Procédures sévères
Évaluation de substances à visée thérapeutique contre l’infection par Klebsiella pneumoniae.
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
Les souris prostrées, anorexiques plus de deux jours ou ayant perdu 20 % de leur poids sont mises à mort. 1 080 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance modéré et sévère, infectées par Klebsiella pneumoniae par voie intranasale sous anesthésie. Le porteur écrit que la nuisance résultera principalement de l'infection, une broncho-pneumonie avec fièvre "dont l'issue sera fatale après une phase de septicémie", et que le suivi guette le poil ébouriffé, les yeux collés et la prostration. Une partie des animaux reçoit quatre jours d'injections de peptides antimicrobiens mis au point par des partenaires, l'efficacité se mesurant à la survie des souris infectées, et toutes sont tuées à la fin parce qu'elles ne seront plus, écrit-il, "naïfs immunologiquement".
Objectifs
Klebsiella pneumoniae est une bactérie responsable de la Klebsiellose, une maladie potentiellement mortelle prenant la forme d’infections nosocomiales et communautaires (entre autres des pneumonies, infections urinaires, septicémies). K. pneumoniae fait partie des bactéries présentant un fort taux de résistance aux antibiotiques et est considéré comme une plaque tournante dans l'acquisition et la transmission de résistances aux antibiotiques. Elle fait partie des pathogènes identifiés critiques par l'OMS pour lesquels de nouvelles solutions thérapeutiques sont nécessaires. La résistance aux antibiotiques des bactéries représente un problème majeur de santé publique en France et à travers le monde. La progression du nombre d’infections est plus rapide que celle du développement d’antibiotiques nouveaux. Face à ce risque d’impasse thérapeutique, il est essentiel de chercher et développer de nouvelles approches antibactériennes. Nous allons utiliser un modèle établi de Klebsiellose pulmonaire pour évaluer l'efficacité thérapeutique de nouveaux peptides antimicrobiens développés par nos partenaires D’une part leur capacité thérapeutique sera évaluée en suivant la survie d’animaux infectés mais traités par injection de peptides. La dose optimale sera déterminée. Pour compléter cette approche, la charge bactérienne dans les poumons sera mesurée dans une 2ème procédure afin de préciser l’activité bactéricide des peptides in situ.
Bénéfices attendus
Les avantages escomptés sont d’identifier de nouveaux agents thérapeutiques efficaces contre la bactérie Klebsiella pneumoniae. Le travail sera fait chez la souris pour qu’ensuite les agents thérapeutiques puissent être développés pour l’homme. Le besoin est important avec l’émergence de nombreuses Klebsiella résistantes aux antibiotiques.
Procédures
- Instillation intranasale sous anesthésie (5 minutes par animal, une seule fois). - Infection par voie intranasale (une fois par animal, suivi sur plusieurs jours) - Injection des agents testés par voie intrapéritonéale / intra-veineuse (2 minutes, une fois par jour/animal pendant 4 jours).
Impact sur les animaux
La nuisance résultera principalement de l’infection, une broncho-pneumonie avec fièvre, dont l’issue sera fatale après une phase de septicémie. Les animaux sont aussi susceptibles de ressentir une légère douleur, liée aux injections de peptide sans impact significatif sur leur bien-être ou leur état général.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne seront plus naïfs immunologiquement, et présenteraient un risque de porter la klebsiellose et ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés.
Remplacement
Les tests préliminaires in vitro sur cellules permettront de réduire l’usage des animaux aux agents intéressants : tous les peptides antimicrobiens testés auront montré une capacité à tuer la bactérie in vitro. Toutefois, les infections bactériennes induisent des processus pathologiques complexes impliquant de multiples organes et le système immunitaire dans son ensemble (organes divers, relations entre organes, circulation sanguine et lymphatique, multiples populations cellulaires et mécanismes effecteurs). L'action des agents antibactériens ne se limite donc pas à une action simple sur la bactérie et doit tenir compte de la complexité de la pathologie. C'est pourquoi aucun modèle non-animal ne peut remplacer l'animal pour évaluer des agents thérapeutiques.
Réduction
Les procédures seront optimisées : - regroupement des expérimentations de façon à limiter les groupes d'animaux témoins nécessaires. - étude simultanément du sang et des poumons sur chaque animal, Les groupes (traité, non traité) seront comparés par différents tests. Le test exact de Fisher sera utilisé pour comparer la survie des groupes (naïf, vacciné) exposés à la Klebsiellose. Des modèles statistiques pourront être utilisés afin de prendre en compte d'éventuels effets techniques liés à la cage et aux répétitions. Le détail des statistiques est décrit dans les procédures. Le nombre d’animaux indiqué a été obtenu par un calcul de puissance statistique en collaboration avec un biostatisticien, et est basée sur le nombre minimum d'animaux permettant d’obtenir des résultats statistiquement robustes et reproductibles. Les tests préliminaires in vitro permettront de réduire l’usage des animaux aux agents intéressants.
Raffinement
Des points limites spécifiques et précoces sont mis en place afin de minimiser la douleur et la souffrance. Durant les infections, un suivi quotidien des animaux sera opéré tout au long de l’expérience pour détecter tout changement physique ou comportemental qui précède généralement les signes cliniques, tels que : poil ébouriffé, yeux sales (dépôt jaunes collants fermant en partie les yeux, possiblement liés à la fièvre et la déshydratation), comportement prostré. Dès l’apparition des signes cliniques des actions seront mises en place : mise à disposition de nourriture gel hydrique, réhydratation sous-cutanée. Des points limites spécifiques et précoces sont mis en place afin de minimiser la douleur et la souffrance : les animaux présentant un état pathologique (prostration/ absence de réactions, anorexie >2 jours) ou perte de poids supérieure ou égale à 20% du poids initial) seront mis à mort.
Choix des espèces
Les rongeurs sont sensibles à l’infection pulmonaire par Klebsiella pneumoniae et l’infection se développe chez la souris avec des cinétiques, signes cliniques et léthalités comparables à celles de l’infection humaine. C’est donc le modèle d’étude pré-clinique le plus utilisé pour de nouveaux agents thérapeutiques. Les souris sont utilisées à l'âge de 7-14 semaines afin d’être représentatifs de l’espèce à l’âge adulte. Ces indications d'âge sont ± 1 semaine selon les disponibilités du fournisseur.
Evaluation de l’efficacité de plusieurs vecteurs AAV dans le cadre de la mise en place d’une approche de thérapie génique dans un modèle murin de la maladie d’Alzheimer
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Troubles nerveux
Tuées à l'issue des procédures, mais aussi en fin de période de reproduction ou simplement pour avoir hérité du mauvais génotype, 1 327 souris vont être utilisées, dont 398 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Une partie reçoit une injection intracérébrale sous anesthésie de quatre-vingt-dix à cent vingt minutes, avec mise en barres d'oreilles, craniotomie et risque de saignement, une autre une injection intraveineuse rétro-orbitaire. Suivent des tests d'alternance spontanée, d'apprentissage et de mémoire étalés sur quatre à huit jours d'entraînement, puis un prélèvement de liquide céphalo-rachidien de quarante-cinq minutes sous anesthésie, sans réveil. Le porteur affirme que seules les souris transgéniques permettent aujourd'hui de "mimer suffisamment fidèlement" la maladie d'Alzheimer.
Objectifs
Aucun traitement n'étant aujourd'hui en mesure de combattre de façon efficace la progression des maladies neurodégénératives, nous avons pour objectif de tester de nouvelles stratégies thérapeutiques. Comment ? En nous tournant vers la thérapie génique, qui consiste à introduire du matériel génétique (ADN) dans des cellules du cerveau dans le but de limiter la progression de la maladie. Cette approche s’est révélée efficace dans la maladie d'Alzheimer (MA) dans un modèle murin de la maladie. Des preuves de concepts ont été établies par des injections intracérébrales (directement dans le cerveau) d’un virus modifié (AAV Adeno-Associated Virus ou virus adéno-associés) permettant de délivrer l’ADN au cœur même des cellules. Cependant, dans l’optique d’une application clinique chez l’Homme, l’administration intracérébrale peut induire des risques additionnels dans un cerveau déjà en dégénérescence et atrophié par la maladie. Dans ce projet nous avons développé des nouveaux AAV modifiés de façon à les rendre plus efficaces à passer la barrière protégeant le cerveau (la barrière hématoencéphalique) après une injection intraveineuse et ainsi permettre d’atteindre les cellules du cerveau. Le but est de prévenir une approche invasive d'injection intracérébrale en la remplaçant par une injection intraveineuse chez un modèle murin de la maladie MA. Les objectifs de l’étude sont : 1) Démontrer la fonctionnalité de l’AAV et donc de confirmer l’efficacité thérapeutique de l’administration intracérébrale. 2) Comparer l’efficacité thérapeutique de deux AAV par administration intracérébrale ou intraveineuse. L’objectif final est de poursuivre toutes les étapes précliniques permettant de proposer cette approche thérapeutique chez les patients atteints de la MA.
Bénéfices attendus
Le bénéfice recherché est de remplacer la voie intracérébrale (connue pour être efficace chez la souris) par l’administration intraveineuse de vecteurs AAV (Adeno-Associated Virus ou virus adéno-associés) codant pour la protéine X, afin de pouvoir l’appliquer à l’Homme, et plus précisément chez les patients atteints de maladies neurodégénératives.
Procédures
Les animaux modèles de la maladie d’Alzheimer avec phénotype dommageable seront utilisés. Ils seront issus de couples reproducteurs commerciaux. Les animaux seront injectées une seule fois : soit par voie intraveineuse (5 minutes d’anesthésie gazeuse), ou par voie intracérébrale (90-120 minutes sous anesthésie gazeuse avec injection d'analgésique en pré-opératoire, application d'analgésique sur le site incisé et injection d'analgésique en post-opératoire). Des études comportementales (consistant à évaluer l’alternance spontanée, l’apprentissage et la mémoire des souris) seront réalisées afin d’évaluer les effets des vecteurs injectés sur les déficits cognitifs. Le test mesurant l’alternance spontanée sera réalisé en une session d'une journée. Le test mesurant l’apprentissage et la mémoire comprend des sessions d'entrainement de 4 à 8 jours, puis un test effectué en une journée, juste après la session d'entrainement. Le jour d'euthanasie, un prélèvement du liquide céphalo-rachidien et sanguin sera réalisé (45 minutes) sous anesthésie après injection d’un anti-douleur. Ces prélèvements sont réalisés juste avant l’euthanasie des animaux (sans réveil après les actes).
Impact sur les animaux
Parmis les effets indésirables attendus sur les animaux nous pouvons noter les éléments suivants : 1)Une douleur peut survenir lors la mise en barre d’oreille des animaux, 2) Un risque de saignement peut avoir lieu au moment de la craniotomie. 3) Un risque de traumatisme mécanique locale relativement faible peut être également être observe suite l’injection de l’aiguille dans le cerveau des souris. 4) Un risque anesthésique pouvant entrainer des séquelles chez l’animal. 5) Un risque d’infection oculaire peut-être observé après les injections intra-veineuses en retro-orbitale. 6) Une perte de poids dûe à l’injection d'AAV (Adeno-Associated Virus ou virus adeéno-associés) pourrait être observée (5 à 7pourcent du poids de référence total de l’animal, selon nos précédentes études), bien que les concentrations des AAVs utilisées soient déjà évaluées in vitro dans nos précédentes études afin d’éviter toute toxicité chez la souris.7) un stress lié à la manipulation de des animaux lors des tests comportements
Devenir
l’ensemble des animaux seront euthanasiés à la fin des actes prévues que ce soit pour l’élevage (sans prélèvement) de la lignée en cas de mauvais génotype ou en fin de période de reproduction ou à l’issue des procédures (avec prélèvement pour répondre à la question scientifique).
Remplacement
Remplacement: Le recours aux modèles animaux est essentiel, car aucun type de culture cellulaire ou système synthétique ne permet à ce jour de reproduire la complexité architecturale des cellules du cerveau en particulier leurs interactions structurelles et fonctionnelles. Les animaux utilisés dans le cadre de ce projet sont nés et élevés en captivité dans des élevages agrées.
Réduction
Le nombre d’animaux utilisés est optimisé pour obtenir résultats statistiquement pertinents. Leur nombre (1327) a été restreint au minimum indispensable de façon à obtenir des données nécessaires pour valider l’efficacité d’une stratégie thérapeutique innovante qui peut être considérée comme cible dans plusieurs maladies neurodégénératives. La taille des effectifs a donc été établie grâce à un calcul de puissance. Afin de limiter le nombre total d’animaux essentiels au projet, les tests de comportement et les analyses histologiques, biochimiques et moléculaires post-mortem seront dans la mesure du possible réalisés sur les mêmes animaux. Le design expérimental a pour but d’obtenir un maximum d’informations en utilisant un minimum d’animaux. Les différents paramètres (comportementaux, biochimiques, histologiques, etc) seront analysés grâce à des essais appropriés en fonction des demandes/exigences expérimentales.
