Procédures sévères
Etude de la réponse thérapeutique aux chimiothérapies dans les cancers du sang chez la souris
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Injectées sans anesthésie de cellules leucémiques dans la veine de la queue, 960 souris de six à huit semaines vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l'issue. Une ponction de moelle osseuse au fémur, sous anesthésie, suit l'évolution de la maladie, puis les souris malades reçoivent jusqu'à cinq jours de chimiothérapie par injections dans l'abdomen et la queue, elles aussi sans anesthésie, et une partie passe en imagerie. La rate gonfle et peut gêner leurs déplacements, le porteur jugeant possible qu'elle "cause des douleurs" même si les signes visibles en sont rares, et la chimiothérapie peut leur faire perdre du poids, avec un poil terne et parfois le dos voûté pendant deux à trois jours. L'objectif est de comprendre comment une protéine participe à la mort des cellules leucémiques sous chimiothérapie, et les souris sont tuées au plus tard quatre mois après l'injection, plus tôt si elles franchissent un point limite, pour prélever rate et moelle osseuse.
Objectifs
Les agents de chimiothérapie utilisés pour soigner les patients atteints de leucémie (cancer du sang) ont des mécanismes d’action variés, mais leur action précise et majoritaire est encore incertaine. Le projet a pour objectif de mieux comprendre les effets de la chimiothérapie classiquement utilisée pour soigner les leucémies. Nous étudierons en particulier l’importance d’un gène qui participe à la mort des cellules cancéreuses lorsque les patients sont traités avec la chimiothérapie. L’objectif est de comprendre par quels mécanismes la protéine issue de ce gène peut entrainer la mort des cellules cancéreuses.
Bénéfices attendus
Chez les patients atteints de leucémies, les rechutes sont très fréquentes après les traitements par chimiothérapie, en particulier chez les personnes âgées de plus de 60 ans. Les progrès à faire passeront par une meilleure compréhension des mécanismes d’action précis des chimiothérapies, qui pourront alors être améliorées. Ce projet permettra d’approfondir les connaissances sur la chimiothérapie et son mode d’action. Comprendre la manière dont la chimiothérapie conduit à la mort des cellules cancéreuses permet de travailler sur l’amélioration des traitements à plus long terme.
Procédures
Pour mettre en place le modèle de leucémie, les animaux seront soumis à une injection des cellules leucémiques par intraveineuse dans la queue. Cette procédure dure environ 20 secondes et se fait sans anesthésie. L’apparition de la maladie sera suivie par ponction de moelle osseuse (qui est le site d’expansion de ces cellules cancéreuses). Ce prélèvement sera fait au niveau du fémur, dans une patte arrière. Il se fait sous anesthésie et dure environ 2 à 3 minutes. Quand les souris commenceront à être malades, elles seront traitées avec une molécule administrée par injection dans l'abdomen (environ 5 à 10 secondes) et une molécule administrée en intra-veineuse dans la queue (environ 20 à 30 secondes). Ces procédures sont faites sans anesthésie. Pour une partie des souris, des séances d'imagerie seront réalisées (suivi des cellules cancéreuses dans l'animal vivant). Après injection d'une solution permettant de visualiser les cellules d'intérêt (injection dans l'abdomen; durée de 20 secondes), les souris sont anesthésiées puis placées dans un équipement d'imagerie avec maintien de l'anesthésie. Des images sont enregistrées sur une durée de 10 minutes maximum, avant l'arrêt de l'anesthésie et le réveil de l'animal.
Impact sur les animaux
La manipulation des souris pour le traitement engendre un stress, le souris pouvant être traitées quotidiennement pendant maximum 5 jours. Quand la leucémie se développe, la rate des souris grossit (splénomégalie). Cela peut gêner leur mobilité normale. On peut aussi penser qu’elle cause des douleurs même si des signes visibles de douleur ne sont que rarement présents en cas de splénomégalie faible ou modérée. Quand les souris sont traitées avec la chimiothérapie, elles peuvent perdre du poids à partir du troisième jour du traitement. Elles ont alors le poil moins régulier et parfois le dos voûté. Ces effets ont une durée de 2 à 3 jours.
