durant la procédure, l’animal concerné sera pris en charge selon les recommandations du vétérinaire. L’euthanasie avant la fin du protocole sera envisagée si l’animal ne répond pas au traitement ou que son état se dégrade (sous la responsabilité du vétérinaire).
Impact sur les animaux
Les animaux seront mis à jeun la veille de l’anesthésie, ce qui peut engendrer un stress léger. La durée de cette mise à jeun sera limitée à 15 heures maximum pour leur bien-être. La procédure sera entièrement réalisée sous anesthésie et analgésie. Les animaux ne seront donc pas réveillés et ne subiront aucune conséquence liée à l’anesthésie ou à la procédure.
Devenir
Les animaux seront tous mis à mort à la fin du projet afin de prélever leurs organes. L’intégralité de l’animal pourra être utilisé.
Remplacement
Afin de réaliser et de mettre au point des études in vitro destinées à tester des médicaments à usage humain, il est indispensable d’utiliser des matrices d’origines animales. Les prélèvements réalisés au cours de ce projet vont notamment permettre de comparer les matrices issues du macaque cynomolgus avec celles d’autres espèces animales couramment utilisées dans la recherche biomédicale telles que rat, la souris et le chien. Ces études comparatives in vitro ont pour objectif de sélectionner le meilleur modèle permettant d’étudier la sécurité, la pharmacocinétique ou la pharmacodynamie de candidats médicaments à usage humain. En raison de sa proximité phylogénétique et physiologique avec l'Homme, le macaque cynomolgus (macaca fascicularis) est un modèle pertinent à inclure dans ces études comparatives.
Réduction
6 macaques seront utilisés dans le cadre de ce projet. Cela correspond au nombre minimum d’animaux permettant de fournir des prélèvements en quantité suffisante pour satisfaire les besoins du laboratoire qui nous a sollicité.
Raffinement
Une période d'acclimatation de plus de deux mois sera mise en place avant le début du projet. Durant cette période, les animaux seront suivis individuellement et bi-quotidiennement afin de détecter tout signe de stress ou de douleur (à l’aide d’une grille d'évaluation de l'état clinique des animaux). De même, le personnel veillera à garder une interaction quotidienne avec chaque animal afin de diminuer le stress qui pourrait être engendré par les manipulations. Afin d'optimiser leur bien-être et de leur permettre d'exprimer leurs besoins comportementaux, les animaux sont hébergés dans des volières respectant les recommandations de la Directive Européenne 2010/63/UE et en groupes sociaux de même sexe (avec des congénères non inclus dans ce projet). De l'eau fraîche ad libitum est mise à leur disposition et un aliment adapté à l'espèce et au poids de chaque individu est distribué quotidiennement. Les paramètres environnementaux de l'animalerie sont également suivis et contrôlés afin de répondre aux exigences physiologiques de l'espèce (ex : température, hygrométrie, intensité lumineuse, cycle d'éclairage, renouvellement d'air). En parallèle, un programme d'enrichissement complet est mis en place au sein de l'animalerie afin de permettre aux animaux d'exprimer leurs comportements naturels. Ce dernier comprend : 1) Des enrichissements structuraux permettant aux primates non humain d'évoluer dans un environnement tridimensionnel (perchoirs, barres transversales, grillages...) ; 2) De la litière pour leur permettre de fourrager ; 3) Des jouets variés faisant l'objet d'une rotation une fois par semaine pour éviter que les animaux ne se lassent ; 4) Des friandises (ex : céréales, fruits secs) et des fruits et légumes frais distribués quotidiennement (cachés dans la litière ou dans des jouets distributeurs) ; 5) De la musique d'ambiance diffusée pendant la journée à un volume raisonnable dans le but de réduire le stress en couvrant le bruit causé par les activités du personnel dans les salles adjacentes et en habituant les animaux à la voix humaine. Des points limites précoces ont été déterminés afin de prendre en charge toute forme de douleur ou de souffrance. En cas d’atteinte d’un de ces points, l’animal concerné sera pris en charge selon les recommandations du vétérinaire. L’arrêt du protocole et la mise à mort anticipée sera envisagé si l’animal ne répond pas au traitement ou que son état se dégrade (sous la responsabilité du vétérinaire).
Choix des espèces
Les prélèvements réalisés au cours de ce projet vont notamment permettre de comparer les matrices issues du macaque cynomolgus avec celles d’autres espèces animales couramment utilisées dans la recherche biomédicale telles que rat, la souris et le chien. Ces études comparatives in vitro ont pour objectif de sélectionner le meilleur modèle permettant étudier la sécurité, la pharmacocinétique ou la pharmacodynamie de candidats médicaments à usage humain. En raison de sa proximité phylogénétique et physiologique avec l'Homme, le macaque cynomolgus est un modèle pertinent à inclure dans ces études comparatives. En effet, cette espèce de primates partage de nombreuses similitudes avec l'Homme, notamment en termes de patrimoine génétique, de processus épigénétiques et d’organisation fonctionnelle. Par conséquent, les données obtenues avec ce modèle ont de grandes chances d’être les plus prédictives des réponses observées chez l'Homme vis à vis d'un candidat médicament. Des animaux juvéniles seront utilisés au cours de cette étude. L’utilisation de ce stade de développement est privilégiée car ce projet nécessite que les animaux soient sains et exempt de toute anomalie liée au vieillissement pouvant affecter la qualité des échantillons prélevés (exemple : insuffisance rénale, hépatite, etc…). De plus, une étude similaire réalisée en 2021 pour le même client a utilisé des macaques juvéniles. Les résultats ayant été concluants et dans un souci de reproductibilité, il est pertinent de se placer dans les mêmes conditions que l’étude précédente. Cependant, bien que les animaux soient jeunes, ils ne sont pas acquis uniquement pour ce projet et sont potentiellement réutilisés de projets antérieurs.
Etude de l’impact des dépolarisations corticales envahissantes sur les centres cardiorespiratoires du tronc cérébral chez le rat
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour savoir si des vagues de dépolarisation à la surface du cerveau perturbent les centres qui règlent le cœur et la respiration, 20 rats sont opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil. La préparation chirurgicale dure deux heures trente et donne accès aux vaisseaux fémoraux, au cortex et au tronc cérébral, suivie d'une heure trente de déclenchement et d'enregistrement des dépolarisations. Le porteur indique que les animaux ne pourront ni survivre ni servir à un autre protocole après cet abord du cerveau. Il détaille dix rats pour l'étude, huit pour la mise au point des enregistrements et deux de majoration en cas de problème, et précise qu'un point limite atteint pendant la procédure entraîne la mise à mort immédiate.
Objectifs
Nous chercherons à connaître si des phénomènes de dépolarisations des cellules cérébrales ont un impact sur les centres qui régulent le cœur et la respiration. Nous émettons l’hypothèse que les dépolarisations corticales qui se propagent à la surface du cerveau de proche en proche, se propageant aussi vers ces centres. Celles-ci peuvent ainsi modifier la respiration l’homéostasie corporelle, telle que l’élimination du CO2 et l’oxygénation régulée par la respiration, de même que la perfusion des organes par le système cardiovasculaire. Ce mécanisme pourrait participer à l’instabilité de la pression artérielle observée après une agression cérébrale aigue.