Raffinement
Les protocoles d’anesthésie et d’analgésie ont été définis et validés par une équipe vétérinaire. De plus, en cas d’observation de la moindre douleur, les souris recevront un traitement analgésique et si cette douleur devait persister, les animaux seraient euthanasiés pour éviter toute souffrance. La douleur/souffrance des rongeurs utilisés dans cette étude sera diminuée par l’injection locale d’analgésique et par protocole analgésique pour les procédures chirurgicales. L’expérimentateur surveille la respiration de la souris et adapte si besoin l’analgésie et le dosage de l’anesthésique. Les animaux reçoivent un traitement analgésique approprié selon le geste chirurgical. Un gel ophtalmique sera appliqué immédiatement après l’injection. Une surveillance particulière de l’œil sera faite en post opératoire pour vérifier l’absence d’infection oculaire. Le geste de l’injection intraveineuse est maitrisé par l’applicateur. L’anesthésie générale sera assurée par une anesthésie gazeuse. L’application de critères d’arrêts standards en élevage/utilisation, et le suivi quotidien des animaux hébergés en groupe certifient le bien-être des animaux. Le suivi est renforcé la semaine suivant la chirurgie puis celui-ci est ensuite allégé a 1 fois par semaine sauf à l’approche de points limites qui auront été définis préalablement. A partir de 9 mois d'âge les animaux seront pesés deux fois par semaine, observés attentivement lors de chaque pesée et de la nourriture sera également ajoutée sur le fond de la cage de façon systématique à chaque pesée. De plus, les tests comportementaux étant réalisés de façon hebdomadaire sur plusieurs jours, favorisent un suivi renforcé et une habituation des souris à la salle et à l’utilisateur. Un environnement enrichi constitué d’un nestlet pour la fabrication du nid et d'un igloo sera ajouté dans chaque cage. Les animaux seront hébergés en groupe.
Choix des espèces
Afin de tester différentes approches thérapeutiques pour traiter les différentes maladies neurodégénératives, il est nécessaire de disposer d'animaux modèle. A ce jour, seules les souris transgéniques pour la maladie d'Alzheimer permettent de mimer suffisamment fidèlement la pathologie. C’est pourquoi nous les utilisons dans des études d’efficacité de nouvelles cibles thérapeutiques, comme l'évaluation de la surexpression de la protéine X. Dans ce projet des animaux adultes seront utilisés (entre 4 semaines et 14 mois d'âge). Chez ce modèle murin, les défauts neuropathologiques apparaissent dès 6 semaines puis ces défauts progressent ensuite de manière exponentielle. Nous réaliserons les injections stéréotaxiques ou intraveineuses chez des souris à différents stades (entre 4 semaines à 7 mois d'âge) et évaluerons les effets du traitement (entre 8 semaines à 14 mois d'âge) à différents âges et stades de la neuropathologie et comportement en fonction des deux voies d'administration.
Evaluation nouveaux ligands en imagerie TEP sur modeles de tumeurs
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Toute perte de poids, tout signe de douleur ou toute détresse cardiaque ou respiratoire déclenche l'arrêt de la procédure et la mise à mort. 480 souris immunodéficientes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Des cellules tumorales leur sont implantées dans l'organe dont elles proviennent, avec pour les tumeurs cérébrales une craniotomie de trente à cinquante minutes, puis viennent des séances d'imagerie deux à trois fois par semaine et des examens TEP de deux à quatre heures sous anesthésie. Le porteur admet que les molécules testées peuvent provoquer des chocs anaphylactiques, des réactions allergiques et des détresses cardio-respiratoires, l'objet du projet restant de mettre au point de nouveaux traceurs de diagnostic.
Objectifs
Un des problèmes majeurs de nombreuses pathologies, parmi lesquelles les cancers, est le diagnostic tardif ainsi qu’une localisation difficile d’accès et parfois multiple qui rendent leur traitement difficile. Parallèlement à la recherche de nouveaux traitements, la recherche en imagerie médicale permet de développer de nouveaux outils permettant de détecter l’apparition de pathologies plus précocement et de manière plus précise ce qui permet un meilleur diagnostic et à un meilleur suivi. Pour developper ces nouveaux outils l'identification de récepteurs exprimés à la surface des cellules tumorales est indispensable. L'accrochage de ces nouveaux outils sur des tumeurs implantées en sous-cutanée a déjà été validé in vivo dans plusieurs modèles. Le but de ce projet est d’utiliser différentes techniques d’imageries pour répondre à deux objectifs : i) visualiser la croissance de tumeurs implantées dans l'organe dont sont issues ces cellules, et ii) le développement de nouveaux outils d'imagerie en médecine nucléaire afin d’améliorer le diagnostic et le traitement des tumeurs.
Bénéfices attendus
En ce qui concerne la partie expérimentale, notre procédure met en avant la sensibilité d’action de nos molécules d'imagerie et les faibles quantités administrées, ce qui réduit également les risques de toxicités pour les animaux. D'un point de vue médical, le potentiel de reconnaissance de la cible de nos molécules constitue l'objectif majeur de nos recherches, avec à terme, un bénéfice attendu qui pourrait permettre des avancées majeures dans le milieu médical et sur le quotidien des patients.
Procédures
Les implantations des cellules tumorales se font sur l’animal anesthésié. Concernant les tumeurs cérébrales la procédure de chirurgie se fait sous anesthésie générale, l’opération dure entre 30 et 50 minutes pendant laquelle la suspension cellulaire tumorale est injectée. L'injection de la suspension cellulaire se fait par une aiguille maintenue en place pendant 3 minutes, puis lentement retirée avant de suturer la peau. Pour les autres types d'implantations une injection de suspension cellulaire tumorale sera réalisée dans l'organe d'intérêt. Pour la Bioluminescence une injection intraperitonéale de luciferine sera réalisée 10-15 minutes avant l’imagerie. Nous effectuerons des images le jour de l'implantation, 1 fois par semaine pendant les 2 premières semaines, puis 2 à 3 fois par semaine ensuite. Chaque image dure une dizaine de minutes. Concernant les études des nouveaux ligands ils seront injectés dans la veine de la queue dans les souris endormies. L'imagerie tomographique par Emission de Positon (TEP/CT) dure ensuite de 2h à 4h.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pour les souris sont principalement le stress causé par la capture, l'implantation des cellules tumorales en orthotopique (cellules implantées dans l'organe dont elles sont issues), les injections en intraveineux (I.V) et intrapéritoneale (I.P) des molécules, les anesthésies répétées, ainsi que le développement de la tumeur chez l’animal. Les nouveaux outils de diagnostic peuvent (éventuellement) causer des effets secondaires observés post-administration comme des chocs immunitaires (anaphylactique), des réactions allergiques, des détresses cardio-respiratoires et des troubles comportementaux.
Devenir
A l'issue de chaque procédure les animaux seront mis à mort pour caractériser ex-vivo les tumeurs.
Remplacement
Toute étude de mesures physiologiques en temps réel, de ciblage thérapeutique ou pharmacocinétique, impliquent tôt ou tard l’utilisation d’animaux. Il n'existe à l'heure actuelle aucune alternative qui permet d'avoir accès aux grandes fonctions mécaniques et physiologiques des mammifères proches de l’homme. Les rongeurs représentent cette famille de petite taille, facile d'utilisation et d’élevage, et idéale pour la mise en place de premières approches précliniques. La partie développement de nos molécules d'imagerie ne peut être réalisée que par une approche in vivo pour réellement en mesurer le bénéfice.
Réduction
Le nombre total de souris pour cette étude s'élève à 480 souris, 200 souris pour la procédure 1 et 280 souris pour la procédure 2. Il tient compte du suivi des modèles expérimentaux développés dans le projet et de la variabilité de développement des tumeurs qu’il peut exister dans les différents modèles. L’optimisation de nos ligands in vitro nous permet aussi de limiter le nombre d’individus au sein de chaque procédure.
Raffinement
La formation initiale et l’expérience du personnel permettent d’avoir suffisamment de recul pour appréhender tout signe et/ou comportement caractéristique d’une douleur ou gène chez l’animal. Nous porterons une attention particulière à la phase amont de l’expérimentation qui regroupe l’ensemble des préparatifs, l’adaptation, le conditionnement et la stabulation des animaux. Dès leur arrivé les souris sont placées dans une pièce cyclée (12h/12h), insonorisée, portoir ventilée, sous température et hygrométrie contrôlées, avec nourriture et boisson ad libitum. Ils sont ainsi maintenus dans un contexte familier (pour les odeurs), un maximum de 5 individus par cage, litières (copeaux de bois) et alternance d'enrichissement, dômes, tubes, fibres pour faire des nids. De plus les conditions d'hébergements sont adaptées à leur phénotype d'immunodéficience. Les animaux sont ainsi isolés du lieu d’expérimentation (odeurs et bruits) pour éviter toute communication de stress et angoisse. Une personne compétente (formation en expérimentation animale + chirurgie) réalisera les injections des cellules tumorales qui se feront sous anesthésie gazeuse. Une observation hebdomadaire des animaux (poids, douleurs/souffrance) sera faite ainsi qu'une surveillance du volume des tumeurs par imagerie fluorescente/bioluminescente. Toute perte de poids (sur la durée d'expérimentation le poids de la tumeur représente moins de 2% du poids de la souris), signe de douleur (analgésiques prévus en cas de nécessité) ou souffrance notable (cardiaque, respiratoire) de l'animal éveillé après anesthésie ou au cours du développement tumoral constituera un point d'arrêt.
Choix des espèces
- Facilité d'utilisation en général, espèce immunodéficiente comme modèle in vivo, pour faciliter la mise en place et la prise de tumeurs solides (facilité et maîtrise de l’injection, déficience du système immunitaire), ainsi que pour le suivi de leur croissance. Il s'agira d'adultes âgés de 6 semaines au moment de l’implantation de la lignée tumorale et 10 à 12 semaines au moment du traitement (injection du candidat imagerie) en fonction de la taille des tumeurs. - Modèle d’injection de lignées tumeurs en sous-cutanée bien décrit dans la littérature et déjà utilisé dans le passé par des membres du laboratoire ou membres du projet collaboratif.
Etude de l’efficacité de nouvelles molécules pour traiter ou prévenir l’inflammation intestinale
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Une colite est induite par voie orale au DSS chez 1 200 souris, dont 900 dans des procédures d'un niveau de souffrance sévère et 300 d'un niveau modéré. Le porteur annonce dès l'induction une perte de poids, de la diarrhée, des pertes de sang et des douleurs intestinales. Le détail des procédures ne porte pourtant que sur les prélèvements sanguins, jusqu'à 0,2 mL par semaine à la veine caudale ou jugulaire, sans revenir sur l'induction elle-même. Toutes les souris sont tuées à la fin de chaque procédure, pour prélever des tissus et mesurer la motilité intestinale post mortem.
Objectifs
Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI), touchent chaque année des milliers de personnes en France, avec des phases inflammatoires suivies de rémissions. Les symptômes incluent diarrhée, fièvre, douleurs abdominales, fatigue et perte d’appétit, rendant leur traitement complexe. L'objectif thérapeutique et préventif évolue vers la recherche d'une "rémission physiologique". Malgré les avancées des thérapies biologiques, leur coût élevé et leur efficacité parfois limitée nécessitent le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. Les effets pléiotropiques des molécules et les enjeux thérapeutiques sous-jacents rendent indispensables l’utilisation de modèles in vivo. Le modèle d’inflammation intestinale est indispensable pour étudier les effets d’une molécule sur un organisme entier et pour accélérer le passage en clinique chez l’homme. L’objectif de cette étude est d’évaluer l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques ou préventives pour les MICI chez la souris. Dans ce modèle préclinique, l'inflammation est induite oralement par le DSS chez la souris. En ce qui concerne le choix d’un modèle aigu ou chronique, il dépendra d’une part du mécanisme d’action de la molécule à tester et d’autre part de la cible thérapeutique. De la même façon, la fréquence, la voie et le volume des administrations seront variables puisque dépendants des molécules. Celles-ci seront effectuées en total respect de la directive européenne 2010/63/UE.
Bénéfices attendus
Les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) touchent chaque année des milliers de personnes en France, avec des phases inflammatoires suivies de rémissions. Les symptômes incluent diarrhée, fièvre, douleurs abdominales, fatigue et perte d’appétit, rendant leur traitement complexe. Malgré les avancées des thérapies, leur coût élevé et leur efficacité parfois limitée nécessitent le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques et préventives. La validation de molécules anti-inflammatoires dans des modèles de MICI murins serait un premier pas vers des tests chez l'humain et la possible commercialisation de molécules pouvant soulager ces millers de personnes en France atteintes de MICI.
Procédures
Selon la molécule à tester, un prélèvement sanguin pourra être réalisé au cours ou à la fin de la procédure expérimentale. La fréquence et le volume dépendront de l'étude. Cependant, les prélèvements seront effectués en total respect de la réglementation internationale et européenne. A savoir, pour une souris de 25 g, un volume inférieur à 0.2 mL (10% du volume sanguin circulant) sera prélevé 1 fois par semaine ou bien un volume inférieur à 0.3 mL (15% du volume sanguin circulant) sera prélevé 1 fois toutes les 3-4 semaines. Le site de prélèvement sera soit la veine caudale soit la veine jugulaire (sous anesthésie gazeuse : 3% pour induction-1.5% pour maintien). Un prélèvement tissulaire post-mortem, à la fin de l’expérience, sera réalisé.