Devenir
Tous les animaux seront systématiquement euthanasiés au maximum 4 mois post-injection si pas d’atteinte du point limite. Les organes cibles de la prolifération des cellules cancéreuses (rate, moelle osseuse) seront prélevés en post-mortem pour une analyse au niveau cellulaire.
Remplacement
Nous avons au préalable testé la chimiothérapie sur des modèles de cellules cancéreuses en culture. Le passage dans l’animal est maintenant nécessaire pour reproduire les conditions physiologiques d’un organisme proche de l’homme, pour confirmer et approfondir les hypothèses.
Réduction
Nous utilisons un nombre suffisant et optimal d’animaux par groupe pour avoir des différences statistiquement significatives entre les groupes. Pour réduire le nombre d’animaux utilisés, différents temps de traitement seront testés en même temps afin de comparer les différents groupes testés à un seul et unique groupe contrôle.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupes pour respecter leur comportement naturel. Ils seront surveillés quotidiennement, et une grille d’évaluation, tenant compte de leur apparence de leur comportement et d’un suivi clinique, sera tenue chaque semaine de façon à définir des points limites de douleur/souffrance suffisamment précoces pour déclencher le recours à l’euthanasie si ces points limites étaient atteints. Ce suivi sera quotidien lors de la phase de traitement. En cas de perte de mobilité, l’accès à la nourriture sera facilité. Les cages seront enrichies pour améliorer le bien-être des animaux. La ponction de moelle osseuse ainsi que l'imagerie seront réalisées sous anesthésie générale avec maintien de la température corporelle (utilisation de support à 37°C).
Choix des espèces
La souris est un petit mammifère suffisamment proche de l’Homme pour les expériences menées dans ce projet. Le gène étudié ainsi que la fonction de la protéine qui en découle sont très proches entre l’homme et la souris. Les molécules testées sont à administrer par différentes voies, toutes disponibles sur l’espèce animale choisie. De plus, le contrôle de leur bien-être au quotidien est facilité car les signes de souffrance/douleur ont été bien caractérisés chez cette espèce. Les leucémies touchent des cellules à un stade précoce de leur développement, ce qui nous conduit à utiliser des souris jeunes adultes de 6 à 8 semaines pour nos expérimentations.
Evaluation de l’efficacité thérapeutique de molécules immunomodulatrices dans des modèles expérimentaux de cancer établis chez la souris
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système immunitaire
Des cellules tumorales sont implantées sous la peau du flanc, puis chaque souris reçoit trois à six injections de produit en trois semaines, la tumeur est mesurée tous les deux jours et l'animal pesé avant et 24 heures après chaque injection. 1 080 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, pour tester des molécules immunostimulantes contre le cancer. Le porteur décrit une croissance tumorale en général bien tolérée, avec des lésions cutanées pouvant aller jusqu'à l'ulcération et la nécrose, et une gêne respiratoire dans le modèle de métastases pulmonaires. Toutes sont mises à mort à la fin de chaque procédure, au motif qu'elles ne peuvent être ni réutilisées, ni replacées, ni adoptées.
Objectifs
Notre organisme se défend à chaque instant contre des attaques extérieures grâce à la surveillance de notre système immunitaire. Néanmoins, en cas de cancer, ce dernier ne parvient pas à empêcher le développement de la maladie. Les traitements d’immunothérapie anticancéreuse vise donc à réactiver le système immunitaire c’est-à-dire à réapprendre aux cellules immunitaires à reconnaître et à détruire les cellules tumorales, cellules anormales à notre corps. Notre projet s’inscrit dans ce domaine par la recherche de solutions thérapeutiques innovantes qui s’attaquent à la cellule tumorale, mais également à son environnement immunitaire. Pour ce faire, nous développons des molécules immunostimulantes qui sont dans un premier temps sélectionnées in vitro à l’aide de tests cellulaires (criblage sur lignées cellulaires rapportrices et mise en œuvre de co-culture mimant les intéractions entre les cellules tumorales et les cellules immunitaires). Cependant, l’évaluation thérapeutique de molécules candidates sur des modèles in vivo demeure nécessaire pour comprendre leur mode d’action. C’est la raison pour laquelle, nous avons recours à divers modèles de tumeurs implantées chez la souris permettant de mimer la pathologie tumorale humaine. Ce projet a donc pour but de : - évaluer l’efficacité de nouvelles molécules à activité anti-cancéreuse - étudier les mécanismes mis en jeu dans la réponse immunitaire anti-tumorale - appréhender la sécurité de la molécule candidate dans des modèles expérimentaux de cancer.