Bénéfices attendus
L’avenir de la réanimation neurologique va reposer sur la personnalisation des thérapeutiques mise en œuvre à partir de biomarqueur tel que les dépolarisations corticales (SD). Les résultats de ce projet permettront de mieux appréhender la physiopathologie menant à des lésions cérébrales secondaires et les modifications sur le système nerveux autonome après une lésion cérébrale aiguë. Une meilleure compréhension des données issues du monitorage multimodal permettra de préciser les origines des agressions cérébrales au lit du patient. Cela pourrait permettre d’ajuster précocement les thérapeutiques en cours et ainsi de réduire la quantité de lésions cérébrale à la fin du séjour en réanimation, avec pour objectif d’améliorer le devenir à long terme. Ces expérimentations pourront ainsi servir de base à une analyse plus détaillée des fonctions du tronc cérébral, et leurs changements après une agression cérébrale aiguë, sur des modèles animaux et en analysant les données de monitorage multimodal et d’imagerie des patients hospitalisés en réanimation.
Procédures
Les animaux sont soumis à une procédure unique sans réveil. Au cours de cette procédure, les animaux sont anesthésiés puis une préparation chirurgicale de 2h30 permet un abord des vaisseaux fémoraux et du cerveau (cortex et tronc cérébral). Le déclenchement et l’enregistrement des dépolarisations corticales se font sur une durée de 1h30 avant l’euthanasie.
Impact sur les animaux
Les deux procédures indépendantes de ce projet seront réalisées sous anesthésie générale sans réveil. Les animaux seront transférés depuis la cage de stabulation dans une cage similaire. Ils y seront isolés et transportés vers la pièce d’expérimentation jusqu’au début de la première étape de la procédure expérimentale (durée du transfert avant le début de l’anesthésie : 10min). Les animaux auront un accès ad libitum à l’eau et la nourriture. Aucune nuisance en termes d’environnement, de mobilité ou de douleur n’est prévue avant l’induction de l’anesthésie générale, sans réveil. Il n’y aura donc pas de nuisance pour les animaux : nuisance légère lors de l'induction de l'anesthésie.
Devenir
En fin de procédure, les animaux seront euthanasiés, car il ne pourront pas survivre ni être utilisé par un autre protocol après l'abord chirurgical du cerveau.
Remplacement
L’analyse des changements d’activité des structures corticales et sous-corticales ainsi que des modifications physiologiques qui en découlent (changement de fréquence cardiaque, pression artérielle ou fréquence respiratoire), nécessite d’étudier un organisme vivant dans son ensemble. Une procédure sur tranche de cerveau ne permet pas d’étudier l’impact sur la régulation de la respiration, de la fréquence cardiaque ou de la pression artérielle. Les connaissances actuelles et la controverse qui existent autour de la propagation des dépolarisations corticales envahissantes au niveau des structures sous corticale ne permettent pas d’utiliser des modèles non-animaux. Les connaissances actuelles sont limitées quant aux mécanismes de propagation des SD ne permettant pas la modélisation informatisée des impacts sur le tronc cérébral. Il n’existe pas de modèle ex-vivo permettant de reproduire les interactions multicellulaires dans les différentes structures corticales et sous-corticales.
Réduction
Notre plan d’expérience est prévu avec un nombre d’animaux minimal de 10 animaux permettant d’effectuer des analyses statistiques descriptives (moyenne ou médiane et distribution) fiables. Un nombre de 8 animaux est prévue pour une étape de mise au point des enregistrements electrophysiologiques au niveau du tronc cérébral et des tehniques de clarifications de cereau de rat. Une majoration de 20% soit 2 annimaux est prévue en cas de problème expérimentaux rencontrés au cours du projet. Soit un total de 20 animaux. En cas de bon fonctionnement de la phase de mise au point et d'abscence de problème expériementaux, ce nombre sera réduit à un minimum de 10 animaux. Les expérimentations seront réalisées sans réveil. La réutilisation de ces animaux dans d'autres protocoles ne sera pas possible. Si des animaux adultes déjà utilisés par d'autres protocoles comportementaux, ou la reproduction, sans altération de leurs physiologies sont mis à disposition par les utilisateurs de l'animalerie ils pourront être utilisés dans ce protocole. Les données répété des différent temps expériemntaux seront comparées par un test apparié.
Raffinement
Tout au long de leur période de stabulation, les rats seront hébergés en groupes de 3 à 5 animaux dans des cages présentant des éléments d’enrichissement (e.g., nesting cup, tunnel, brique Carfil) avec boisson et alimentation ad libitum ce qui minimisera l’angoisse de ces animaux. Concernant la douleur, une injection sous-cutanée de buprénorphine sera pratiquée avant tout acte chirurgical pour obtenir un effet analgésique et une injection sous-cutanée d’anesthésique local (lidocaïne pour une action rapide + ropivacaïne pour une action prolongée sur l’ensemble de la procédure) sera réalisée au niveau du scalp et en regard des vaisseaux fémoraux pour obtenir un effet analgésique supplémentaire. La profondeur de l’anesthésie sera ajustée au cours de la procédure en fonction d’une grille décrivant les réactions de l’animal au pincement de la patte ou de la queue. En cas de survenue de points limite pendant la procédure, les animaux seront euthanasiés.
Choix des espèces
Nous avons choisi le rat, car c’est l’espèce la plus utilisée dans l’étude du métabolisme et de la vascularisation cérébrale. De plus, les changements vasculaires observés au cours des dépolarisations corticales envahissantes sont proches de ceux observés chez l’homme, contrairement à la souris. En effet, nous avons pu étudier préalablement les changements de concentrations cérébrales de glucose et de lactate engendrés par une dépolarisation corticale envahissante après un traumatisme crânien grave chez le rat. Le choix de ce modèle nous permettra de comparer nos résultats à ceux obtenus par d’autres équipes. Nous utiliserons des rats adultes de 12 à 14 semaines. Il s’agit d’une étude chez l’animal ayant atteint un stade mature d’un point de vue cérébral et non d’une étude concernant le développement ou le vieillissement.
Formation du personnel sur les gestes techniques chez les rongeurs
- Formation professionnelle
Rats : 290
Cochons d'Inde : 290
Hamsters dorés : 560
L'apprentissage des gestes techniques sur animal vivant est la seule finalité de ce projet : 2 600 rongeurs y sont utilisés, 1 460 souris, 560 hamsters dorés, 290 rats et 290 cochons d'Inde. 1 560 d'entre eux sont utilisés dans des procédures menées sous anesthésie et tués avant tout réveil, les autres dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Le personnel s'exerce à la contention, aux prélèvements sanguins et aux administrations par voies sous-cutanée, intrapéritonéale, orale, intranasale, intracérébrale et intracardiaque, chaque animal pouvant servir jusqu'à trois fois pour un même geste. Le porteur affirme qu'aucun effet indésirable n'est prévu lors des formations, tout en reconnaissant qu'un geste mal réalisé peut causer un inconfort, et prévoit la réutilisation de 130 cochons d'Inde.