Impact sur les animaux
Dès l’induction de la pathologie, les animaux pourront avoir une perte de poids, de la diarrhée, perte de sang, douleur intestinales.
Devenir
L'ensemble des animaux seront euthanaisés à la fin de chaque procédure afin de réalisé des prélèvements tissulaires et l'étude de la motilité intestinale post-mortem.
Remplacement
Le modèle murin de colite induite au DSS est très proche de la pathologie humaine. Ainsi, ces limitations rendent incontournables le recours à l’expérimentation animale afin de valider de nouvelles cibles thérapeutiques pour les douleurs viscérales. De plus, la douleur et l'inflammation sont des réactions intégrées de l'organisme entier impossible à reproduire in vitro dans leur intégralité.
Réduction
Une veille bibliographique est/sera effectuée pour éviter de refaire des expérimentations déjà réalisées par d'autres équipes. De plus, le nombre d'animaux a été consciencieusement établit avec le minimum nécessaire pour l'obtention de résultats statistiquement signfiicatifs (en prenant en compte la variabilité interindividuelle). Tout au long des différentes procédures les animaux seront observés et pesés. La présence de sang dans les selles et le comportement/aspect général de l'animal seront également analysés. Cette méthode non-invasive permettra donc de suivre au cours du temps, sur un même animal, l'évolution de la pathologie. Ce projet permettra de réaliser 30 études sur 5 ans.
Raffinement
De la ouate et des igloos seront ajoutés, permettant aux animaux de faire une nidation. Une étude rétrospective sera effectuée à la fin de chaque expérience pour déterminer les possibilités de diminution du nombre d'animaux et/ou d'amélioration des procédures pour diminuer la souffrance animale. Durant toute la période d’expérimentation, l’état général des animaux sera observé au minimum une fois par jour. Pour chaque procédure des points limites ont été défini pour limiter la douleur, la souffrance ou l’angoisse de l’animal et l'animal sera euthanasié s’il présente un de ces points limites d’arrêt de la procédure. De plus, les personnes responsables du projet ont été formées à l’utilisation des animaux à des fins scientifiques ; elles garantissent de la formation et de l’encadrement des autres expérimentateurs impliqués dans les procédures expérimentales. L’apprentissage et la maitrise des gestes techniques sont reportés dans les livrets de compétences des personnes concernées.
Choix des espèces
Les méthodes alternatives, permettant une évaluation de l’inflammation au niveau du colon sont peu représentatives de la pathologie humaine. Ainsi, ces limitations rendent incontournables le recours à l’expérimentation animale afin de valider de nouvelles cibles thérapeutiques et préventive pour les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin. De plus, l'inflammation est une réaction intégrée de l'organisme entier impossible à reproduire in vitro dans son intégralité. Le modèle murin a été choisit de part la prédominance de cette espèce dans les publications concernant les MICI et la validité des modèles utilisés dans cette étude. Nous utiliserons des souris âgées d’au moins 8 semaines car nous souhaitons utiliser des animaux adultes et matures. De plus, c'est l'âge utilisé classiquement dans la litterature pour ces modèles.
Effet des doses faibles à modérées de rayonnements ionisants gamma sur le développement à long terme de pathologies cardiovasculaire (coeur/poumon) et troubles du rythme associé chez la souris âgée 3/3
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Irradiées au rayonnement gamma sur le corps entier à l'âge de 15 mois, transportées entre trois établissements, 375 souris subissent des échographies mensuelles sous anesthésie, des courses sur tapis, des mesures de pression à la queue en tube de contention, une stimulation transœsophagienne et une ouverture du thorax sans réveil. Les procédures vont d'un niveau de souffrance modéré à sévère, et toutes les souris sont tuées pour prélever cœur et poumons. Le projet vise à alimenter les normes de radioprotection en simulant l'exposition de personnes âgées vivant en territoire contaminé après un accident nucléaire. Le porteur écrit que l'irradiation "n'entraine ni douleur ni brulure" et que l'hypertension induite "sera indolore", dans le même texte où il signale un risque d'hémorragie lors de la chirurgie thoracique et un arrêt cardiaque possible sous anesthésie.
Objectifs
La présente demande concerne un projet préalablement autorisé pour lequel nous devons effectuer une étape nécessitant une expertise spécifique non disponible en interne. Aucun animal supplémentaire n'est donc ajouté ici par rapport au projet principal déjà autorisé. Actuellement, des résultats préliminaires ont mis en évidence un effet des doses faibles à modérées (inférieur ou égal à 500mGy) sur le développement d’arythmies atypiques à long terme et également l’observation d’un remodelage des vaisseaux pulmonaires. Il parait alors intéressant de vérifier le rôle du système nerveux sympathique et de l’hypertension artérielle pulmonaire sur la physiologie et le maintien de la fonction cardiaque. L’impact de l’âge au moment de l’irradiation sera évalué à partir de la dose 100mGy pour laquelle il y a le début de développement de maladies cardiovasculaires et également des troubles du rythme dans le contexte de l’exposition faible. L’objectif de ce projet sera d’évaluer la potentialisation ou non de l’âge sur un modèle expérimental d’exposition externe unique aux rayonnements gamma corps entier. Les effets des doses faibles à modérées de rayonnements ionisants gamma à long terme sur le coeur et les vaisseaux du poumon seront évalués afin d’apporter des réponses très attendues quant aux questions des effets biologiques pouvant induire des pathologies non-cancéreuses comme les pathologies cardiovasculaires pour permettre d’alimenter le système de radioprotection. En mimant une exposition à des doses faibles à modérées, ce projet sera complémentaire aux études épidémiologiques et permettra d’apporter des réponses notamment dans les gammes de doses où les études épidémiologiques manquent de puissance statistique. Ce projet se déroulera dans 3 établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’obtenir de nouvelles connaissances d’un point de vue mécanistique sur l’impact de l’âge au moment de l’exposition et les effets à long terme d’une exposition de doses faibles à modérées sur le système vasculaire (pulmonaire et cardiaque), le système nerveux sympathique cardiaque et sur le développement de troubles du rythme radio-induite afin d’améliorer et d’actualiser les connaissances et participer à la détermination des normes en radioprotection pour des institutions du domaine de la radioprotection.
Procédures
Tous les animaux seront transportés pendant 5 min de l’EU1 à l’EU2. Certains animaux seront exposés aux rayonnements gamma (EU2) pendant 3 min à 1h. L’irradiation aux doses utilisées dans le projet n’entraine ni douleur ni brulure que ce soit pendant l’irradiation ou après. Seules des modulations d’expression des protéines et une légère diminution de la fonction cardiaque ont été observées à long terme, sans conséquence clinique pour les animaux. Tous les animaux seront transportés pendant 5 min de l’EU2 à l’EU1. Certains animaux subiront des échographies (20 min) effectuées sous anesthésie (EU1) avant, 5 jours après irradiation puis tous les mois jusqu’au transport vers l’EU3. Certains animaux seront soumis à deux expériences de course sur tapis (EU1) pendant 10 min suivies d’une échographie d’environ 6 min qui seront réalisées à une semaine d’intervalle par rapport à l’échographie cardiaque. Les animaux auront donc 2 fois 2 anesthésies à une semaine d’intervalle. Pour ces animaux, la pression artérielle sera aussi mesurée à la queue (EU1) sur animaux vigiles (procédure indolore de 10 min) après accoutumance à la contention pendant 5 jours ce qui permet de limiter autant que possible le stress de la manipulation. Les animaux seront placés 10 minutes, 1 fois par jour pendant 5 jours dans un tube à contention. Cette mesure sera prise 5 fois : 1 fois par mois à une semaine d’intervalle avec les échocardiographies. L'hypertension induite dans les modèles utilisés n'est pas très forte et sera indolore pour les animaux. Ces souris seront ensuite transportées (30 min) vers l’EU3 et une semaine d’acclimatation sera réalisée. Ils seront anesthésiés et analgésiés à 4 jours d’intervalle une fois pour des stimulations transoesophagiennes de 5 min (EU3) et une fois pour la prise de pression artérielle pulmonaire, procédure chirurgicale sans réveil (EU3). Tous les animaux subiront un prélèvement de sang effectué sous anesthésie/analgésie avant l’euthanasie par une méthode réglementaire.
Impact sur les animaux
L’irradiation à de faibles doses n’entraine pas de douleur ni de brulure aux animaux, seules des modulations d’expression protéique et une légère diminution de la fonction cardiaque a été observée à long terme. L'hypertension induite dans les modèles utilisés n'est pas très forte et sera indolore pour les animaux. Néanmoins un stress (peur ou détresse) des animaux est possible lors de la mise en boite d’irradiation (375 animaux) et lors des mesures de de pression artérielle (125 animaux) même s’il y a habituation au tube à contention. Les procédures avec aiguille (375 animaux) peuvent potentiellement conduire à une douleur, à une peur et à des infections. Le transport animaux (375 animaux) entre les sites peut engendrer une peur temporaire et un stress thermique de courte durée. Les animaux subiront certains actes chirurgicaux qui pourront entrainer de la douleur palliée par une administration préalable d’analgésique. Lors de la procédure chirurgicale sans réveil, il peut y avoir une hémorragie. Ces actes chirurgicaux sont réalisés sous anesthésie et seront suivis de l’euthanasie de l’animal, sans qu’il ne reprenne conscience. L’anesthésie peut aussi entrainer un arrêt cardiaque.
Devenir
A la fin de la procédure toutes les souris seront euthanasiées pour prélever des organes (coeur et poumons) qui permettront une analyse histologique complétant les analyses fonctionnelles réalisées sur tous les animaux de ce projet.
Remplacement
Pour mimer l’exposition corps entier de résidents âgés vivants en zone contaminée après un accident nucléaire par exemple celui de Tchernobyl, il est nécessaire d’avoir recours à une exposition externe à des doses faibles de rayonnements ionisants gamma (imitant les rayonnements ionisants du CS137) sur un modèle intégré (cardiomyocytes et fibres nerveuses). De plus, les études in vitro présentent des limites pour l’évaluation des mécanismes au niveau cellulaire après une exposition à des doses faibles à modérées et ne permettent pas d’identifier des processus physiologique et/ou physiopathologique comme la régulation de la pression artérielle ne peuvent être évalués qu'in vivo, tout comme l’évaluation de la fonction cardiaque, c'est pourquoi ce projet nécessite des modèles murins. Néanmoins pour une partie du projet, dès que possible, les voies et les molécules impliquées seront étudiées in vitro sur des cellules en culture. Néanmoins, il est très difficile d’obtenir des cellules de provenant de souris âgées et de maintenir ces cultures cellulaires au-delà de 3 semaines dû au vieillissement cellulaire et aux cycles limités des cellules.
Réduction
Au total, 375 animaux seront utilisés dans ce projet. Le nombre de 25 animaux par groupe a été établi avec l’utilisation d’outils statistiques permettant d’optimiser la puissance de l’étude et avec notre expérience concernant ce type d'analyses et ces modèles murins pour être au minimum. De plus on considère une mortalité possible due à la longévité des souris âgées pour nos groupes qui seront gardés pendant 3 mois post-irradiation, on constituera des groupes de 25 animaux pour obtenir un nombre d’animaux suffisant pour nos analyses statistiques. Si nous n’observons pas de mortalité tous les animaux seront pris en compte pour nos résultats.
Raffinement
Les volumes injectés sont les plus petits possibles en accord avec le poids de l’animal. Les animaux sont pesés en début de procédure et avant la chirurgie. Un analgésique est administré en sous cutané pour atténuer la douleur de l’ouverture du thorax. Lors des différents protocoles, un arrêt cardiaque durant l’anesthésie sera traité par massage cardiaque. La profondeur de l'anesthésie sera vérifiée en testant l'absence de réflexe de retrait de la patte (après pincement). Les infections ou blessures éventuelles seront traitées localement par application d’antiseptique, crème antibiotique ou par administration d’antibiotique. Les animaux seront stabulés en portoirs ventilés avec eau et nourriture ad libitum. La température et l’hygrométrie seront contrôlées et monitorées. Le cycle d’éclairage est de 12h par jour (6h-18h). Les animaux sont hébergés à plusieurs et le milieu est enrichi avec des lanières de papier, morceau de bois et maison en carton. En cas de bagarres, les animaux pourront être isolés. Les souris seront suivies de façon hebdomadaire. Elles seront pesées régulièrement une fois par mois. Tout signe de prostration de l’animal, de blessures importantes dues aux bagarres entrainera l’euthanasie anticipée. Pendant l’ensemble des procédures, une surveillance quotidienne sera effectuée par les zootechniciens et hebdomadaire par le porteur de projet. Le transport des animaux (entre EU1 et EU3) se fera dans un véhicule climatisé et les animaux seront placés dans des boites de transport avec litière et gel hydrique. La durée de transport srea de 30 min. Si avant ou après le transport un animal montre des signes de souffrance (locomotion, isolement, apparence) lié, il sera euthanasié. Les EU1 et EU2 étant dans le même bâtiment, le transport se fera dans des boites de transport avec litière.