Bénéfices attendus
En premier lieu, ce projet nous permettra d’établir des corrélations entre les réponses obtenues sur nos modèles cellulaires in vitro et la réponse anti-tumorale sur un organisme entier. Cela permettra ainsi de mieux comprendre les mécanismes des voies de l’immunité innée mis en œuvre dans la réponse anti-tumorale du candidat médicament et éventuellement de comprendre les mécanismes de résistance à certains traitements. D’autre part, ces expérimentations in vivo, dont le bénéfice principal attendu est une diminution significative du volume tumoral constituent un prérequis indispensable afin de consolider la preuve de l’efficacité du candidat médicament avant d’envisager son utilisation dans le cadre d’essais cliniques. Ces études précliniques permettent d’appréhender la toxicité de la molécule candidate, en identifiant les effets indésirables qui pourraient empêcher une molécule de passer en phase de développement clinique. Selon les résultats du projet, nous pourrions découvrir de nouvelles stratégies thérapeutiques bénéfiques en immuno-oncologie et proposer ainsi de nouvelles molécules à la communauté scientifique pour lutter contre le cancer chez l’homme, enjeu majeur de santé publique.
Procédures
Les animaux subiront différents types d'actes, injections ou prélèvements qui ne requièrent que quelques secondes à quelques minutes par animal. En fonction du produit thérapeutique testé, chaque animal aura : soit 3 injections ; soit 6 injections de produit avec 2 injections/semaine sur une durée de 3 semaines pour lesquels la douleur est modérée à sévère du fait de la répétition. Pour les interventions pouvant induire un stress chez l’animal, elles seront réalisées sous anesthésie générale.
Impact sur les animaux
Pour les modèles sous-cutanés, les nuisances principales attendues sont liées à la progression tumorale (d’une durée maximale de 7 à 10 jours) qui peut s’accompagner de lésions cutanées d’intensité légère (inflammatoire) à sévère (nécrose) selon le type de tumeurs (l’ulcération de la tumeur ou perte de substance de la peau, étant la lésion la plus grave). La progression tumorale peut également engendrer une gêne dans le déplacement de la souris car l’injection des cellules tumorales génère une masse au niveau du flanc de la souris. Le volume tumoral est mesuré tous les 2 jours et un volume maximal a été déterminé comme critère d’arrêt de la procédure. Normalement, la croissance de la tumeur est bien tolérée par les souris, mais peut dans des cas rares, être associée à une perte de poids, une activité anormale, entraînant une nuisance d’intensité moyenne à sévère. Dans le cas du modèle métastatique pulmonaire, la nuisance d’intensité sévère associée à ce modèle est un inconfort respiratoire lié à la dissémination métastatique dans les poumons, observé uniquement à un stade évolutif tardif. D’éventuels effets secondaires des traitements anti-cancéreux tels que chimiothérapies ou immunothérapies sont possibles, mais il n’est pas attendu d’effet secondaire important avec les molécules évaluées dans ce projet. Quant aux effets prévus, concernant les animaux traités avec le produit thérapeutique, il est attendu une diminution du volume tumoral voire une disparition totale des tumeurs.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin de chaque procédure car ils ne peuvent être ni réutilisés, ni replacés, ni adoptés.