Objectifs
Il est essentiel que toute personne travaillant avec des animaux suive un programme de formation initial, ainsi qu'une formation continue régulière. Cette approche garantit que les individus sont qualifiés et compétents dans leur manipulation des animaux, ce qui est crucial pour assurer leur bien-être. De plus, toute nouvelle technique ou procédure requiert une formation spécifique avant sa mise en pratique, afin de maintenir des normes élevées de compétence et de qualité dans les gestes réalisés. Ces pré-requis sont indispensables pour garantir le respect et le bien-être des animaux impliqués.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ces formations sont étroitement liés aux principes des 3R : 1- Raffinement : La formation du personnel permettra de réduire le stress, l'inconfort et la durée des manipulations sur les animaux. En acquérant des compétences techniques solides, le personnel sera en mesure d'effectuer les gestes de manière plus douce et précise, ce qui contribuera au bien-être des animaux impliqués. 2- Réduction : En assurant que le personnel est qualifié dès le départ et en maintenant leur compétence tout au long de leur carrière, on maximise les chances que les études soient menées correctement du premier coup. Cela réduit la nécessité de répéter les expériences, ce qui entraîne une limitation du nombre d'animaux utilisés à des fins expérimentales. Ces bénéfices se traduiront par une amélioration globale de la qualité des études menées, avec des résultats fiables et reproductibles. De plus, en mettant l'accent sur la qualification du personnel, on garantit une approche plus éthique et responsable dans l'utilisation des animaux à des fins de recherche.
Procédures
Dans le cadre de la formation du personnel, les animaux seront utilisés pour l'apprentissage, la manipulation, la contention, l'administration de substances par différentes voies, et les prélèvements sanguins. Le personnel se formera également à l'anesthésie et à l'euthanasie des animaux. Pour les prélèvements de sang: 1 min par prélèvement, un même animal pourra être utilisé au maximum 3 fois en respectant les temps de récupération. Pour les administrations sous-cutanée: 10s par administration, un même animal pourra être utilisé au maximum 3 fois en respectant les temps de récupération, administration intra-péritonéale: 5s par administration, un même animal pourra être utilisé au maximum 3 fois en respectant les temps de récupération, administration orale: 20s par administration, un même animal pourra être utilisé au maximum 3 fois en respectant les temps de récupération, administration intra-nasale: 20s par administration, un même animal pourra être utilisé au maximum 3 fois en respectant les temps de récupération. Pour le administrations en intra-cérébrale: 20s par administration, technique par administration unique. Pour la voie intracardiaque, 30s pour une administration et 1min pour le prélèvement. Chaque administration ou prélèvement par cette voie se fera de façon unique.
Impact sur les animaux
Il est essentiel de noter qu'aucun effet indésirable n'est prévu lors des formations. Cependant, il est possible qu'au cours de l'apprentissage, un geste technique mal réalisé puisse entraîner un inconfort chez l'animal, ce qui pourrait se manifester par des signes de stress ou des comportements anormaux. Dans ce cas, le formateur est habilité à interrompre la séance à tout moment s'il juge nécessaire de le faire pour le bien-être de l'animal. Une attention particulière et un suivi étroit, avec des points limites précis, sont mis en place pour prévenir toute souffrance inutile des animaux et assurer leur bien-être tout au long de la procédure.
Devenir
Mise à mort: Après le dernier suivi des animaux. Réutilisés: Une fois le prélèvement effectué, les animaux réveillés sont replacés dans leurs locaux usuels d’hébergement.
Remplacement
Les méthodes alternatives telles que les vidéos de contention et de manipulation, les planches anatomiques, les mannequins ou les peluches ne parviennent pas à reproduire fidèlement les réactions comportementales d’un animal lors de manipulation en vigile ou les particularités anatomiques individuelles propres à un animal vivant. Pour apprendre à approcher, contenir et réaliser des gestes techniques sur des animaux, la présence d’animaux vivants est essentielle. Cela permet de former les personnes dans des conditions réalistes et comparables à celles rencontrées lors des futurs besoins en étude, assurant ainsi une formation adéquate et efficace.
Réduction
Le nombre d'animaux prévu pour ce projet a été déterminé en suivant des principes rigoureux visant à minimiser l'utilisation d'animaux tout en garantissant la validité scientifique des formations menées. Dans plusieurs cas, un même animal pourra être utilisé plusieurs fois pour une formation en respectant les temps de récupération.
Raffinement
Nous veillons au bien-être des animaux en mettant en place diverses mesures spécifiques pour réduire au minimum les effets sur leur bien-être tout au long du projet. Tout d'abord, nous incluons que des animaux en bon état général, hébergés dans des conditions respectant le bien-être animal, notamment une atmosphère contrôlée avec des paramètres tels que la température et l'hygrométrie. De plus, les animaux bénéficient d'un environnement enrichi adapté à leurs besoins comportementaux naturels, comprenant des éléments pour la nidification et à ronger. Avant toute manipulation, une phase d'acclimatation est systématiquement appliquée. Pour assurer le suivi de leur état de santé, les animaux font l'objet d'une évaluation clinique quotidienne. Lors des manipulations des mesures spécifiques sont prises pour minimiser le stress et l'inconfort des animaux. Par exemple, lors de la formation à une technique d'administration, le produit utilisé sera du sérum physiologique ou un anesthésiant.
Choix des espèces
Il s'agit de toutes les espèces rongeurs notées dans l'agrément et utilisées au sein de l'unité animale Animaux sevrés et adultes peuvent être utilisés car représentés dans les études. Il est utile de se former sur de jeunes animaux sevrés, car les techniques de prélèvement, notamment, peuvent être plus difficiles à réaliser du fait du petit format des animaux
Evaluation de la physiopathologie de la drépanocytose au niveau centrale et périphérique dans le modèle murin Townes
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Porteuses de la drépanocytose, les souris du modèle Townes sont utilisées ici pour étudier les défauts de production des globules rouges et les obstructions de vaisseaux qui accompagnent la maladie. 524 d'entre elles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, une partie dans des procédures menées sous anesthésie sans réveil, les autres dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Selon les groupes, elles reçoivent une injection puis une série de cinq ou vingt prélèvements sanguins sous anesthésie espacés d'une semaine, ou subissent une chirurgie du muscle crémaster. Le porteur range parmi les atteintes attendues la piqûre de l'aiguille et l'angoisse liée aux pesées, sans dire ce que produit la drépanocytose elle-même chez ces souris, et indique qu'elles seront tuées pour caractériser leur moelle osseuse et leurs vaisseaux.