Choix des espèces
Ce projet vise à déterminer l’impact de l’âge sur le développement de pathologies cardiovasculaires (hypertension artérielles pulmonaire, cardiomyopathies) et également des troubles du rythme cardiaque chez des souris irradiées en corps entier avec des rayonnements gamma à faible dose et ce afin de mimer des effets secondaires à long terme de l’exposition des personnes âgées en territoire contaminé post accident nucléaire. Les souris seront âgées de 15 mois au moment de l’irradiation car ça correspond au début de la vieillesse chez la souris. Des souris C57BL/6 males âgés seront utilisées pour ce projet afin de pouvoir comparer avec les études déjà effectuées sur des souris mâles jeunes. Il est prévu par la suite d'évaluer les effets de l'irradiation faible dose sur des souris femelles jeunes et âgées.
Suivi calcique lors d’une crise d’épilepsie
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Rats : 104
Dès qu'une convulsion tonique apparaît, ou si l'état épileptique dure plus de vingt minutes, l'animal est anesthésié ou tué. 104 souris et 104 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, tous tués à l'issue parce que les deux chirurgies et les crises peuvent affecter durablement leur qualité de vie. Chacun subit deux opérations du crâne à une semaine d'intervalle, l'une pour injecter un vecteur viral, l'autre pour poser un implant, puis reçoit une substance convulsivante et porte un miniscope sur la tête pendant deux heures et demie. Le porteur indique que ces modèles de crises induites chimiquement sont "recommandés" pour tester l'efficacité de nouveaux médicaments avant leur mise sur le marché.
Objectifs
A l'heure actuelle, il existe des traitements médicamenteux qui permettent de traiter une partie des patients épileptiques. Néanmoins, environ 30 % des patients épileptiques ne répondent pas aux traitements médicamenteux et sont dits "pharmaco-résistants". La recherche de nouvelles thérapies est donc nécessaire pour améliorer la qualité et l'espérance de vie des patients. L'objectif du projet consiste à mieux caractériser les modèles d'épilepsie chez le rongeur et évaluer de nouveaux candidats médicaments pour lutter contre les épilepsies généralisées ou partielles. L’augmentation de la concentration en calcium intracellulaire, fait partie des signaux précurseurs avant l’apparition de décharges électriques et de la crise d’épilepsie comportementale. Cette augmentation en calcium peut mener à des modifications transitoires ou permanentes sur la plasticité et la mort neuronale. La compréhension du rôle du calcium dans l’induction de l’épilepsie pourrait permettre de nouvelles avancées thérapeutiques pour traiter cette maladie. Les crises généralisées correspondent à des décharges électriques anormales au niveau cérébral (où les 2 hémisphères sont touchés), qui se traduisent par des convulsions tonico-cloniques. Les convulsions cloniques sont des secousses musculaires incontrôlées alors que les convulsions toniques correspondent à un raidissement et une contraction soudaine des muscles du corps et des membres inférieurs et supérieurs accompagnés d'un arrêt respiratoire, qui peut conduire à la mort dans certains cas. Les crises partielles sont liées à une décharge électrique anormale dans une région cérébrale spécifique. Les symptômes de la crise dépendent de la zone atteinte. Des fourmillements, picotements ou encore secousses musculaires incontrôlées au niveau d'un membre peuvent être observés chez l'Homme. Les épilepsies peuvent être non-convulsives, on parle alors de crises d'absence. Elles affectent principalement les enfants et correspondent à une perte de conscience (avec un regard dans le vide). Le projet consiste en la mise en place d’une technique de suivi calcique intracérébrale lors d’une crise d’épilepsie généralisée ou partielle, avec ou sans mesure de l’électroencéphalogramme chez le rongeur. Une fois la technique établie, ces modèles pourront être utilisés pour évaluer l'efficacité de substances pharmacologiques en développement.
Bénéfices attendus
Ce projet va permettre de mieux caractériser certains modèles d’épilepsie induits par une substance chimique par la mesure du calcium intracellulaire au niveau cérébral. L’évaluation de ce nouveau paramètre sur le flux calcique, en plus des décharges électriques et du comportement convulsif chez l’animal, sera utile pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et mieux comprendre leurs mécanismes d’action. Les modèles de crises généralisées et partielles induites par une substance chimique sont recommandés pour identifier et tester l’efficacité de nouveaux médicaments avant leur mise sur le marché. La recherche de nouveaux traitements est indispensable pour améliorer les conditions ainsi que l’espérance de vie des patients épileptiques. A l'heure actuelle, les traitements antiépileptiques existants sont uniquement symptomatiques. Néanmoins, 10 à 30% des patients interrompent leur traitement initial en raison des effets secondaires indésirables ou de l'inefficacité des traitements (résistance aux traitements).
Procédures
Pour chaque procédure décrite, les animaux sont opérés deux fois avec un intervalle d’une semaine pour injecter le vecteur viral (45 minutes, 1 fois) puis réaliser la pause d'implant (90 à 150 minutes, 1 fois). Pour les études d’efficacité, les candidats médicaments sont administrés par un bolus rapide qui dure quelques secondes ou par perfusion de quelques minutes. Les administrations peuvent être uniques ou répétées pendant plusieurs jours, en fonction des spécificités du candidat médicament. Pour chaque procédure, une substance réactive est administrée par bolus rapide, une fois, sur quelques secondes ainsi qu’une substance anti-épileptique, administrée de la même manière, en fonction des symptômes observés. Le comportement de l'animal sera évalué immédiatement après l’injection de la substance réactive (pendant 30 minutes à 2 h30). Pendant le test, un miniscope sera placé sur la tête de l’animal pour permettre le suivi calcique intracérébral. En fonction de la procédure, l’électroencéphalogramme sera évalué en activant l’implant télémétrique. Des prélèvements sanguins peuvent également être envisagés avant le test (a minima 24 heures avant le test) ou en fin d'étude pour compléter les données in vivo par des données biochimiques ou histologiques.
Impact sur les animaux
Dans ce projet, les animaux seront opérés deux fois à un intervalle d'une semaine. La phase d'anesthésie peut induire un léger stress et la phase chirurgicale peut entraîner des douleurs post-opératoires au niveau du crâne de l'animal. Des problèmes de cicatrisation peuvent également être observés, notamment si l'animal se gratte. Les phases d'administration et de prélèvement peuvent induire un léger stress chez l'animal, notamment du fait de la contention de ce dernier. Pendant le test, un miniscope de quelques grammes sera placé sur la tête de l'animal pour une durée maximale de 2h30. Les crises partielles peuvent conduire à l'apparition d'un état épileptique permanent (supérieur à 25 minutes), caractérisé par une hypersalivation, des mouvements de la tête et des pattes avant, un redressement de l’animal et une perte d’équilibre. Dans les tests modélisant des crises généralisées, des convulsions cloniques peuvent être observées. Ces crises correspondent à une perte d'équilibre de l'animal avec des mouvements incontrolés des membres antérieurs et postérieurs dont la durée n’excède pas quelques minutes.
Devenir
Les animaux sont mis à mort à la fin de chaque procédure car les 2 interventions chirugicales ainsi que les crises épileptiques (convulsives ou non) peuvent affecter durablement leur qualité de vie.
Remplacement
Il existe des techniques alternatives in vitro permettant d'évaluer l'effet de traitements sur les variations de calcium intracellulaire lors de l'ajout d'une substance chimique sur des cultures primaires de neurones. Ces tests permettent de sélectionner les meilleurs candidats médicaments et donc de limiter le nombre d'animaux utilisés. Néanmoins, l'efficacité de nouveaux traitements doit également être démontrée sur des modèles plus complexes (modèles animaux) permettant ainsi l’observation des effets de substances pharmacologiques sur le comportement des animaux et les paramètres physiologiques (température corporelle par exemple).
Réduction
Le nombre d'animaux est ajusté afin de pouvoir mettre en place la technique de manière fiable et évaluer plusieurs paramètres en parallèle (intensité moyenne du suivi calcique, électroencéphalogramme et comportement). Le nombre d’animaux est également adapté pour évaluer l'effet d'un composé en réalisant une seule étude et en fonction des analyses statistiques réalisées dépendant de la nature des données: variables dichotomiques, données paramétriques ou non paramétriques.
Raffinement
Les procédures décrites ont été optimisées pour limiter la douleur chez l'animal. Pour chaque phase chirurgicale, une analgésie est assurée par l’administration d'analgésiques injectés par voie systémique et l'utilisation d'un analgésique local. Un gel ophtalmique est également appliqué pendant la chirurgie pour éviter le dessèchement oculaire. La température corporelle est surveillée pendant toute la durée de l'anesthésie jusqu'au réveil de l'animal. Un suivi des animaux est assuré suite à la chirurgie avec des soins adaptés (prise pondérale, désinfection le cas échéant). Les animaux sont hébergés deux par deux, et systématiquement avec un enrichissement adapté (bois à ronger et frisure). Dès l’apparition de convulsions cloniques, une substance antiépileptique sera administrée. De la même manière, l’animal recevra une substance antiépileptique si un état épileptique persiste au-delà de 20 minutes. Les animaux seront anesthésiés et/ou euthanasiés, immédiatement après l'apparition d'une convulsion tonique ou la persistance d'un état épileptique.
Choix des espèces
Les modèles de crises convulsives induites par une substance chimique sont largement décrits dans la littérature chez le rongeur après sevrage jusqu'à l'âge adulte (souris et rat) car les crises chez l'humain sont également détectées chez des sujets jeunes et adultes. Les procédures décrites dans ce projet sont recommandées pour évaluer l'efficacité de nouveaux candidats médicaments dans le cadre de l'épilepsie.
Évaluation de nouveaux traitements contre la maladie du greffon contre l’hôte
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles gastrointestinaux
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Rats : 600
Greffés de cellules immunitaires humaines qui attaquent leurs propres tissus, 2 500 souris et 600 rats développent une maladie du greffon contre l'hôte, avec perte de poids, perte de poils, diarrhées, mobilité réduite et défaillance d'organes pouvant les tuer. S'y ajoutent des gavages, des injections rétro-orbitaires sous anesthésie, des prises de sang répétées et des mesures de température par sonde rectale. Le porteur ouvre le paragraphe des effets en parlant de nuisances "modérées", avant d'y ranger, quelques lignes plus loin, la mortalité par défaillance d'organes qu'il qualifie de sévère. Tous les animaux sont tués à l'issue, l'évaluation des candidats médicaments réclamant l'analyse des tissus et du système immunitaire en fin d'étude.
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’efficacité thérapeutique de nouveaux traitements sur des modèles de la maladie du greffon contre l’hôte. La maladie du greffon contre l’hôte (GvHD : Graft versus Host Disease) peut survenir après une greffe de moelle osseuse réalisée dans le cadre du traitement d’une leucémie. Les lymphocytes T contenus dans le greffon vont attaquer les cellules du patient greffé, conduisant à des lésions des tissus sains. La maladie du greffon contre l’hôte est une complication grave, parfois mortelle. Elle survient lorsque les cellules du donneur présentent une incompatibilité immunologique avec celles du receveur, et perçoivent ces dernières comme étrangères. Dans ce cas, les lymphocytes T du donneur, dits « alloréactifs », vont alors détruire les cellules et tissus sains de l’hôte. Ce phénomène survient chez environ 20 à 50 % des patients greffés, rapidement après l’intervention ou plus tardivement. Il peut être très difficile à traiter. Les informations qui seront générées par le biais de ces études seront utilisées pour préparer les phases précliniques et cliniques du développement pharmaceutique. Ces informations comprennent entre autres : • Dose minimale produisant un effet thérapeutique • Dose minimale pour lequel l’effet thérapeutique est le plus élevé. • Déterminant pharmacocinétique qui conduit à l’efficacité thérapeutique • Régime de doses pour les études toxicologiques exploratoires et règlementaires. • Régime de doses pour les essais cliniques chez le volontaire sain, puis chez le patient.
Bénéfices attendus
La maladie du greffon est contrôlée à l’aide de médicaments immunosuppresseurs qui atténuent le conflit immunitaire entre les cellules du donneur et celles du receveur. Ces traitements peuvent durer plusieurs mois, voire plusieurs années. Cependant beaucoup de patients sont réfractaires aux corticoïdes et de nouveaux traitements sont nécessaires puisque la maladie du greffon contre l’hôte est une cause de mortalité et de morbidité majeure. Les traitements biologiques récents sont très couteux et peuvent engendrer une immunogénicité et une perte d’efficacité due à la production d’anticorps neutralisants par le patient. Les études qui constituent ce projet s'inscrivent dans le cadre du développement de nouvelles stratégies thérapeutiques innovantes (y compris des thérapie cellulaires et fécalothérapie). A court terme, elles permettront de confirmer l'efficacité de nouveaux candidats médicament dans les pathologies de la GvHD. A plus long terme, ces études constitueront la base pour un traitement applicable à l'Homme en déterminant les doses efficaces qui pourraient être administrées chez les patients.