Remplacement
Afin de mettre au point des traitements plus efficaces, seuls les modèles in vivo nous permettent de comprendre les mécanismes complexes au sein d’une tumeur, alors que l’utilisation de lignées cancéreuses en culture est insuffisante pour comprendre les relations/interactions permanentes entre les différents types cellulaires dans un organisme entier. En effet, les tests biologiques sur cellules (in vitro) permettent de connaître rapidement l’activité recherchée mais ne permettent pas d’appréhender l’efficacité d’un produit thérapeutique ni son innocuité sur un organisme entier. Le recours à des animaux est justifié par la nécessité d’avoir un système immunitaire complet pour mesurer l’index thérapeutique et la réponse immunitaire antitumorale de nos molécules. L’utilisation d’animaux à des fins scientifiques occupe donc encore aujourd'hui une place centrale en immuno-oncologie.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisés dans une expérimentation sera de 46 au maximum. Ce nombre est réduit à son minimum soit 6 ou 10 animaux/groupe dans le cas des modèles sous-cutanés ou 8 animaux/groupe dans le cas du modèle métastatique. Il a été déterminé à partir de publications évaluant des biomolécules d’immunothérapie sur les mêmes modèles animaux utilisés dans ces procédures et il est suffisant pour mettre en évidence des différences significatives sur le volume tumoral, notre critère majeur. Cela permet également de limiter la répétition des études (réduction du nombre d’études) et de pouvoir gérer techniquement l’expérimentation (surveillance clinique plus adaptée du fait d’un nombre limité d’animaux) tout en gardant suffisamment d’animaux par groupe pour réaliser des études statistiques significatives. Le nombre maximal d'animaux considéré pour ce projet est par conséquent de 1080 souris, sur une durée maximale de 5 ans
Raffinement
Parmi les mesures spécifiques prises, nous privilégions l’utilisation de l’anesthésie gazeuse pour la sédation car elle permet une anesthésie de très bonne qualité, sûre et réversible ainsi qu’un réveil rapide. En effet, pour minimiser le stress et la douleur liés aux injections ou aux prélèvements sanguins, les animaux sont anesthésiés lors de la mise en œuvre de ces actes. D’autre part, nous mettons en œuvre des soins per-opératoires qui contribuent à raffiner nos procédures : vérification de la profondeur d'anesthésie ; surveillance de la fréquence respiratoire ; utilisation de tapis chauffant durant l’implantation des cellules tumorales ou les injections intra-veineuses et les prélèvements sanguins ; utilisation de gel oculaire protecteur durant l’anesthésie ; utilisation d’une lampe chauffante et de fibre naturelle de coton durant la phase de réveil. Enfin, nos procédures requièrent une surveillance accrue en plus d’une surveillance quotidienne : avant et 24h après chaque injection du produit thérapeutique, les animaux sont pesés afin de mettre en évidence une éventuelle toxicité aigüe et 4h après chaque injection, les animaux sont réexaminés. Un examen clinique individuel sur chaque animal est réalisé tous les 2 ou 3 jours au cours duquel la taille des tumeurs est mesurée et l’état général de l’animal est observé. Afin de prévoir l’apparition de la douleur, nous avons établi des points limites précoces (critères d’interruption) ainsi qu’une grille de score qui déterminent les actions à mener en cas de souffrance avérée de l’animal. Cette grille prend en compte 1) le comportement de l’animal dans la cage, 2) l’apparence générale, 3) les fonctions physiologiques et 4) l’inspection et la taille de la tumeur. Grâce à cette grille de score, les éventuels signes cliniques de douleur (locale ou générale) sont détectés et un traitement local ou systémique d’analgésique est appliqué pour y remédier. Dans le cas exceptionnel de douleur non maitrisée par ces traitements post-opératoires, les animaux sont immédiatement mis à mort.