Objectifs
L’objectif de notre étude porte sur la compréhension des mécanismes physiopathologiques de la survenue de la drépanocytose. Ce projet s’articule autour de trois objectifs principaux : 1. Evaluer les mécanismes cellulaires et moléculaires associés à des défauts d’hématopoièse, l'ensemble des mécanismes qui assurent la production des différentes cellules sanguines, et d’érythropoïèse, l'ensemble des mécanismes qui assurent la production des globules rouges; 2. Disséquer les mécanismes cellulaires associés à la survenue des crises vaso-occlusives,des obstructions locaux de la circulation sanguine; 3.Evaluer le mécanisme d’action et l’efficacité de candidats médicaments.
Bénéfices attendus
Cette étude nous permettra de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques associés à la drépanocytose et d’identifier les mécanismes d’action et l’efficacité de candidats médicaments afin d’offrir dans un futur proche un nouvel arsenal thérapeutique dans la prise en charge de cette maladie.
Procédures
En fonctions des groupes expérimentaux d'appartenance, les animaux subiront: 1. une injection et une série de 5 ou 20 prélèvements sanguins sous anesthésie (3min) tous espacés de 1 semaines; 2. une chirurgie sur le cremaster sous anesthésiée.
Impact sur les animaux
Les prélèvements sanguins, les injections et l'anesthésie constitueront une nuisance pour les animaux. La piqure d'aiguille pour l’injection ainsi que les prélèvements sanguins entraînent une douleur légère de courte durée. L'ensemble des manipulations, ainsi que les pesées peuvent être source d'angoisse.
Devenir
Les souris impliquées dans ce projet feront l’objet d’une caractérisation de leur système hématopoïétique et vasculaire qui nécessitera leur mise à mort.
Remplacement
Les nombreux partenaires (cellulaires et moléculaires) des processus dynamiques d’hématopoïèse, d’érythropoïèse et de thrombose nécessitent une approche expérimentale in vivo car il n’existe pas à ce jour de système suffisamment fiable pour mimer cette complexité biologique.
Réduction
En nous appuyant sur un test d'effectif, nous utiliserons le nombre minimum d’animaux requis pour obtenir des résultats statistiquement interprétables et atteindre l’objectif scientifique du projet, à savoir d’étudier la physiopathologie de la drépanocytose dans la moelle osseuse et dans les vaisseaux sanguins. Le calcul d’effectif sera réalisé sur la base d’une expérience pilote qui implique elle-même un nombre minimum d'individus déterminé sur la base de données de la littérature. La comparaison des différentes conditions expérimentales se fera par des tests statistiques adaptés à ces petits effectifs.
Raffinement
Le suivi des traitements se fera par des mesures utilisant un procédé peu invasif à partir de prélèvements sanguins réalisés sous anesthésie. Afin d’améliorer le bien-être animal au cours de notre étude, les besoins physiologiques des animaux seront respectés (nourriture ad libitum, cages propres, enrichissement, stabulation en groupe). Les animaux seront hébergés dans des salles dont les paramètres d’ambiance sont contrôlés et afin de respecter leur instinct grégaire, les souris seront stabulées par petits groupes de 3 à 5 dans des cages dont l’environnement est enrichi à l’aide de copeaux de bois compactés, de coton et de dômes en carton. Les animaux feront l’objet d’une surveillance quotidienne afin de détecter précocement toute altération du bien-être animal. L’apparition de signes d’inconfort ou d’éventuelle souffrance nous conduira à choisir l’action appropriée à mener en fonction d’une grille de score du bien-être.
Choix des espèces
Le projet nécessite l’utilisation d’une espèce de la classe des mammifères proches de l’homme pour sa physiologie. Les données bibliographiques démontrent que le modèle murin est le plus adapté pour adresser les questions relatives à l’hématopoïèse, à l’érythropoiese et à la thrombose. En effet les caractéristiques moléculaires des cellules hématopoïétiques murines sont très semblables aux cellules hématopoïétiques humaines. Chez l’Homme la drépanocytose est une maladie qui se déclare dès la naissance et qui nécessite une prise en charge thérapeutique précoce. Nous utiliserons des individus sevrés avec un suivi de 4 à 24 semaines post-naissance (de jeunes à adultes).
Etude de l’altération liée à l’âge du récepteur aux œstrogènes alpha a, conséquences pour la protection artérielle féminine.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
1 080 souris vont être utilisées, toutes tuées pour prélever leurs tissus, 720 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré et 120 sous anesthésie sans réveil. 240 femelles sont ovariectomisées à trois, douze ou vingt-deux mois, opération de vingt-cinq minutes, puis gardées deux semaines avant la mise à mort. 360 femelles et 180 mâles reçoivent une capsule à libération prolongée posée sous la peau, et 180 femelles y ajoutent une pompe osmotique qui les rend hypertendues, urinant tant que les cages doivent être changées plus souvent, avec une atteinte possible du cœur, des reins, des rétines et du cerveau. Le porteur écrit qu'aucun système de culture cellulaire n'a reproduit les variations hormonales de la ménopause et qu'il n'y a donc "pas d'autre alternative" que l'animal vivant, pour un projet qui vise à tester l'estetrol comme traitement hormonal.
Objectifs
Les maladies cardiovasculaires sont la première cause de décès chez les femmes après la ménopause. Le vieillissement joue un rôle majeur dans les altérations des artères, entraînant un risque accru de maladies cardiovasculaires chez les hommes comme chez les femmes. Les différences des facteurs de risque de maladies cardiovasculaires entre les hommes et les femmes sont largement attribuées aux œstrogènes. La ménopause est marquée par la fin définitive des cycles menstruels et l'arrêt de la production d'œstrogènes par les ovaires. Cependant, les rôles respectifs du vieillissement vasculaire et de la diminution des hormones sexuelles après la ménopause sur le risque cardiovasculaire sont controversés. Les œstrogènes classiques confèrent une protection contre les maladies cardiovasculaires s’ils sont débutés à un stade précoce de la ménopause chez les femmes avant 60 ans, alors qu’ils sont délétères s’ils sont administrés après 70 ans. L’estetrol, une hormone naturellement produite durant la grossesse est actuellement évaluée chez l’Homme, pour le traitement hormonal de la ménopause. Ce projet a pour objectifs d’établir l'effet du vieillissement sur la réponse à ces hormones notamment sur la protection artérielle. Cette recherche revêt une importance particulière dans le contexte de la santé cardiovasculaire féminine, ouvrant la voie à de nouveaux traitements.
Bénéfices attendus
Compte tenu du vieillissement rapide de la population, les femmes passent plus de 30 % de leur vie en post-ménopause. La ménopause est associée à un risque accru d'ostéoporose ainsi que de maladies cardiovasculaires et métaboliques. Le traitement hormonal de la ménopause est très efficace pour réduire ces symptômes. Cependant, les résultats négatifs d’une étude américaine ont participé à de nouvelles orientations concernant la prescription du traitement hormonal de la ménopause, par les médecins. De nouvelles études ont montré que l'utilisation du traitement hormonal de la ménopause chez les femmes plus jeunes ou chez les femmes ménopausées précocement avait un effet bénéfique sur le système cardiovasculaire. L’amélioration du traitement de la ménopause revêt donc une importance majeure pour la santé des femmes. Les principaux objectifs du projet sont : 1) mieux caractériser la perte de protection artérielle avec l'âge. 2) proposer de nouvelles alternatives pour le traitement de la ménopause.