Procédures
Les gestes techniques concernent tous les animaux. • Pesées d'un animal vigile, pendant 30s jusqu’à une fois par jour sur la durée des études. • Mesure de la température corporelle d'un animal vigile ou sous anesthésie générale via une sonde rectale pour rongeur pendant 30s. • Les prélèvements de sang via la veine caudale seront réalisés soit sur animal vigile, soit sur animaux anesthésié à l’isoflurane pendant 30 à 60s. Les prélèvements de sang terminaux par ponction cardiaque seront effectués sous anesthésie générale (Isoflurane ou kétamine/xylazine) pendant 30 à 60s. Les volumes et la fréquence des prélèvements seront selon les critères de la consigne en vigueur. Les volumes seront généralement de 20 à 50 µl chez la souris et de 20 à 200 µl chez le rat. Le volume total prélevé n’excédera pas 7.5% du volume estimé de sang total de l’animal sur une période de 24 heures. Des périodes de récupération seront mises en place pouvant aller jusqu’à une semaine. • Administrations des composés à potentiel thérapeutiques par voir orale (gavage à l’aide d’une sonde gastrique), intrapéritonéale, sous-cutanée ou via la veine caudale) pendant une durée de 15 à 30s : Sur animaux vigiles. • Administrations intraveineuses par voie retro orbitale : Sous anesthésie générale (Isoflurane ou kétamine/xylazine) pendant 15 à 30s.
Impact sur les animaux
Cette procédure induira chez l’animal un certain nombre de nuisances modérées : injection de cellules, , administration de traitement par gavage ou injection (ip, iv, sc) pendant plusieurs jours ainsi qu’une préhension accompagnant ces administrations. De plus, les animaux seront également soumis à une anesthésie, des administrations de composés (voie orale, intrapéritonéale, intraveineuse ou sous cutanée) et des prélèvements sanguins sous anesthésie générale qui peuvent générer également des nuisances. Les effets indésirables attendus (suite à une xénogreffe) sont une perte de poids, une perte de poils, une piloérection, une réduction de la mobilité, des diarrhées, des douleurs qui selon la gravité justifierait une mise à mort immédiate (modéré). Une GvHD peut entrainer une mortalité selon le type de greffe, notamment lors de xenogreffe qui peut entrainer une défaillance des organes de l’hôte . ‘sévère
Devenir
Tous les animaux de la procédure seront mis à mort. L’évaluation de l’efficacité des composés à potentiel thérapeutique nécessite des analyses approfondies de différents tissus et du système immunitaire en fin d'étude.
Remplacement
Il existe des modèles de peau humaine isolée qui permettent de détecter avec une grande précision la possibilité pour un patient de développer une GvHD (compatibilité donneur/receveur). Cette méthode a aussi été utilisée avec des peaux de rats pour des études de transcriptomiques et recherche de biomarqueurs. Cependant, ce système dépourvu d’autres organes et de structures immunologiques clés (rate, système lymphatique, hépatique, rénale et circulatoire) ne peuvent pas à ce jour constituer un environnement fiable pour des études de pharmacologie in vivo. Seul un modèle animal peut permettre d’étudier les interactions entre des composés à potentiel thérapeutique et ces différents systèmes biologiques très complexes.
Réduction
Les entités thérapeutiques auront préalablement été évaluées de manière extensive sur une batterie de tests in silico et in vitro. Ces tests permettent par exemple de prédire le profil pharmacocinétique d’un composé (ex : lipophilie, absorption, distribution, métabolisme), de déterminer les caractéristiques d’interaction du composé avec la cible d’intérêt (ex. un récepteur, un canal ionique, une enzyme). De nombreux composés auront donc été éliminés du fait de leur faible performance sur ces tests. Chaque étude comprendra en moyenne 60 animaux (10 animaux par groupe : Ctrl-Naif, Vehicle et 4 groupes traités avec des composés). Chaque projet de développement nécessite en moyenne l’évaluation de 5 entités thérapeutique expérimentale. Nous estimons réaliser 2 projets par an dans le domaine de la GvHD. Le nombre d’animaux est donc 60 (animaux par étude) x 5 (composé par projet) x 2 (projet par an) x 5 ans. Ainsi, les tests sur animaux sont réduits au minimum nécessaire (3100 animaux estimés).
Raffinement
Les animaux seront hébergés dans des locaux conformes aux exigences règlementaires de la directive n°2010/63/UE. Ils seront hébergés en groupe dans des cages contenant de l’enrichissement afin de satisfaire la manifestation de leur comportement naturelle (nidification, instinct grégaire, recherche de nourriture,..). Les procédures potentiellement douloureuses ou source d’inconfort ou de stress se feront sous anesthésie générale gazeuse. Les animaux feront l’objet d’une surveillance clinique à minima journalière sur la durée des procédures. Les locaux d'hébergement et les systèmes d’hébergement suivront un programme d’hygiène et sanitaires (programme sanitaires) afin de prévenir tout biais. Les conditions d’ambiance seront contrôlées sur la durée des procédures. Un programme de soins adaptés sera mis en œuvre pour l’ensemble des animaux affectés à ce projet, par ou sous l'autorité du vétérinaire ou mis à mort selon les recommandations définis dans la consigne en vigueur. Un plan d'action incluant la communication sera établi et mis en place lors d'apparition d'évènements inattendus. Le nombre de manipulations sur l’animal sera réduit au strict nécessaire car Le stress lié à la manipulation peut être une nuisance pour l’animal, et aussi avoir un impact sur la réponse inflammatoire et immunitaire. Des critères d'arrêt anticipé seront mis en place pour chaque procédure afin de réduire tout inconfort, stress, souffrance ou douleur inutile.
Choix des espèces
La grande majorité des modèles et des techniques utilisés dans le cadre de la recherche médicale et pharmaceutique ont été décrits chez les espèces rats et souris qui sont communément utilisées en pharmacologie. De nombreuses données sur les modèles de GvHD chez le rongeur existent déjà dans la littérature et peuvent être utilisées pour la mise en place des modèles et aider à l’avancement des projets. Adulte : Les données de la littérature indiquent clairement que les rats (4-5 semaines) et les souris adultes (7-8 semaines) représentent des modèles fiables pour l’évaluation de l’efficacité de composés dans le domaine de la GvHD car ils doivent disposer d'une système immunitaire mature
Santé du juvénile de bar exposé à un scénario de réchauffement climatique d’acidification et de désoxygénation – Etablissement n°2
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
3 400 juvéniles de bar vont être utilisés pendant dix-huit mois, chacun pesé tous les mois après implantation d'une puce électronique dans le muscle, dans des procédures allant d'un niveau de souffrance léger à sévère. Le sévère correspond aux épreuves infectieuses de la fin du protocole, deux à six semaines d'exposition à une bactérie et à un virus, avec déformation de l'œil, lésions cutanées, nage anormale, léthargie et une mortalité pouvant atteindre 90 % des poissons d'un bassin. Trois semaines d'hypoxie à 60 % d'oxygénation précèdent cette phase, après quinze mois d'eau réchauffée et acidifiée. Les survivants sont tués pour analyse immunologique, au service de connaissances que le porteur relie, au conditionnel et à moyen terme, à l'élaboration de politiques de gestion des pêches et de l'aquaculture.
Objectifs
Plus de la moitié des espèces connues de poissons vivent en zone côtière ou estuarienne. Les nourriceries en milieu côtier dont dépendent l’accomplissement du cycle de vie et le renouvellement des populations sont, de ce fait, considérées comme des habitats essentiels. De plus, l'élevage des poissons s'effectue également principalement en zone côtière. Or, il est bien établi que les zones côtières et estuariennes sont les plus vulnérables face aux pressions combinées du changement climatique et notamment au réchauffement, à l'acidification et aux épisodes de désoxygénation des océans. Ainsi, la santé des poissons (sauvages ou d'élevage) présents dans ces zones, et notamment leurs capacités à croitre et à se défendre contre les pathologies dépendront de leur capacité à faire face à la combinaison de ces contraintes environnementales en milieu côtier. Les questions abordées dans le projet sont : 1) L’exposition à long terme de juvéniles de bar à des conditions environnementales (température, acidification, oxygénation) prédites à l’horizon 2100 va-t-elle modifier des paramètres physiologiques associés à la santé du poisson ? et 2) ces effets vont-ils modifier leurs performances de croissance, de survie, leur maturation sexuelle et leur résistance à une exposition à des pathogènes ? Ce projet sera mené dans 2 établissements utilisateurs (EU) qui coupleront leurs expertises.
Bénéfices attendus
A court terme, les différentes analyses de performances et les caractérisations physiologiques réalisées au cours des différentes phases d’exposition donneront une vision globale de la capacité des poissons à faire face à une combinaison de facteurs environnementaux. A moyen terme, les données générées contribueront à déterminer des marqueurs d’exposition à ces différents facteurs environnementaux. Plus globalement, ce projet s’inscrit dans la volonté de mieux comprendre et prédire les interactions des poissons pêchés ou élevés avec leur environnement dans l’écosystème côtier et ainsi élaborer des politiques solides en matière de gestion des pêches et de l’aquaculture dans un contexte de changement global.
Procédures
De 3 à 5 mois, 50 poissons par bassin et par mois, aléatoirement pêchés, seront pesés (sous anesthésie, durée de la pesée par poisson: 1 minute). A partir du cinquième mois, tous les poissons (n=3400) seront pesés mensuellement après avoir été marqués individuellement par injection d'une puce électronique intramusculaire (sous anesthésie). Ces interventions nécessiteront la pêche des poissons. Afin de limiter le stress lié à la manipulation, les poissons pêchés seront sédatés dans leur bac puis anesthésiés. L'intervention de micro-injection n'excèdera pas 5 minutes (pêche, anesthésie, et injection comprises). La durée par poisson d'une intervention de pesée n'excèdera pas non plus 5 minutes. Des transferts entre bassins seront également effectués au cours du projet. Ces transferts se feront sous anesthésie en utilisant des bacs de transferts transitoires opaques et oxygénés. Les étapes de transfert n'excèderont pas 15 minutes. Les conditions de température et d'acidification, prises indépendamment les unes des autres ou en interaction représentent une nuisance légère durant les 15 premiers mois. A 16 mois, la moitié des poissons survivants (non mis à mort pour analyse post mortem) seront placés en niveau d'oxygénation de l'eau à 60% pendant 3 semaines. Nous supposons, sur la base d'études précédentes, que cette exposition représente une nuisance légère dans le contexte de l'élevage (absence de prédation; autres facteurs environnementaux contrôlés). Tous les éléments décrits précédemment seront réalisés dans l’EU n°1. Au début du 18ème mois, l'exposition expérimentale à des pathogènes, nécessaire pour évaluer le statut immunitaire des poissons, constitue une nuisance sévère. L'exposition durera entre 2 et 6 semaines. L’EU n°1 aura en charge un pathogène bactérien et l’EU n°2, vers qui sera transférée une partie des animaux, une bactérie et un virus. Les animaux seront alimentés pendant toute la durée du projet avec un aliment commercial d'élevage et seront rationnés au niveau alimentaire à 60% de ce qui est distribué en aquaculture afin de mieux calquer les réalités écologiques. Ce rationnement ne représente pas une nuisance car il permet aux poissons de croitre à un rythme moindre comparé aux conditions aquacoles standards où l'on vise à diminuer les durées d'élevage.
Impact sur les animaux
Un stress léger pourra intervenir lors de la manipulation des poissons pour estimer la prise de poids mensuelle. A raison d'1mn de stress par poisson pour chaque pesée, la durée de ce stress léger est estimée à 16 mn sur l'ensemble du projet ( x 16 mesures biométriques). Un stress léger pourra aussi intervenir lors du transfert des poissons dans les différents bassins ; au début de l’expérimentation et au cours des étapes d’hypoxie et des épreuves infectieuses avec les différents pathogènes. Pour les transferts intra-structure, la durée du transfert sous anesthésie n'excédera pas 5 minutes. Les lots de poissons qui seront exposés aux prétests et challenges avec les pathogènes viraux et de type vibrio seront transférés au sein du site, dans une structure située à 200 mètres. Le transfert durera 15 minutes et se fera sous anesthésie. Du fait de l' anesthésie, le stress associé aux transferts est léger; de plus, les caractéristiques physicochimiques (températures, pH, salinité) de l'eau des bacs avant et après transferts seront identiques. Les poissons seront alimentés 24h après transfert, délai nécessaire pour leur acclimatation à leur nouveau bassin. Les changements des caractéristiques physicochimiques de l'eau des bassins ne pourront s'effectuer que 48h après transfert. Les conditions abiotiques (température, pH, niveau d’oxygénation) prises indépendamment les unes des autres constituent des stress légers (18 mois) pour les facteurs température et pH ou modérés (3 semaines) pour l'hypoxie modérée. La contrainte hypoxique peut se traduire par une diminution de l’activité de nage des poissons traduisant une dépression métabolique. La durée de l’hypoxie (3 semaines) limite toutefois le risque de forte sévérité ; la mortalité devant être évitée lors de cette étape d’hypoxie, dans le cas contraire, le niveau d’hypoxie pourra être adapté. Un stress léger interviendra au moment des prises de sang (1mn par poisson). Les épreuves infectieuses virale et bactérienne constituent des stress très sévères puisqu’ils induisent l’apparition de signes cliniques (déformation de l'oeil, changement de couleur de robe, lésions cutanées, nage anormale, léthargie, déséquilibre, anorexie) et une mortalité sur les poissons (% de mortalité variable dans les bassins en fonction de la résistance des poissons mais pouvant aller jusqu’à 90%).