Choix des espèces
La souris est actuellement l’organisme-modèle le plus utilisé en recherche biomédicale et en cancérologie : en effet, très peu de modèles en cancérologie existe chez l’espèce rat (cancer de la prostate). Elle présente de nombreux intérêts : sa taille, sa courte durée de vie et son rythme rapide de reproduction par rapport à d’autres organismes-modèles. De plus, les souris développent des pathologies tumorales spontanées ou induites, similaires à celles présentes chez l’homme (mécanismes physiopathologiques comparables, biomarqueurs similaires) et ces mammifères présentent une forte homologie phylogénétique avec l’homme (90%). Elles permettent également de produire un grand nombre d’individus identiques (syngéniques), ce qui permet d’assurer une meilleure reproductibilité des conditions expérimentales. En outre, elles présentent des caractéristiques physiologiques qui permettent une variété de techniques d’administration et de prélèvement présentant des analogies avec ce qui est réalisé en recherche clinique sur l’homme. Enfin, du fait de leur taille (20-25g) par rapport au rat, cela permet une manipulation plus aisée et de réduire les quantités de molécules à utiliser. Ces expériences seront réalisées sur des souris adultes mâtures âgées de 8 à 12 semaines. Le stade adulte ou adulte mâture est celui où les pathologies cancéreuses se développent et où le sytème immunitaire est totalement fonctionnel.
Étude de l’impact d’une exposition chimique aux composés organophosphorés sur l’unité neuro-vasculaire
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système immunitaire
- Système nerveux
Une perte de poids de plus de 15 % ou un score supérieur à 7 sur l'échelle de grimace déclenche la mise à mort. 920 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées à l'issue pour prélever leurs tissus. La moitié d'entre elles reçoit une prothèse crânienne posée en quarante-cinq minutes, puis toutes sont intoxiquées par un composé organophosphoré et passent une à trois heures par séance sous IRM ou imagerie ultrasonore. Le porteur indique que l'intoxication peut provoquer fasciculations, mâchouillements, chute du tonus musculaire, tremblements généralisés et mort, et présente ces travaux comme une réponse à la menace des armes chimiques et aux 300 000 décès annuels par pesticides.
Objectifs
Bien que très réglementée, l’utilisation de composés organophosphorés (OPs) est courante dans l’agriculture où sont utilisés des pesticides tels que le chlorpyrifos. L’incidence d’intoxication passive, active ou accidentelle avec des pesticides OPs est associée à près de 300 000 décès annuels dans le monde pour près de 3 millions de cas d’intoxication reportés. Plus inquiétant, l’utilisation en 2017 d’armes de guerres neurotoxiques contenant des OsP (Sarin en Syrie et VX en Malaisie), démontre une menace toujours actuelle pour les populations civile et militaire. Sur le plan physiopathologique, l’intoxication aigue aux OP entraîne l’inhibition irréversible des cholinestérases augmentant la concentration d’acétylcholine dans l’ensemble de l’organisme ce qui conduit à une hyperactivité du système nerveux central (SNC) qui peut engendrer des œdèmes cérébraux, de la neurodégénérescence et des crises épileptiques voir la mort. Si le traitement d’urgence permet de stabiliser les victimes, son efficacité au niveau du SNC est limitée. De plus certaines victimes peuvent être exposées à de faibles doses d’OPs sans présenter les symptômes de la phase aigue mais présentent des déficits cognitifs à long terme. Très peu d’études se sont intéressées aux effets des faibles doses sur le système neurovasculaire. Ainsi, ce projet vise à mieux comprendre l’impact d’une intoxication aux OPs au sein de l’unité neurovasculaire (UNV) à court et moyen terme. De plus, améliorer nos connaissances sur ce domaine nous permettra de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques et diagnostiques.
Bénéfices attendus
D’un point de vue scientifique, cette étude va nous permettre d’acquérir des données fondamentales mais aussi translationnelles ou appliquées menées sur la physiopathologie des intoxications aux composés organophosphorés. Les procédures expérimentales ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information.