Procédures
240 femelles seront ovariectomisées à 3 mois, 12 mois et 22 mois (60 par groupe d’âge) et 120 femelles de 3 mois, 12 mois, 22 mois (40 par groupe d’âge) seront gardées intactes. Elles seront gardées 2 semaines en stabulation avant d’être sacrifiées pour réaliser des analyses. L’ovariectomie est évaluée à 25 minutes par souris. 180 mâles subiront une pose de capsule à libération prolongée de molécule ou une opération factice, 360 femelles subiront une pose de capsule à libération prolongée de molécule. La pause de la capsule est estimée à 15 minutes. 180 femelles subiront une pose de pompe osmotique en plus de la capsule à libération prolongée ou une opération factice permettant de mimer les effets inflammatoires dus à l’opération elle-même.
Impact sur les animaux
Les animaux subiront un très faible stress engendré par la contention. La piqure d’analgésique entrainera une très faible douleur due à la piqûre. Le modèle d’ovariectomie ainsi que la pose de la petite capsule de diffusion de molécules (pellets) ont pour effet attendu une douleur modérée liée aux effets de la chirurgie soulagée par des analgésiques et un stress modéré lié aux manipulations. Tous les animaux seront pesés avant la chirurgie, y compris ceux qui subiront une opération factice. Les animaux seront pesés quotidiennement jusqu’à récupération du poids initial. Le modèle d’hypertension artérielle a pour effet attendu une douleur modérée liée aux effets de la chirurgie soulagée par des analgésiques et un stress modéré lié aux manipulations. Il peut y avoir une atteinte des organes cibles que sont le cœur, les reins, les rétines et le cerveau. Toute manipulation sera réalisée dans un environnement calme, et par un manipulateur qualifié pour limiter la durée de chaque manipulation. La douleur ou l’inconfort de l’animal sera évalué régulièrement jusqu’à la mise à mort de l’animal.
Devenir
Il est nécessaire de mettre à mettre à mort tous les animaux afin de récupérer les tissus pour analyses.
Remplacement
L’ensemble des effets étudiés étant des effets physiologiques ou pathologiques, il n’y a pas d’autre alternative d’étude que l’utilisation d’animaux vivants. En général, les expériences de remplacement ne peuvent pas reproduire la complexité des mécanismes mis en jeu au cours des évènements pathologiques tels que le vieillissement, la menopause ou encore l’hypertension. Aucun système de culture cellulaire n'a pu reproduire les variations hormonales de la menopause. Il n’est donc pas possible de mettre en place des approches in vitro pour réaliser ce projet. C'est pourquoi nous aurons recours au modèle animal, en choisissant la souris comme modèle classique de mammifère, et comme modèle expérimental établi, avec de nombreux outils génétiques disponibles, un temps de génération court et des portées de grande taille.
Réduction
Réduction : le nombre d'animaux est calculé sur la base d’un plan expérimental stéréotypé permettant d’obtenir la puissance statistique nécessaire à l’obtention de conclusions biologiquement pertinentes (test statistique ANOVA à deux facteurs). Le logiciel G power nous a permi d'établir un nombre de 10 animaux par groupe. Si les conclusions sont pertinentes avec 8 animaux par groupe nous cloturerons le protocole. Nous prélevons un maximum d'organes d'intérêt par animal afin de réduire le nombre d'animaux utilisés.
Raffinement
Nous prendrons toutes les dispositions nécessaires pour limiter au maximum les nuisances, attendues ou non, liées aux manipulations des animaux et procédures de l’étude. Pour limiter les nuisances et effets indésirables liées à l’ovariectomie, au traitement par pellets ainsi qu’à l’hypertension, nous reproduirons un protocole d’étude déjà réalisé et décrit dans plusieurs études concernant ces modèles chez des souris. Pour réduire le stress des animaux lié aux manipulations, une période d’acclimatation de 7 jours est prévue avant la première procédure. Toute manipulation sera réalisée dans un environnement calme, et par un manipulateur qualifié pour limiter la durée de chaque manipulation. Les animaux seront élevés en cages enrichies et surveillés au cours des procédures pour repérer l’éventuelle apparition de signes cliniques pouvant indiquer une souffrance ou un mal-être. Les souris hypertendues urinent beaucoup. Pour cette raison, le nombre d'animaux par cage est limité à 3 et les cages sont changées plus fréquemment et dès que nécessaire. Un traitement antalgique sera administré à l’animal 10 minutes avant l’anesthésie et jusqu’à deux jours après l’opération, en fonction de la douleur observée. Les chirurgies seront préférentiellement réalisées le matin afin d’assurer le suivi tout au long de la journée de l’opération. La douleur ou l’inconfort de l’animal sera évalué 2 fois par jour, pendant les deux jours suivants les procédures opératoires. L’observation sera ensuite quotidienne, week-end compris, avec l’aide du personnel de l’animalerie. Par ailleurs, si des signes comportementaux indiquent une douleur modérée, un traitement antalgique sera administré à une dose plus ou moins importante selon les signes cliniques observés (protocole de gestion de la douleur détaillé en annexe). En cas de signe clinique indiquant une douleur sévère définissant un point limite, la souris sera mise à mort pour éviter toute prolongation de sa souffrance.
Choix des espèces
La souris est le seul modèle permettant à la fois de réaliser des expériences physiologiques et d’utiliser des méthodes de modifications génétiques permettant de comprendre les mécanismes impliqués. De plus, les modèles d’ovariectomie et d'hypertension artérielle utilisés au cours de ce projet ont été établi et validé par la communauté scientifique depuis plusieurs décennies. Des souris adultes âgées de 3, 12 et 22 mois seront utilisées afin d’étudier la perte éventuelle de réponse aux hormones avec l’âge. Des souris âgées de 12 mois sont idéales pour se placer en milieu de vie et mimer les effets de la ménopause.
Hydrogenotherapie et arythmies cardiaques
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Une artère coronaire obstruée pendant cinq à quarante minutes, puis rouverte : 300 rats subissent cette chirurgie de moins de deux heures sous anesthésie générale et ventilation assistée, et sont tués avant tout réveil. Le porteur attend que les animaux développent des troubles du rythme, et indique qu'une arythmie trop sévère peut provoquer leur mort immédiate sur la table. Le cœur est prélevé à la fin de l'intervention pour tester si l'hydrogène gazeux protège du trouble du rythme, trente rats étant d'abord utilisés pour l'apprentissage du geste chirurgical. Rien n'est dit sur la proportion d'animaux qui meurent en cours de procédure, et la partie raffinement se limite à l'agrément de l'établissement, aux formations réglementaires et à l'hébergement enrichi, sans rien de propre à cette chirurgie.