Devenir
A l'issue des challenges aux pathogènes, tous les poissons survivants seront mis à mort pour prélèvement et analyse de paramètres immunologiques
Remplacement
Cette étude vise à étudier l'effet de facteurs environnementaux (température, pH, oxygénation) sur l’état de santé du poisson. La caractérisation de ces effets se fait à l'échelle de l'organisme entier. Les méthodes de substitution telles que la culture cellulaire par exemple ne permettent pas de répondre à un questionnement physiologique dépendant de réponses complexes de différents tissus. Le maximum d’analyses sera réalisé au niveau de prélèvements sanguins, ce qui permettra dans le futur de trouver des marqueurs de l’état de santé du poisson. Les épreuves infectieuses sont à ce jour la seule possibilité d’évaluer et de prédire les capacités de résistance des poissons face à des agents pathogènes prévalents dans le milieu environnant (contexte écologique et aquacole); cette capacité de résistance dépend de nombreux facteurs, en particulier de différentes composantes du système immunitaire dans divers organes mais également (par exemple) du statut énergétique du poisson ou encore de son microbiote. Les données obtenues au cours du projet pourront permettre de développer dans le futur des marqueurs (au niveau sanguin et tissulaire) prédictifs des capacités de résistance des poissons face aux pathogènes.
Réduction
Le bar européen juvénile est un animal vivant en groupe et le nombre d'animaux par bac répond tout d'abord à cette contrainte. Le nombre de poissons tient donc compte de la densité minimale d’animaux requise pour permettre aux animaux d’exprimer les meilleurs répertoires physiologiques et comportementaux possibles, et permet donc de répondre à leur bien-être. De plus, le nombre de poissons a été réduit à son minimum et défini en fonction du nombre nécessaire pour réaliser la cinétique de prélèvements (à 6, 9 et 18 mois post-éclosion) ainsi que les épreuves infectieuses expérimentales. Ce nombre tient également compte des taux de mortalités communément observés au cours des 18 premiers mois de vie juvénile. Le nombre de prélèvements prévus a été déterminé en fonction du seuil de la pertinence scientifique et statistique. De même, le nombre de poissons prévus pour les épreuves infectieuses permet de réaliser une analyse statistique de résistance.
Raffinement
Pour la phase 2, les mesures de raffinement viseront à assurer des conditions optimales d’hébergement, à savoir, un volume d'eau adapté en circuit ouvert avec une oxygénation suffisante en fonction de la biomasse, un rythme jour/nuit naturel, la présence de suffisamment de congénères pour exprimer un répertoire comportemental riche, une distribution d’aliment adaptée. Une importance particulière sera donnée à l’observation des animaux, 1 fois/jour minimum (plus pour suivre l'évolution de poissons présentant des signes de stress). Les infections expérimentales bactériennes ou virales peuvent provoquer une mort rapide sans qu'il soit possible d'observer des symptômes cliniques. Toutefois, pour éviter toute souffrance, les animaux présentant un comportement de nage anormal marqué avec des périodes sur le flanc / sur le ventre et/ou des signes de détresse respiratoire avancée et/ou des hémorragies faciales / au niveau des flancs et/ou des signes nerveux seront mis à mort de manière compassionnelle avec une surdose d’anesthésique.
Choix des espèces
Le bar est une espèce de poisson marin d'intérêts halieutique, aquacole et écologique. La communauté scientifique s'intéresse à mieux prédire l'impact du changement global sur cette espèce. Les poissons sont des juvéniles (non matures sexuellement). Agés d’environ 3 mois, ils pèseront en moyenne 3 grammes au début de l’expérimentation. Ce stade de développement est particulièrement pertinent pour notre étude puisque c'est à ce stade de vie que les poissons regagnent les nourriceries côtières dans la nature et qu’ils sont donc plus exposés aux contraintes environnementales associées au changement global.
Etude d’un candidat médicament pour la drépanocytose dans un modèle de souris Townes
- Recherche fondamentale
- Multisystémique
- Oncologie
Les souris utilisées sont génétiquement modifiées pour développer une drépanocytose, avec anémie, inflammation, difficultés respiratoires et occlusions vasculaires. 80 d'entre elles vont être utilisées dans des procédures classées au niveau de souffrance le plus élevé, sévère, et reçues à trois ou quatre semaines, un âge que le porteur rapproche de celui d'un jeune enfant. Les actes décrits se réduisent à deux prises de sang de 50 microlitres sous anesthésie gazeuse, l'essentiel de la souffrance tenant à la maladie inscrite dans leur génome. Toutes sont tuées pour l'examen anatomo-pathologique de leur cerveau, de leur cœur, de leur foie, de leur rate, de leurs poumons et de leurs reins, le porteur attendant du candidat médicament testé une espérance de vie allongée.
Objectifs
La drépanocytose ou anémie falciforme est une maladie génétique. L’espérance de vie des patients qui en sont atteints est fortement réduite. Cette maladie génétique qui est la plus fréquente en France est due à une mutation sur un gène codant pour une protéine fonctionnelle dans les globules rouges. Certaines conditions (température, stress, diminution de la concentration en oxygène, déshydratation) favorisent la formation de globules rouges de forme allongée en faucille induisant l’obstruction de vaisseaux sanguins, une anémie et des prédispositions aux infections bactériennes. L’objectif de ce projet est de tester un candidat médicament dans un modèle murin spécifique de la drépanocytose.
Bénéfices attendus
Nous attendons une amélioration de l'espérance de vie des animaux. Cette molécule pourrait être proposée aux patients qui expriment une forme sévère de la drépanocytose.
Procédures
Les animaux auront une prise de sang (50µl) quand ils atteignent l'âge de 6 mois donc une anesthésie gazeuse (2 minutes). Une prise de sang sera effectuée systématiquement quelquesoit l'âge de l'animal avant l'euthanasie.
Impact sur les animaux
Les études toxicologiques n'ont pas démontré d'activité toxicologique du candidat médicament. Les effets attendus sont l'expression des symptômes de la drépanocytose (anémie, inflammation, difficultés respiratoires et phénomènes vaso-oclusifs) chez les animaux non traités et une atténuation de ces symptômes chez les animaux traités.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés pour étude anatomo-pathologique de leurs organes (cerveau, coeur, foie, rate, poumon, rein).
Remplacement
Cette maladie a des conséquences sur tous les organes vitaux (foie, coeur, poumon, rate, rein, cerveau), comme il n'existe pas de système ex vivo capable de mimer la complexité entre les organes, un organisme entier s'impose pour réaliser cette étude.
Réduction
Les effectifs ont été calculés au plus juste en utilisant des animaux des deux sexes car la drépanocytose est une maladie à transmission autosomique. Comme chez l'homme, l'espérance de vie des animaux homozygotes HbS peut être considérablement réduite en l'absence de traitement. Nous avons porté les effectifs à 20 individus par groupe pour espérer mesurer une différence supérieure à 10% entre les moyennes de chaque groupe (risque 0,05 et puissance 0,8).
Raffinement
Les conditions d'hébergement (bruit, température, hydratation, stress..) ne doivent pas amplifier les symptômes de la maladie. L'enrichissement sous forme de buchette à grignoter et de matériel de nidification est présent. Les techniciens en charge de ces animaux les manipuleront par cup handling ou tubing. Les observations se feront sans stimuler et sans manipuler les animaux. La pesée des animaux sera effectuée par tubing. Des points limites ont été établis et une médication à base d’analgésique pourra être instaurée ainsi qu’une observation renforcée.
Choix des espèces
Les animaux choisis sont des souris génétiquement modifiées (gènes de la globine alpha et beta) qui démontrent une grande homologie de symptômes avec ceux observés chez l'homme atteint de drépanocytose. Les animaux inclus dans notre étude résultent du croisement d'animaux hétérozygotes HbA/S qui sont facilement élevés chez notre fournisseur agréé. Nous recevrons des animaux âgés de 3-4 semaines donc des animaux jeunes dont le stade de croissance correspondrait chez l'homme à celui de jeune enfant. Il est important de travailler sur ces jeunes animaux car dans ce modèle animal de drépanocytose un animal de 3 mois correspond à un âge de 20 ans chez l'homme et car cette maladie est souvent diagnostiquée avant le stade adulte.
Evaluation des biomatériaux pour la réparation de tissu cardiaque dans un modèle d’infarctus chez le rat 2/2
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
Le thorax ouvert et une artère coronaire ligaturée pour provoquer un infarctus, puis rouverts une semaine plus tard par le sternum pour qu'un patch soit collé sur la zone lésée, 320 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, tous tués à l'issue. Chaque opération dure trente à quarante minutes, les prises de sang s'échelonnent aux jours 1, 7, 30, 60 et 90, les échographies aux jours 5, 30, 60 et 90, chacune sous anesthésie. Le projet évalue un biomatériau censé imiter la matrice extracellulaire cardiaque, faute de traitement curatif de l'insuffisance cardiaque. Le porteur présente des interventions menées sous anesthésie "pour le confort des animaux" et annonce par ailleurs une mortalité post-opératoire de 30 %.
Objectifs
L'ischémie cardiaque, un problème où le coeur manque d'oxygène, est la principale cause de décès dans le monde depuis deux décennies. Ce manque d'oxygène entraîne des dommages au coeur, conduisant à une maladie chronique appelée insuffisance cardiaque. Récemment, des scientifiques et des médecins se sont intéressés à des thérapies alternatives basées sur l'ingénierie tissulaire pour réparer le coeur. Une méthode récente qui a attiré l'attention des chercheurs et des médecins est l'utilisation d'une structure appelée matrice extracellulaire native, obtenue à partir de tissus dépourvus de cellules. Cependant, cela présente des défis tels que le manque de donneurs, le risque d'infection, et des déséquilibres chimiques et physiques qui peuvent affecter les tissus et les cellules. Dans ce contexte, notre équipe de recherche vise à développer un biomatériau imitant les caractéristiques de la matrice extracellulaire cardiaque pour être utilisé comme une sorte de "squelette" actif dans le traitement de l'insuffisance cardiaque. Notre idée est de combiner différents matériaux dans un patch cardiaque unique, avec des propriétés physiques et chimiques contrôlées, ainsi que la matrice extracellulaire naturellement sécrétée contenant les éléments nécessaires à la réparation des tissus. Nous pensons que cette approche fournira un environnement optimal aux cellules cardiaques, favorisant ainsi la réparation du coeur après une ischémie cardiaque. Nous prévoyons de démontrer l'efficacité de ce patch en évaluant la réparation cardiaque chez le rat, en analysant les tissus grâce à des techniques d'imagerie médicale et de mesure morphologique après l'implantation du patch dans un modèle chirurgical simulant l'ischémie cardiaque.
Bénéfices attendus
Aujourd'hui, il n'existe malheureusement aucun traitement curatif pour l'insuffisance cardiaque causée par des lésions chroniques du coeur. Les solutions actuelles se concentrent principalement sur le soulagement des symptômes pour améliorer la qualité de vie des patients. De plus, ces traitements sont souvent associés à des effets indésirables. La transplantation cardiaque reste une option thérapeutique, mais elle est souvent réservée en dernier recours en raison de ses contraintes importantes. Heureusement, des avancées récentes ouvrent la voie à des thérapies alternatives pour traiter la perte de tissu cardiaque, en évitant la formation de cicatrices et le remodelage du coeur. Une approche prometteuse utilise ce qu'on appelle la matrice extracellulaire (MEC) native, obtenue par un processus de décellularisation des tissus. Cette MEC agit comme un matériau biologique pour réparer le coeur, et certains produits basés sur cette technologie sont déjà disponibles sur le marché. Les avantages de la MEC sont nombreux, car elle présente des propriétés physiques favorables et des composés qui régulent le comportement des cellules cardiaques et leur communication. Cependant, l'utilisation de MEC d'origine animale a ses limites, notamment en raison du nombre restreint de donneurs, des risques d'infection et des différences physiques et chimiques qui peuvent affecter la physiologie des tissus et des cellules. Notre projet innovant vise à créer un patch cardiaque qui offre un environnement propice aux cellules cardiaques, permettant ainsi une amélioration de la fonction cardiaque après un épisode d'ischémie. Cette avancée pourrait représenter une percée majeure dans le traitement de l'ischémie cardiaque, offrant de nouvelles perspectives d'amélioration de la santé cardiaque.