Procédures
(Souris Mus musculus ; n=460) : Modèle d’intoxication - Induction de l’intoxication +/- traitements (durée : 1h). - Evaluation de l’inflammation cérébrale et de la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique (BHE) par imagerie par résonnance magnétique (IRM) (durée : 1h/mesure). - Evaluation des conséquences fonctionnelles par imagerie Doppler et functional ultrason imaging (fUS) sous anesthésie (durée : 1h/mesure). (Souris Mus musculus ; n=460 ) : Modèle d’intoxication vigile - Pose de prothèse crânienne/récupération (durée : 45min). - Induction de l’intoxication +/- traitements (durée : 1h). - Evaluation des conséquences fonctionnelles par imagerie fUS vigile (durée : 1-3h/mesure).
Impact sur les animaux
Les nuisances et effets indésirables étant susceptibles d’apparaître chez les animaux seraient pour toutes les procédures : une perte de poids, des douleurs post-opératoires, du stress, des déficits fonctionnels et/ou cognitifs. De plus, l’intoxication aux organophosphorés est susceptible d’induire des symptômes caractéristiques tels que : l'arrêt d’activité, des fasciculations (contractions involontaires des muscles), mâchouillements/bâillements, chute du tonus musculaire, dos vouté, tremblements généralisés allant jusqu’à la mort de l’animal.
Devenir
L'ensemble des animaux utilisés dans ce projet feront l'objet d'une mise à mort à la fin de chaque procédure afin de générer des tissus permettant des observations histologiques ou par quantification protéiques.
Remplacement
Les procédures expérimentales pour réaliser ce projet ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information. En effet, des approches in silico ne permettent pas d’obtenir le même niveau de sensibilité. De même, des approches in vitro ne permettent pas de reproduire la complexité d’un modèle in vivo. Nous avons sélectionné le modèle présentant le meilleur compromis entre pertinence scientifique et sensibilité de l’espèce. Avant de procéder à une telle étude, nous nous sommes assurés d’utiliser le nombre minimal d’animaux adéquat pour atteindre le résultat souhaité afin de souscrire au principe de réduction. Le projet est justifié d’un point de vue scientifique car il permettra des recherches fondamentales, translationnelles et/ou appliquées concernant la physiopathologie d’une intoxication aux OPs.
Réduction
Avant de procéder à une telle étude, une approche statistique a été réalisée afin de s’assurer d’utiliser le nombre minimal d’animaux adéquat pour atteindre le résultat souhaité. De plus, des méthodes d’études non-invasives telle que l’imagerie (IRM, fUS…) sont utilisées dans ce projet afin de faire un suivi longitudinal des animaux, permettant de recueillir de nombreuses données sans augmenter le nombre d’animaux. Dans ce projet, le nombre minimum d’animaux a été défini en fonction de la spécificité/sensibilité des méthodes utilisées, à partir de nos expériences précédentes, de nos données sur chaque modèle et des données disponibles dans la littérature. En fonction de l'expérimentateur (habileté, expérience, prédisposition pour ce type de gestes), le nombre d'animaux pourra être revu à la baisse en fonction de son aisance. L’ensemble des échantillons collectés permettra un partage de tissus, une réutilisation et donc une réduction du nombre d'animaux nécessaires.
Raffinement
Les principes éthiques et les standards de raffinement seront utilisés pendant tout le projet. Le bien-être des animaux sera contrôlé 7j/7 par du personnel qualifié. Cette surveillance quotidienne permettra de détecter tout signe clinique de souffrance et d’agir rapidement pour mettre fin à une éventuelle détresse. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire pour les techniques utilisées dans ce projet montre que les animaux se déplacent et s'alimentent normalement, prennent bien soin de leur pelage, n’émettent aucun son audible à l'oreille humaine Une fois entrés en protocole, les animaux seront pesés tous les jours pour surveiller leur poids et mis à mort si une perte de poids de plus de 15% est observée et/ou si leur score sur l’échelle de la douleur (Mouse Grimace Scale) est supérieur à 7 pendant les 48h critiques au modèle. L’hébergement des animaux s’effectuera au moins 7 jours avant le début des procédures pour minimiser leur stress. Les animaux sont hébergés dans des cages standards aux normes européennes (type IV. La nourriture, la boisson et la litière sont changés une fois par semaine. Néanmoins, ces changements pourront être effectués plus fréquemment si nécessaire. De plus, une maison en carton et des produits nécessaires à la nidification seront placés dans les cages des animaux. La litière et les enrichissements du milieu d'hébergement des animaux permettront de réduire leur stress et de faciliter leur thermorégulation. Durant la mise en place des modèles, les souris seront sous anesthésie générale et sous analgésie. Après chirurgie, les souris seront placées dans des enceintes post opératoires chauffées avant d’être remises dans leurs cages propres et disposeront de croquettes humides dans une coupelle sur le sol de leur cage ou bien encore de la nourriture gélifiée pour faciliter la prise de nourriture et l'hydratation pendant la période post-opératoire. Des gommettes de couleurs seront collées sur les étiquettes des cages afin d’assurer une surveillance adaptée (ex : rouge après une procédure chirurgicale pour une surveillance plus importante).