Objectifs
L'hydrogène (H2) est un candidat médicament très intéressant dans le traitement des maladies cardiovasculaires. Il est connu pour protéger le coeur lors d'un phénomène d'ischémie-reperfusion (IR) cardiaque. Un phénomène qui survient par exemple lors d'une crise cardiaque. L'ischémie est la diminution de l'apport en sang d'un organe tandis que la reperfusion correspond à la restauration de l'apport normal en sang. Lors d'une IR il est fréquent que le coeur entre en arythmie. Le coeur bat alors de manière irrégulière ce qui peut provoquer une mort subite. Ce type d'accident cardiaque est responsable chaque année de la mort de 5 millions de personnes dans le monde. Prévenir l'apparition de troubles du rythme est donc capital dans la prise en charge des patients présentants une IR. L'H2 a été démontré comme protecteur cardiaque, nous pensons que l'H2 possède également un effet anti-arythmique. L'objectif de ce projet est ainsi d'étudier la capacité de l'H2 à empêcher l'apparition de troubles du rythme au cours d'une IR.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de démontrer un potentiel effet anti-arythmique de l'H2. Ce travail doit fournir les premières données vers une utilisation de l'H2 pour réduire l'apparition de troubles du rythme chez les patients hospitalisés pour IR.
Procédures
Chaque animal sera soumis à une procédure chirurgicale de moins de deux heures sous anesthésie générale et ventilation assistée. Au cours de cette procédure l'animal subira une période d'ischémie (obstruction d'une artère irriguant le coeur) de durée variable (5-40 minutes) suivie d'une période de reperfusion (10-60 minutes).
Impact sur les animaux
Certains animaux peuvent présenter des signes de détresse respiratoire ou des hémorragies. Il est attendu que les animaux développent des arythmies au cours de la procédure, si l'arythmie est trop sévère cela peut engendrer la mort immédiate de l'animal.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de l'intervention chirurgicale afin de récupérer le coeur pour analyses biologiques.
Remplacement
La présente étude a pour objectif de fournir des données précliniques sur le potentiel anti-arythmique de l'H2. Actuellement, il est impossible de remplacer la compléxité du corps humain et du système cardiovasculaire par des modèles n'utilisant pas d'animaux, d'où la nécessité de leur utilisation dans ce projet.
Réduction
Le projet prévoit l'utilisation de 300 animaux. 30 rats seront utilisés afin d'apprendre la technique de chirurgie et de déterminer les conditions d'expérimentation des procédures suivantes, cela permettra de réduire le nombre d'animaux utilisés lors de ces procédures. Parmi ces 30 rats, certains pourront être réutilisés d'un projet précédent à condition qu'ils aient pleinement retrouvé leur état de santé et de bien-être général. Les deux autres procédures comprendront 18 groupes de 15 rats. Ces 18 groupes réunissent les conditions nécessaires à l'obtention de résultats exploitables. Le nombre de 15 animaux par groupe a été déterminé sur la base des conventions de Lambeth (conventions déterminant les bonne pratiques expérimentales pour l'étude des troubles du rythme en préclinique).
Raffinement
Le projet est mis en oeuvre dans un établissement utilisateur agréé. L'ensemble des personnels impliqués est à jour des formations réglementaires exigibles pour la manipulation et la chirurgie sur des animaux vivants. Les animaux seront hébergés dans un environnement contrôlé et enrichi. Les animaux sont observés régulièrement afin d'anticiper l'apparition des points limites fixés. L'intégralité des gestes sera réalisée sous anesthésie générale.
Choix des espèces
Les similitudes d'anatomie et de physiolgie entre le rat et l'Homme permettent d'obtenir une comparaison fiable des résultats obtenus. De plus l'utilisation du rat pour établir le modèle d'ischémie-reperfusion myocardique est un modèle maîtrisé par le laboratoire. Nous utiliserons des rats adultes mâles de minimum 7 semaines (correspondant à un poids corporel supérieur à 300g). A ce stade de développement les animaux sont sevrés et d'un poids supérieur à 300g facilitant la chirurgie.
Rôle des cellules endothéliales et musculaires lisses sénescentes dans le vieillissement vasculaire pulmonaire
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système respiratoire
Vingt et un jours enfermées en continu dans un caisson à 9 % d'oxygène : c'est ainsi qu'une hypertension artérielle pulmonaire est provoquée chez une partie des 1 152 souris de ce projet, dont 384 seront tuées sans jamais se réveiller et 768 utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. D'autres reçoivent de l'élastase par incision et injection dans la trachée pour déclencher un emphysème, avant une mesure de la fonction pulmonaire de quinze minutes sous anesthésie. Le porteur signale que les manipulations ont lieu pendant la phase de sommeil des souris et que la nourriture déclenchant le transgène est amère, ce qui leur fait perdre du poids. Il écrit dans le même paragraphe que les souris exposées à l'hypoxie chronique perdent du poids "sans apporter de douleur à l'animal" et ne montrent "aucune difficulté respiratoire", alors que le protocole vise à leur donner une hypertension pulmonaire.
Objectifs
Le vieillissement des vaisseaux sanguins avec diminution du nombre de capillaires est un élément clé du vieillissement de l'organisme, ce qui réduit l'apport de nutriments et d'oxygène aux tissus. Les cellules endothéliales (CEs) qui composent les vaisseaux, sont nécessaires à la fonction des poumons. Un nombre élevé de CEs vieillissantes est associé au vieillissement prématuré du poumon et à plusieurs maladies pulmonaires. Ces cellules vieillissantes ne sont plus capables de se diviser et libèrent des facteurs nocifs pour les poumons. Ceci a pour conséquence la diminution de la formation de nouveaux vaisseaux contribuant alors au phénomène observé avec l'âge et dans certaines maladies. Tout comme les cellules endothéliales, les cellules musculaires lisses jouent également un rôle dans le développement de maladies pulmonaires, et seront aussi étudiées. Notre objectif est d'évaluer l'impact du vieillissement des cellules endothéliales et musculaires lisses au cours du vieillissement et de deux maladies, l'hypertension (HTP) et l'emphysème pulmonaires. Pour cela, nous étudierons le vieillissement cellulaire, la fonction pulmonaire, la densité et le remodelage vasculaire chez des souris jeunes et âgées, avec ou sans maladies pulmonaires. De plus, nous travaillerons avec des souris génétiquement modifiées pour éliminer les cellules endothéliales et musculaires lisses vieillissantes afin d'étudier le rôle de ces cellules dans les maladies pulmonaires liées à l'âge.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’évaluer le rôle du vieillissement des cellules endothéliales et musculaires lisses pulmonaires avec l'âge et dans deux maladies pulmonaires liées à l’âge (hypertension artérielle et emphysème pulmonaires).
Procédures
Les différents animaux subiront une biopsie non invasive (1 seul geste de quelques secondes, ne nécessitant pas d'anesthésie) par poinçonnage d'oreille, effectuée au moment du sevrage (1 mois), nécessaire à leur identification. Les animaux seront placés dans un caisson à hypoxie, dans lequel la quantité d'oxygène est diminuée (9%) en continu (21 jours) permettant d’induire l’hypertension artérielle pulmonaire observée chez les patients. D’autre part, afin d’induire un emphysème pulmonaire, les animaux seront traités à l’élastase (ou contrôle sans effet) : une petite incision et injection au niveau de la trachée sont effectuées sous anesthésie générale, lors d’une seule procédure rapide de 5 minutes. A la fin de la procédure d'injection d'élastase et au bout de 21 jours suite au traitement, nous mesurerons les fonctions pulmonaires à l’aide d'un appareil durant 15 minutes environ pour chaque souris sous anesthésie générale, connectée grâce à une sonde.