Procédures
Des animaux participeront à une étude simulant une crise cardiaque. Tout d'abord, ils seront traités avec des antidouleurs et placés sous anesthésie et seront ventilés mécaniquement, puis une incision sera pratiquée sur le côté de leur poitrine. En utilisant un fil spécial, une ligature sera placée autour d'une artère importante du coeur pour provoquer une crise cardiaque simulée. Cette procédure durera entre 30 et 40 minutes et sera réalisée sous anesthésie pour le confort des animaux. Une semaine plus tard, ces mêmes animaux recevront un traitement sous forme d'un patch cardiaque. Encore une fois, ils seront ils seront traités avec des anti-douleurs et placés sous anesthésie et respiration assistée, puis une petite incision sera faite au niveau de la poitrine (sternum) pour exposer la zone du coeur touchée. Le patch sera fixé à cette zone à l'aide d'une colle médicale. Cette intervention durera également entre 30 et 40 minutes et sera réalisée sous anesthésie. Pour évaluer l'efficacité des traitements, des prises de sang seront effectuées aux jours 1, 7, 30, 60 et 90 pour examiner les changements dans leur santé (durée de l'intervention: 5 minutes). Des images du coeur seront également prises aux jours 5, 30, 60 et 90 à l'aide d'une échographie cardiaque, le tout sous anesthésie (durée de l'intervention: 10 minutes). À la fin de l’étude, une perfusion sera réalisée sous anesthésie, sans que les animaux se réveillent, pour évaluer le fonctionnement du coeur. Ces évaluations permettront de suivre la récupération du coeur après les différentes interventions.
Impact sur les animaux
Induction de l'ischémie cardiaque, une procédure simulant une crise cardiaque, sera réalisée en pratiquant une incision sur le côté gauche de la poitrine et en ligaturant une artère importante du coeur. Les animaux ressentiront une douleur post-opératoire modérée. Des prélèvements sanguins seront effectués aux jours 1, 7, 30, 60 et 90, avec une douleur modérée. L'implantation du patch cardiaque, réalisée par une incision sur le thorax, peut entraîner une douleur post-opératoire. La mortalité post-opératoire après induction de l'ischémie cardiaque et implantation du patch cardiaque est de 30 %. Les animaux peuvent ressentir du stress en raison des anesthésies répétées. Il y a également un risque d'infection au niveau des sutures et un risque de cicatrisation déficiente.
Devenir
Les animaux seront euthanasiés après 7, 30, 60 ou 90 jours suivant l'implantation du patch. Cette mesure sera prise dans le but d'analyser les tissus du coeur, en évaluant des aspects tels que la présence de cicatrices, le nombre de cellules, leur multiplication, l'intégration du patch, la formation de nouveaux vaisseaux sanguins et les changements dans la matrice extracellulaire. Ces informations nous aideront à mieux comprendre l'efficacité du traitement et son impact sur la récupération du coeur.
Remplacement
Actuellement, il n'est pas possible de reproduire avec précision l'action des patchs cardiaques dans un tissu cardiaque en laboratoire ou par simulation informatique. Il n'existe pas de modèle fiable, que ce soit in vitro (dans une boîte de culture) ou in silico (simulation numérique), pour imiter une crise cardiaque. De nombreuses études scientifiques se basent sur des modèles expérimentaux d'ischémie cardiaque chez le rat, ce qui permet de mieux comprendre les mécanismes de la maladie chez l'homme. Pour étudier les changements au niveau cellulaire, des analyses des tissus sont nécessaires, impliquant malheureusement l'euthanasie des animaux. Cependant, au cours des deux dernières années, des expériences ont été menées in silico (modélisation 3D) et in vitro (culture de cellules cardiaques) au sein de notre unité. Ces travaux ont permis de réduire le nombre de biomatériaux à tester in vivo (dans des organismes vivants) et d'établir un processus de fabrication robuste des patchs cardiaques. Ces avancées sont essentielles pour mieux comprendre et traiter les problèmes cardiaques dans le futur.
Réduction
Nous utilisons des méthodes d'imagerie non invasives, comme l'échocardiographie, qui nous permettent de suivre les changements chez les mêmes animaux au fil du temps. De plus, nous avons effectué des calculs statistiques pour déterminer le nombre optimal d'animaux nécessaires à nos études, visant à obtenir des résultats significatifs sans avoir à utiliser un grand nombre d'animaux. Ces calculs ont été réalisés à l'aide d'un test spécifique, et pour détecter une différence significative entre les groupes d'étude et les groupes témoins. Les résultats seront analysés à l'aide de tests statistiques appropriés pour garantir la fiabilité de nos conclusions.
Raffinement
Nous nous assurons que les conditions de vie des animaux sont optimales. Ils sont placés en petits groupes de trois dans des cages et nous enrichissons leur environnement. Nous respectons également leur rythme jour-nuit et leur accordons le temps nécessaire pour s'acclimater avant toute procédure. Nous avons mis en place des normes strictes pour garantir le bien-être des animaux. Nous utilisons des techniques d'imagerie non invasives, comme l'échocardiographie, et nous recourons à l'anesthésie et à des analgésiques pour toutes les procédures afin de minimiser tout inconfort. Les animaux seront surveillés quotidiennement, avec un suivi clinique réalisé chaque jour pendant la première semaine, puis deux fois par semaine par la suite. Cette surveillance sera effectuée en se basant sur une grille spécifique permettant d'identifier précocement les signes de douleur. En fonction de l'état des animaux, des mesures seront prises pour minimiser la douleur au maximum. Cela peut inclure l'application de soins locaux au site opératoire, l'administration d'analgésiques, et dans les cas de souffrance sévère, l'euthanasie sera envisagée pour mettre fin à la douleur.
Choix des espèces
Nous avons choisi avec soin le modèle animal pour nos recherches, en optant pour des rats, une sélection basée sur les publications scientifiques les plus pertinentes dans le domaine. L’implantation de patchs cardiaques et le modèle d’ischémie cardiaque chez le rat ont été décrites dans de nombreuses publications internationales de prestige. Les dimensions du coeur du rat permettent l’induction de l’ischémie, l'implantation du patch et l'analyse en imagerie. Les rats seront utilisés à un stade adulte car la population humaine présentant des ischémies cardiaques est relativement âgée. Les animaux seront utilisés à 9 semaines de vie ce qui correspond à un stade adulte.
Evaluation de l’efficacité d’une nouvelle thérapie sur les atteintes cérébrales causées par une intoxication aux organophosphorés par imagerie TEP
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Intoxiquées par l'injection d'un agent neurotoxique organophosphoré, puis observées une heure pour relever les signes d'intoxication, 352 souris sont ensuite transportées une heure entre deux établissements pour des séances d'imagerie cérébrale sous anesthésie gazeuse, jusqu'à soixante-quinze minutes chacune, répétées à un, trois et six mois. Elles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, toutes tuées à l'issue pour confronter leurs organes aux images. Le porteur attend des crises épileptiques chez les animaux exposés aux fortes doses, et précise que les antidotes administrés agissent en périphérie mais restent inefficaces sur le système nerveux central, ce que le projet vise justement à corriger. Deux critères de la grille de suivi, la respiration et la perte de poids, entraînent la mise à mort de l'animal lorsqu'ils atteignent leur valeur maximale.
Objectifs
Les composés organophosphorés (OP) tels que les agents neurotoxiques de guerre (NOP) comme le sarin, ou certains produits phytosanitaires (pesticides) (OPP), constituent une menace actuelle pour les populations militaire et civile. Si des intoxications à fortes doses constituent toujours une menace (attaque terroriste), l’exposition de manière unique ou répétée à des NOP et des OPP à des doses asymptomatiques (terrains de guerre, épandage de pesticides…) est une réalité permanente. Les rapports d’intoxication passive, active ou accidentelle avec des pesticides (300 000 décès annuels dans le monde pour près de 3 millions de cas d’intoxication reportés) ou lors d’utilisation de gaz neurotoxiques témoignent du besoin de développer des traitements neuroprotecteurs plus efficaces. Ce projet est un projet multisite avec deux établissements utilisateurs (EU) qui a pour objectif de tester une nouvelle thérapie pour contrecarrer les effets des intoxications aux NOP sur le système nerveux central. En effet, les traitements actuels sont composés de molécules qui n’atteignent pas le système nerveux central et constituent donc une mauvaise prise en charge des effets centraux des NOP. Le projet se concentre sur une nouvelle molécule qui semble avoir une action sur le système nerveux et son association avec une molécule déjà existante connue pour ne pas avoir d’action centrale. Ce projet est la continuité d’un autre projet et permettra d’évaluer l’efficacité de cette nouvelle thérapeutique par imagerie en utilisant la tomographie à émission de positons (TEP). En effet, des expériences menées dans le laboratoire partenaire ont mis en évidence une perturbation de la consommation de glucose après une intoxication à un analogue de neurotoxique organophosphoré (NOP) ainsi qu’une modification du nombre de synapses total, évalués par la TEP. Ce projet permettra donc d’étudier ce nouveau traitement sur ces paramètres in vivo.
Bénéfices attendus
Les données préalablement obtenues sur un modèle d’intoxication aux NOP ont montrés une modification de l’activité neuronale (mesurée par la consommation de glucose) et du nombre de synapses. Ces modifications vont entrainer des conséquences à court et à long terme, notamment comportementales. Le traitement devrait améliorer la récupération à court et long terme des animaux exposés à des agents neurotoxiques : -Lors d’une intoxication à forte dose : ce traitement devrait limiter la perturbation de la consommation de glucose et permettre de contrecarrer la perte synaptique importante engendrée lors de crise épileptique. -Lors d’une intoxication à faible dose : le traitement devrait notamment maintenir un niveau de consommation de glucose et de synapse normaux.
Procédures
Les interventions prévues sur les animaux sont listées ci-dessous : • Intoxication à un agent neurotoxique organophosphoré par injection (temps d’injection 10 secondes) suivi par une étude comportementale d’observation (durée 1 heure) pour déterminer les signes d’intoxication. L’injection et l’étude comportementale ne seront réalisées qu’une seule fois. (Etablissement Utilisateur (EU) administration toxine) • Injection du traitement testé (une seule injection, avec un temps d’injection de 2 minutes ; (EU) administration toxine • Transport entre les deux établissements utilisateurs (1 seul transport d’une durée d’une heure) • Mise à jeun 2h avant l’imagerie (EU imagerie) • Réalisation de 2 ou 3 sessions d’imagerie à 1 mois, 3 mois et 6 mois post-intoxication (injection d’un radiotraceur durée 10 secondes) sous anesthésie gazeuse (durée 75 minutes au maximum) (EU imagerie)
Impact sur les animaux
Lors des expériences d’intoxication : •Les animaux peuvent être stressés lors des injections. De plus, l’injection du NOP ou du traitement antidotique peut induire une courte douleur (moins de 5min). • Pour une partie du projet, les animaux seront exposés à une dose faible de toxique qui entraine une intoxication de faible sévérité. De plus, les effets périphériques de l’intoxication (fasciculations, tremblements…) seront atténués par l’administration des traitements antidotiques qui sont très efficaces en périphérie mais inefficace sur le système nerveux central. • En revanche, pour l’autre axe qui implique l’utilisation de fortes doses, le développement de crises épileptiques est attendu, mais les effets périphériques seront contrecarrés par l’administration des traitements antidotiques. Un stress lors du transport entre les deux établissements utilisateurs est possible. Une période d’acclimatation de 15 jours est prévue à l’arrivée avant toute expérience. Lors des expériences d’imagerie : • les rongeurs seront sous anesthésie gazeuse lors des sessions d’imagerie (2h maximum) . A leur réveil, les souris peuvent être désorientées et stressées. Afin de minimiser le stress, la phase de réveil sera réalisée dans leur cage, pour remettre les animaux dans un milieu connu (congénères, odeurs…). Si un changement de cage est prévu, en cas de cage trop sale ou de dominance entre les animaux, le transfert d’un peu de litière (généralement un papier absorbant) sera prévu dans la cage propre. • une mise à jeun des animaux 6h avant l’imagerie de la consommation de glucose dans le cerveau pouvant entrainer une perte de poids inférieure à 5%. Cette perte de poids est transitoire car les animaux sont remis en présence de nourriture dès la fin de l’expérience d’imagerie.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin de la procédure afin de prélever leurs organes et d’y étudier ex vivo certains paramètres et de les confronter aux données en imagerie.
Remplacement
Il n’existe actuellement aucune méthode alternative permettant d’étudier de manière intégrée la réponse du système nerveux central et périphérique à un neurotoxique ou encore d’étudier la consommation de glucose et les modifications du nombre de synapses. Le recours à un modèle animal est donc indispensable.