Choix des espèces
La souris (Mus musculus) est l’espèce animale qui a été la plus étudiée dans le domaine des neurosciences et notamment dans le cadre de développement de stratégies diagnostiques et de thérapies pharmacologiques. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour non seulement étudier les effets de l’intoxication aux composés organophosphorés sur le SNC mais également pour tester l’efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques. Qui plus est, il n’existe pas de modèle fiable utilisant des vertébrés moins sensibles ou des invertébrés, compte tenu de leur anatomie et de leur physiologie très différentes de l’Homme. Les animaux utilisés seront âgés de 8 à 10 semaines et auront un poids compris entre 35 et 40g lors de l’intoxication. Nous choisissons des animaux de cet âge afin de pouvoir comparer les données existantes au laboratoire et dans la littérature, puisque le modèle d’intoxication au NIMP a été développé chez des animaux ayant un stade de développement identique.
MSU-péritonite: Modèle murin de péritonite induit par injection de cristaux d’urate monosodique (MSU)
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Des cristaux d'urate monosodique sont injectés dans l'abdomen de 600 souris pour y déclencher une péritonite en moins de vingt-quatre heures. Les procédures sont classées en souffrance sévère. Le porteur annonce pourtant des douleurs aiguës limitées à moins de deux heures après l'injection, après quoi les animaux ne présenteraient plus aucun signe de douleur, et il recopie son paragraphe sur la réduction à la place de tout argument sur le remplacement. Toutes les souris sont tuées à l'issue pour récupérer le liquide péritonéal et différents organes, à raison de dix études de soixante animaux sur trois ans.
Objectifs
La goutte est une maladie inflammatoire particulièrement prévalente causée par la formation de dépôts articulaires et péri-articulaires de cristaux d’urate monosodique (UMS ou MSU). La goutte représente le rhumatisme inflammatoire chronique le plus fréquent en France. L’objectif de ce projet est d’utiliser un modèle murin permettant de reproduire les phénomènes de la goutte le plus prédictifs possible afin de refléter la pathologie et de pouvoir évaluer des nouveaux traitements. Le modèle consiste en l’injection intra-péritonéale de cristaux d’urate monosodique (MSU) chez des souris. Un lavage péritonéal est ensuite réalisé pour analyse des cellules recrutées. Les principales caractéristiques du modèle sont son délai de réalisation court (≤ 24h).
Bénéfices attendus
Ce projet a pour finalité la mise au point d’un modèle d’inflammatoire chez la souris qui récapitule les aspects clés de la goutte chez l’homme. Ce modèle permettra par la suite de sélectionner des molécules thérapeutiques grâce à un modèle préclinique prédictif permettant de transposer l’utilisation de ces molécules chez l’homme lors d’essais dans différentes phases cliniques. Pour cela, les expériences chez l’animal, qui représente un système d’essai physiologiquement proche de l’homme, permettent d’évaluer l’efficacité, la toxicité, la pharmacocinétique et la pharmacodynamique de nouveaux composés afin d’éviter ces essais directement chez l’homme. II sera possible d’étudier les mécanismes inflammatoires de la goutte dans un environnement mimant la pathologie chez l’homme. Grâce à ces études dans un environnement adapté, il sera aussi par exemple possible de suivre la réaction du système immunitaire de l’hôte face à la maladie, de moduler et/ou orienter le système immunitaire afin de donner à l’organisme les moyens de se défendre.