Impact sur les animaux
Les différents animaux subiront une biopsie non invasive (un seul geste) par poinçonnage d'oreille, effectuée au moment du sevrage (1 mois). Cette méthode d'identification peut causer une douleur légère de courte durée. Une perte de poids modérée est attendue pour les souris exposées à l'hypoxie chronique, sans apporter de douleur à l'animal. Les souris ne montrent aucune difficulté respiratoire liée à l'hypoxie, seulement une légère fatigue. Les différentes procédures (hypoxie, instillation intratrachéale, mesure de la fonction pulmonaire) peuvent générer un stress chez l'animal, notamment lors de la manipulation au cours des pesées, de la préhension de l'animal lors des anesthésies ou encore lors des déplacements de cages. De plus, ces différentes manipulations sont effectuées durant la journée, moment au cours duquel les souris sont en phase de sommeil, cela induit alors également un stress. La nourriture spéciale permettant l'expression du transgène chez la souris a un goût amer, ce qui entraîne une légère perte de poids chez la souris.
Devenir
L'étude nécessite le prélèvement du sang et des organes (poumons, coeur, foie rein, rate) afin de mesurer différents paramètres biologiques (quantification des marqueurs de sénescence, expression de différents gènes) et histologiques (évaluation de dommages structurels au niveau du poumon), ainsi les animaux seront mis à mort à la fin des procédures.
Remplacement
En parallèle des études menées sur la souris, une étude sera portée sur des cellules issues d’échantillons pulmonaires obtenus lors d'une chirurgie chez des patients avec ou sans emphysème. La culture de cellules endothéliales permet d’étudier et de comparer des cellules de patients vs témoins sur différents critères. L’étude de souris génétiquement modifiées semble néanmoins incontournable afin d’étudier à l’échelle d’un organisme entier l’effet de l'élimination des cellules endothéliales et musculaires lisses vieillissantes sur des souris avec des maladies pulmonaires, nous permettant ainsi d’accéder à des données essentielles à la caractérisation de ces maladies.
Réduction
Nous choisissons d'étudier des groupes de 8 souris. Dans la mesure du possible, les groupes seront constitués de souris de même sexe, même âge, même fratrie pour réduire au maximum la variabilité des différentes mesures. Suite à la collecte des résultats, nous analyserons les données avec des tests statistiques.
Raffinement
L'état de santé des animaux sera surveillé quotidiennement par du personnel compétent présent à l’animalerie ainsi que par les responsables de ce projet. L'environnement des souris sera composé de maisons ou tube en carton, du papier craft et du coton pour jouer. Les zootechniciens et responsables du projet seront en contact concernant le bien-être et la santé des animaux. Les points suivants seront considérés comme points limites pour les animaux qui seront mis à mort: 1. incapacité prolongée ou irréversible à se nourrir ou à boire. 2. Modification du comportement, douleur intense, détresse ou souffrance. 3. perte de poids trop importante, blessures diverses... Le poids des animaux sera mesuré chaque semaine et contrôlé au cours des différentes procédures, cependant nous nous attendons à une perte de poids chez les souris porteuses d'hypertension pulmonaire. Aucune perte de poids supérieure à 10% n'est attendue. Si un animal présente un de ces points limites, il recevra une anesthésie et une analgésie adaptée à la mise à mort.
Choix des espèces
Les modèles de maladies pulmonaires que nous souhaitons utiliser sont bien maitrisés et ont déjà largement été utilisés, ils ont fait l'objet de plusieurs publications. Nous utiliserons des souris à partir de l’âge de 2 mois. Le développement pulmonaire continue chez la souris après la naissance, et nous considèrons que ces animaux ont des poumons matures à partir de 2 mois. Nous suivrons leur évolution tout au long des différentes procédures, afin d'étudier l'effet des maladies pulmonaires sur les souris génétiquement modifiées. Nous étudierons également des souris âgées de plus de 18 mois pour étudier l’effet de l'augmentation de cellules vieillissantes chez ces souris mutantes.
Formation de personnels au prélèvement de liquide céphalorachidien sur des rats et des souris
- Formation professionnelle
Rats : 21
Pour entraîner des personnels à prélever du liquide céphalorachidien, 21 souris et 21 rats sont opérés sous anesthésie générale profonde et tués sans phase de réveil. La procédure dure quinze minutes chez les rats et vingt-cinq chez les souris, temps d'anesthésie compris, et aucune connaissance n'en sortira. Le porteur décrit un déroulé en trois temps, exposé théorique, démonstration, puis mise en pratique par les apprenants sous la surveillance d'un vétérinaire formateur. Il affirme que cette mise en pratique "ne peut être évitée" et que l'apprentissage est impossible sur des cadavres, le prélèvement n'y étant pas réalisable.
Objectifs
La bonne formation des expérimentateurs est un point clé de la réalisation d’une recherche reproductible et conclusive. Elle permet également de garantir le bien-être des animaux et de réduire le nombre d’animaux à utiliser dans les procédures. Dans ce projet, un vétérinaire va venir dans nos locaux afin de former des personnes à ce prélèvement. La partie pratique sera précédée d’un exposé théorique permettant de souligner les précautions à prendre et les raffinements à mettre en place
Bénéfices attendus
Avec ce projet nous participons à la formation aux gestes techniques des personnels impliqués dans les expériences ce qui va améliorer le bien -être des animaux et la qualité de nos recherches.
Procédures
Les animaux de ce projet seront tous amenés à subir un prélèvement de LCR sous anesthésie générale profonde. La durée de la procédure est de 15 min chez le rat et de 25min chez la souris en tenant compte du temps d’anesthésie.
Impact sur les animaux
Un inconfort et un stress transitoire lier aux injections des anesthésiques.
Devenir
L'ensemble des animaux sera mis à mort à la fin de l'expérience sans phase de réveil.
Remplacement
Bien qu’il soit possible de se préparer à la réalisation de gestes techniques sur animal vivant par le visionnage de vidéo de démonstration, la discussion avec des experts et la lecture de référence bibliographique, la mise en pratique après une démonstration ne peut être évitée. De plus l’apprentissage ne peut pas se faire sur des animaux morts car le prélèvement n’est pas possible sur des cadavres.
Réduction
L’apprentissage sera réalisé avec la volonté de réduire autant que possible le nombre d’animaux. Ainsi le vétérinaire formateur choisi est un expert en la matière. La formation sera faite en trois temps : un exposé théorique, une démonstration puis seulement après une mise en œuvre sous la surveillance du formateur par les apprenants.
Raffinement
L’apprentissage sera réalisé avec la volonté de réduire autant que possible le nombre d’animaux. Ainsi le vétérinaire formateur choisi est un expert en la matière. La formation sera faite en trois temps : un exposé théorique, une démonstration puis seulement après une mise en œuvre sous la surveillance du formateur par les apprenants.