Réduction
L’utilisation de l’imagerie permettra de réduire le nombre d’animaux, un même animal passant plusieurs examens d’imagerie au cours du temps. Nous avons calculé l’effectif des groupes (6 animaux par groupe/condition) nécessaire pour obtenir des résultats significatifs. Compte tenu des aléas techniques liés aux procédures d’imagerie, nous avons décidé d’inclure 8 animaux par condition pour garantir l’effectif de 6 souris pour l’interprétation des résultats finaux. D'après nos calculs/notre analyse, nous pourrons détecter une différence biologique d’au moins 20% entre les groupes traités et témoin avec une variabilité allant de 10 à 20% selon le paramètre étudié
Raffinement
Les animaux seront hébergés en conditions standards d’animalerie, 4 individus par cage avec accès sans restriction à la nourriture et à la boisson. Ils bénéficieront d’un milieu enrichi (matériel de nidification, tunnel). L’hébergement des animaux seul dans une cage sera limité au maximum afin de minimiser leur angoisse. Une surveillance journalière des souris pendant une semaine sera réalisée à la suite de l’intoxication et un indice sera calculé suivant une grille d’évaluation préalablement établie (ex: changements du rythme respiratoire, changement du comportement, réponses comportementales aux stimuli externes). L’indice cumulatif (addition des valeurs de chaque critère) permettra de déterminer si le bien-être de l’animal est affecté. Suivant cet indice, différentes prises en charge seront réalisées : augmentation de la surveillance (2-3 fois par jour), apport de complément alimentaire (gel hydratant…), injection de glucose et/ou injection de buprénorphine. Deux critères « vitaux » atteignant la valeur maximum entraineront l’euthanasie de l’animal : « respiration » et « perte de poids ». Tous les examens d’imagerie sont réalisés sous anesthésie générale par voie gazeuse afin de minimiser le stress de l’animal. A la suite de cette semaine et jusqu’à la fin des expériences (y compris la période d’acclimatation des animaux dans le deuxième laboratoire partenaire), des observations journalières des animaux par les expérimentateurs ou les zootechniciens seront réalisés. Tous les examens d’imagerie sont réalisés sous anesthésie générale afin de minimiser le stress de l’animal.
Choix des espèces
Les expériences se feront sur la souris Swiss. Cette souche est utilisée depuis 2005 dans l’un des laboratoires partenaires, et a permis la mise au point de récents modèles d’intoxication aux agents neurotoxiques. De plus, cette souche est maintenant utilisée dans le deuxième laboratoire partenaire et a permis la mise en évidence des désordres métaboliques sur un modèle d’intoxication à un OP. Les animaux utilisés sont des jeunes adultes âgés de 9 semaines au moment de l’intoxication, poids de 38-43g. Cet âge correspond aux précédents modèles développés et utilisés dans les deux laboratoires partenaires. L’utilisation du même stade de développement nous permet ainsi de pouvoir comparer nos données et donc d’évaluer l’efficacité de ce nouveau traitement. De plus, cet âge correspond à un jeune adulte, plus applicable dans un premier temps à une prise en charge d’un jeune militaire.
Effet d’un agoniste synthétique des récepteurs de l’acide rétinoïque dans l’insuffisance rénale chez la souris
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
- Troubles endocriniens
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système urogénital
Une perte de poids trop importante, une paralysie des membres postérieurs, un saignement de nez, la prostration ou une surinfection de la plaie déclenchent la mise à mort. 400 souris mâles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à sévère, toutes tuées à l'issue pour le prélèvement d'organes. Une partie subit une interruption de la circulation dans les deux reins pendant vingt-deux minutes, une autre une ischémie du rein gauche de vingt-cinq minutes doublée de l'ablation du rein droit, puis toutes reçoivent un gavage quotidien pendant cinq ou dix jours et des mesures répétées de la fonction rénale sous deux anesthésies séparées de deux heures. Le porteur écrit que l'induction d'une insuffisance rénale est "absolument indispensable" au projet, et n'utilise que des mâles parce que le rein des femelles résiste mieux, ce qui obligerait à recaler tout le protocole pour obtenir des lésions équivalentes.
Objectifs
Environ un patient sur trois admis dans une unité de soins intensifs va développer une insuffisance rénale aigüe définie par une diminution brutale de la fonction rénale. Il est désormais bien établi que même un épisode peu sévère d’ insuffisance rénale aigüe augmente le risque de décès, indépendamment de toute comorbidité . En outre, il est aussi démontré que l'insuffisance rénale aigüe, y compris chez les enfants, est un facteur de risque majeur pour le développement d'une insuffisance rénale chronique en l'espace de quelques semaines ou de quelques mois. Malheureusement, il n'existe actuellement aucun traitement médical pour traiter l'insuffisance rénale chronique. Le traitement de l’insuffisance rénale aigüe constitue donc un objectif majeur de santé publique. Nous espérons ici démontrer le rôle bénéfique d'un dérivé de la vitamine A dans la récupération rénale après l’ insuffisance rénale aigüe et la transition vers l'insuffisance rénale chronique. Le traitement proposé est déja utilisé en médecine humaine pour traiter certains cancers. Ce projet est une première étape qui pourrait déboucher sur un essai thérapeutique chez des patients sévères admis en unité de soins intensifs et souffrant d'insuffisance rénale aiguë. Pour tester l'effet potentiellement bénéfique de ce traitement sur la fonction rénale au cours de l'insuffisance rénale aigüe, notre projet a plusieurs objectifs : 1) Effet du traitement sur la fonction rénale dans des conditions normales chez la souris. 2) Effet du traitement sur la préservation de la fonction rénale dans les conditions d'insuffisance rénale aigüe et d'insuffisance rénale chronique (modèle préventif) 3) Effet du traitement sur la récupération de la fonction rénale dans les conditions d'insuffisance rénale aigüe et d'insuffisance rénale chronique (modèle curatif).
Bénéfices attendus
L'insuffisance rénale chronique est un problème majeur de santé publique, non seulement en raison du risque accru de dialyse et de transplantation, mais aussi parce que l' insuffisance rénale chronique est associée à une morbidité et une mortalité très élevées, même avant le stade de l'insuffisance rénale terminale. En effet, le déclin de la fonction rénale est associée à des augmentations majeures de la mortalité cardiovasculaire.L'insuffisance rénale aiguë constitue un véritable défi dans les unités de soins intensifs, car il s'agit d'une affection très courante, associée à une importante mortalité et pour laquelle il n'existe actuellement aucun traitement spécifique. Nous avons pu identifier une association, chez l’homme, entre l’expression du récepteur d'un dérivé de la vitamine A et la récupération de la fonction rénale. Ce projet vise tout d’abord à rechercher une relation de causalité et nous dira si la stimulation de ce récepteur, par un médicament déjà disponible dans la pharmacopée, peut améliorer la récupération rénale. Ce projet, en cas de résultats encourageants, pourraient déboucher sur un essai clinique chez l’homme, en particulier chez des patients sévères admis en unité de soins intensifs et souffrant d'insuffisance rénale aiguë. Il est donc d’une importance cruciale.
Procédures
(1) Une partie des animaux sera soumise à une procédure chirurgicale qui consiste à priver de la circulation sanguine les deux reins pendant 22 minutes. Elle s'accompagne d'injections pour l'analgésie et l'anesthésie. Ce protocole a une durée de 40 minutes. (2) Une autre partie des animaux sera soumise à une procédure chirurgicale qui consiste à priver de la circulation sanguine le rein gauche pendant 25 min (durée totale 30 min) et à exciser le rein droit (durée totale de 10 min). Cette chirurgie se fait en deux temps. Elle s'accompagne d'injections pour l'analgésie et l'anesthésie. (3) Toutes les souris du projet seront soumises à la mesure de leur fonction rénale par une nouvelle technique qui nécessite une anesthésie gazeuse pour injecter par voie intra-veineuse le traceur fluorescent et installer sur le dos de l'animal un capteur de fluorescence miniaturisé. Cette partie de la procédure dure 5 minutes. Une deuxième anesthésie est nécessaire 2h plus tard pour retirer le capteur. Cette partie de la procédure ne dure que 2 minutes. La mesure sera répétée plusieurs fois sur chaque souris à des jours différents selon la procédure (4) Tous les animaux recevront un traitement ou un placebo par gavage à l’aide d’une canule adaptée à la morphologie des animaux. Cette étape est très rapide, environ 30 secondes par animal. Le gavage sera limité à une administration quotidienne pour une durée totale de 5 ou 10 jours (5) Prélèvement du sang sous anesthésie (30 secondes environ), sur un plateau thermostaté ; suivi de l'euthanasie par une méthode règlementaire en vue des différents prélèvements et analyses nécessaires.
Impact sur les animaux
La chirurgie et l'induction d'une insuffisance rénale aigue provoquent une douleur, une altération de l'état général et un stress de l'animal : (1) douleur provoquée par la procédure chirurgicale nécessaire pour la néphrectomie et la pose des clamps vasculaires (injections analgésie et anesthésie, ouverture des plans cutané et musculaire, sutures); (2) complications liées à l'anesthésie chimique pour la chirurgie et gazeuse pour la mesure de la fonction rénale (détresse respiratoire, arrêt cardio respiratoire , stress thermique) (3)altération de l'état général : perte de poids, déshydratation ; (4) stress induit par les manipulations quotidiennes et en particulier lors du gavage par voie orale. (5) Douleurs modérées induites par les injections intraveineuses (Mesure de la fonction rénale). (6) Le gavage oral peut être source d’inconfort et d'irritation de la gorge pour la souris. Le profil de sécurité du traitement utilisé dans ce projet est largement favorable et déjà utilisé en pratique clinique. Les effets secondaires décrits chez l’homme sont retrouvés pour des durées de traitements (de 10 à 800 jours) largement supérieures à celle utilisée dans ce protocole (10 jours maximum) Ces nuisances ne peuvent pas être complètement évitées car l'induction d'une insuffisance rénale est absolument indispensable pour le projet.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin de chaque procédure, par une méthode réglementaire sous anesthésie générale et analgésie par une personne expérimentée afin de réaliser les différents prélèvements nécessaires pour les analyses.
Remplacement
En raison notamment de la complexité du tissu rénal qui comporte des dizaines de types cellulaires et au vu de l’état encore embryonnaire de la recherche sur les organoïdes, l’étude des maladies rénales requiert l’obtention de tissu rénal prélevé sur l’animal d’expérience ou l’homme. Il n’existe pas de méthode alternative in vitro pour analyser l’évolution de défaillance chronique progressive d’organes. De plus, l'un des critères majeurs de la caractérisation de l'effet thérapeutique du médicament utilisé dans ce projet est l'amélioration de la fonction rénale.
Réduction
Des expériences préliminaires ont permis d’évaluer l’hétérogénéité inter-individuelle du phénotype étudié dans nos deux modèles expérimentaux. Des lots de 10 animaux sont nécessaires pour obtenir la puissance suffisante pour mettre en évidence les différences phénotypiques entre les groupes d’animaux et s’assurer de la reproductibilité de ces résultats d’une série à l’autre. Chaque procédure sera effectuée deux fois sur des lots indépendants. Le nombre total d'animaux pour ce projet est de 400 souris. Des tests statistiques seront utilisés pour une interprétation fiable des résultats.
Raffinement
Les nuisances seront réduites au maximum grâce à l'utilisation de mesures de raffinement appropriées : Les animaux sont acclimatés dans l'animalerie au moins une semaine avant le début de la procédure. Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation en vigueur pour l’espèce concernée. La surveillance des animaux par du personnel qualifié est quotidienne. Le bien- être des animaux est assuré par un enrichissement de leur environnement grâce à l'utilisation d'une litière à base de cellulose composée de plusieurs éléments, de tailles différentes (matière compacte initialement, décompactée par les animaux), de morceaux de bois à ronger et d'un dôme refuge en cellulose dans toutes les cages. Pour assurer le bien-être des animaux pendant et après la chirurgie, les actes chirurgicaux s'accompagneront d'une prise en charge péri-opératoire de la douleur et d'une anesthésie appropriée. Les souris seront placées dans une couveuse pour faciliter la phase de réveil dans leurs cages initiales. Durant toute la procédure, de la nourriture humidifiée est mise à disposition des animaux directement dans la cage, en plus des croquettes habituelles. En dehors d'une courte période d'isolement limité à deux heures, les souris restent dans leur cage initiale dans les mêmes groupes. Le bien-être des animaux sera également assuré par une surveillance quotidienne de l’aspect et de la motricité ainsi que d'une pesée quasiment quotidienne pendant toute la durée du protocole. Des points limites ont été définis, tels qu'une perte de poids trop importante, une paralysie des membres postérieurs, un saignement de nez, la prostration, l'hérissement du pelage, une surinfection liée à la chirurgie. Il existe aussi un risque de saignement causé par les injections. Il peut survenir aussi des complications liées à l'anesthésie (détresse respiratoire, arrêt cardio-respiratoire, stress thermique).
Choix des espèces
Concernant le stade de développement : Tous les animaux sont des souris mâles fournis par un éleveur agréé. Ils sont livrés à l'âge de 8 semaines. Une période d'acclimatation de 1 semaine est respectée avant le début des procédures. Les animaux sont donc soumis aux procédures à l'âge de 9 semaines. Des animaux jeunes sont utilisés pour éviter l'accumulation de tissu adipeux autour du pédicule vasculaire rénal, qui peut gêner l'interruption de la circulation. Concernant le choix de l’espèce : Les modèles expérimentaux du projet sont bien maîtrisés dans cette espèce par le personnel du laboratoire et sont bien documentés dans la littérature scientifique. Si les résultats de cette étude s’avèrent positifs, il sera intéressant de tester l’implication de cette voie de signalisation dans des modèles de souris génétiquement modifiées et de tester l'efficacité du traitement chez des femelles dans des modèles expérimentaux plus adaptés. En effet, le rein des femelles est plus résistant que le rein des mâles au modèle expérimental choisi et cela impliquerait de refaire toutes les mises au point pour avoir des lésions équivalentes.