Choix des espèces
Dans le cadre de ce projet, nous utilisons des souris et des rats non transgéniques. Il est important que la formation se fasse sur les espèces qui seront ensuite utilisées dans nos expérimentations. Nous utiliserons des souris de 8 semaines (35g environ) et des rats de 6 semaines (200-250g environ) afin d’être dans les conditions réelles de mise en œuvre des prélèvements de LCR.
Caractérisation du mécanisme pathologique des synucléinopathies par microscopie à fluorescence
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
968 souris vont être utilisées dans ce projet, dont 744 tuées sous anesthésie sans jamais se réveiller pour prélever des tissus destinés aux cultures de neurones et aux coupes de cerveau, et 224 soumises à un génotypage et à un tatouage à l'âge de sept jours, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Les cultures sont préparées à partir d'embryons et de nouveau-nés jusqu'à dix jours, pour suivre au microscope l'agrégation d'une protéine rendue fluorescente. Une vingtaine de souris seront replacées en élevage pour préserver la lignée dans un projet suivant, le reste étant tué à la fin du projet. Le porteur présente la culture de cellules neuronales comme un modèle qui "remplace les expériences sur des animaux vivants", tout en précisant que cette culture exige le maintien d'une colonie de souris et le prélèvement de tissus après leur mise à mort.
Objectifs
Dans plusieurs maladies dégénératives telles que la maladie de Parkinson ou la démence à corps de Lewy, des agrégats d’une protéine appelée synucléine entrainent la mort des cellules neuronales du cerveau. La perte de ces cellules est responsable des symptômes que l’on observe chez les patients aux stades avancés de la maladie. Pour trouver un éventuel traitement il est essentiel de comprendre les premières étapes de ces maladies qui se produisent souvent plusieurs années avant les symptômes cliniques. Par contre, la plupart des recherches précédentes sur la maladie de Parkinson a étudié la formation d’agrégats dans des tubes à essai ou en utilisant des modèles expérimentaux très simples tels que les cellules de levure. Pour arriver à comprendre la maladie dans l’homme, il est pourtant nécessaire d’utiliser un modèle expérimental adapté, tel que le cerveaux de souris. L'objectif de ce projet est donc d'étudier la formation des agrégats des protéines dans des cultures de cellules neuronales de souris. Le projet devrait ainsi permettre de mieux comprendre la mort des cellules du cerveau dans la maladie de Parkinson et d'autres maladies dégénératives, et d'apporter des nouvelles pistes pour un traitement.
Bénéfices attendus
Pour ce projet, nous avons développé un nouveau modèle de souris dans lequel la protéine synucléine est fluorescente. Ceci permet de suivre son agrégation dans les cellules et tissus neuronaux à l'aide de la microscopie à fluorescence de pointe. Deux séries d’expériences sont prévues. Premièrement, nous allons cultiver des cellules neuronales prélevées des embryons, ce qui nous permet de regarder les cellules sous un microscope et de tester différents traitements pharmacologiques. Deuxièmement, nous allons étudier la présence de la synucléine dans des coupes de cerveau, pour identifier les régions du cerveau les plus affectés par la maladie. Ainsi, le projet ouvre des nouvelles pistes pour mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à la maladie de Parkinson et d'autres maladies similaires. De plus, le modèle développé dans le cadre de ce projet représente un système expérimental puissant dans lesquels des approches thérapeutiques peuvent être testées, par exemple en utilisant des substances qui empêchent l'agrégation des protéines.
Procédures
En total 224 souris seront génotypés pour le maintien de la lignée et la sélection des animaux pour l’expérimentation. Cette procédure consiste à prélever un échantillon de tissu pour l’analyse de l’ADN des souris âgées de sept jours qui sont identifiées par tatouage réalisé en même temps. Pour les deux gestes, les souris sont tenues pendant environ 20 secondes, au cours desquelles un échantillon est prélevé (1 seconde) et le doigt tatoué (3 secondes), avant d'être replacées dans la cage.
Impact sur les animaux
Le prélèvement et le tatouage pour le génotypage sont des gestes rapides (dégrée de sévérité légère), réalisés uniquement sur certains animaux. Une légère contusion et stress associé peuvent se produire lorsque l’animal est tenu pendant cette procédure.
Devenir
Les animaux génotypés sont principalement utilisés pour des prélèvements de tissu pour l’expérimentation (cultures neuronales, immunohistochimie). Ils seront euthanasiés par une technique légale selon leur âge avant le prélèvement. Les souris génotypés qui ne sont pas utilisés dans des expériences seront euthanasiés à la fin du projet, sauf une vingtaine de souris qui pourront être replacés en élevage pour la préservation de la lignée dans le cadre d’un nouveau projet.
Remplacement
La majorité des expériences seront réalisées dans des cellules neuronales en culture ou des prélèvements de tissu. Ce modèle remplace les expériences sur des animaux vivants. Étant donné que la synucléine est fortement exprimée dans des cellules neuronales, d'autres modèles expérimentaux ne peuvent pas substituer l'utilisation du modèle animal. Cependant, la mise en culture des neurones implique le maintien d’une colonie de souris ainsi que le prélèvement de tissu après l’euthanasie des animaux.
Réduction
La lignée de souris qui contient la protéine synucléine fluorescente sera maintenue dans une forme pure (dite homozygote) dans la mesure du possible, permettant de réduire de plus de la moitié le nombre d'animaux utilisés. Le nombre d'animaux est réduit au minimum nécessaire à l'obtention d'un nombre statistiquement suffisant de données expérimentales. Les expériences préliminaires pour la mise au point des techniques d'imagerie seront réalisées sur d'autres modèles cellulaires établis afin de réduire l'utilisation d'animaux le plus possible.
Raffinement
Les souris sont hébergées dans une animalerie agrée, en groupe sociaux, dans des conditions de température et humidité contrôlées. Elles ont accès libre à la nourriture et l'eau. Au sevrage, des croquettes humides sont placées au fond de la cage pendant la première semaine et leur consommation est vérifiée. Les cages présentent un enrichissement du milieu dont la présence d'un "nid" sera le signe de souris calmes, regroupées et sociables. Les animaux sont régulièrement surveillés, en tenant compte de leur comportement (pas de difficulté de déplacement, isolation, signes de stress) et de l'absence de blessures.
Choix des espèces
La souris est un excellent modèle pour étudier les pathologies du cerveau, et largement utilisé dans la recherche biomédicale. Un marquage par fluorescence permet la visualisation de ces processus sous le microscope, ce qui demande la préparation des cultures neuronales à partir de tissu prélevé d'embryons et de nouveau-nés jusqu'à un âge de 10 jours. A ce stade de développement les cellules neuronales prélevés peuvent être mis en culture, ce qui permet de faire des expériences dans des cellules vivantes. L'analyse microscopique de la synucléine dans des coupes de cerveau fixé s'effectuera avec du tissu prélevé d’animaux adultes.