Procédures
Les animaux seront pesés avant induction et l’étude durera au maximum 24h. La péritonite est induite par un seul traitement en intrapéritonéale. Des composés chimiques ou biologiques seront administrés aux animaux par voie : intramusculaire et intradermique (anesthésie (5-10 minutes), avec analgésie, maximum 2 sites/jours), orale sur animaux vigiles (1 minute) maximum 4 fois par jour espacé de 6h, sous cutanée (anesthésié, 1 heure, ou vigile, 1 minute) maximum 3 sites par jours, intrapéritonéale (anesthésié, 1 heure, ou vigile, 1 minute) maximum 4 fois par jour, intraveineuse vigile ou anesthésié (anesthésié, 5-10 minutes, ou vigile, 1-2 minutes) maximum 2 fois par jour. Le nombre, le volume et la fréquence d’administration suivront les recommandations de SBEA (Structure du bien-être animale). Des prélèvements de sang, d’urine ou de fèces pourront être réalisés (3 minutes sur animal vigile, 1 heure si anesthésie. Le nombre et la fréquence des prélèvements seront adaptés à la durée de la procédure(24h) et suivront les recommandations du comité d’éthique.
Impact sur les animaux
Dans ce modèle d’inflammatoire, des douleurs aigues transitoires (< 2 heures), après administration du MSU sont attendues ensuite les animaux ne présentent plus de signe de douleurs Les animaux recevront un traitement par voie intrapéritonéale (MSU) et pourront subir des prélèvements de sang à l’aiguille, ce qui pourrait induire une douleur et un stress léger. La douleur générée sera limitée à la piqure d’une aiguille. Au cours d’une étude, les animaux seront manipulés. Les mesures de poids entraînent un stress que l’on peut considérer comme faible. Le jour de la randomisation, les animaux seront potentiellement mis avec de nouveaux congénères. Cela pourra engendrer un stress de 1-2j.
Devenir
Après les procédures, les animaux seront mis à mort afin de pouvoir procéder à la récupération du liquide péritonéale et différents organes, nécessaires pour évaluer l’efficacité des composés testés sur les maladies d’intérêt.
Remplacement
Le nombre minimum suffisant permettant d’observer des différences significatives sur les paramètres d’intérêt est systématiquement utilisé. En pratique, ces nombres ont été déterminés sur la base de la littérature sur le sujet et d’expériences préalables dans nos laboratoires. En moyenne, une étude comprendra 60 animaux. Nous estimons effectuer environ 10 études sur 3 ans. Dans le modèle, il a été démontré que 6 à 10 animaux sont nécessaires en fonction des paramètres d’intérêt, afin d’observer des différences sur ces paramètres. Le nombre élevé d’animaux prévu est lié au nombre d’études élevé prévues pour tester un grand nombre de composés et de schémas d’administration et au nombre d’animaux par étude. Dans la mesure du possible, le maximum d’analyses compatibles sera effectué sur les mêmes tissus afin d’éviter de multiplier les animaux nécessaires. Afin d’éviter de multiplier les groupes contrôles, dans la mesure du possible si plusieurs composés doivent être testés ils le seront au cours de la même étude.
Réduction
Le nombre minimum suffisant permettant d’observer des différences significatives sur les paramètres d’intérêt est systématiquement utilisé. En pratique, ces nombres ont été déterminés sur la base de la littérature sur le sujet et d’expériences préalables dans nos laboratoires. En moyenne, une étude comprendra 60 animaux. Nous estimons effectuer environ 10 études sur 3 ans. Dans le modèle, il a été démontré que 6 à 10 animaux sont nécessaires en fonction des paramètres d’intérêt, afin d’observer des différences sur ces paramètres. Le nombre élevé d’animaux prévu est lié au nombre d’études élevé prévues pour tester un grand nombre de composés et de schémas d’administration et au nombre d’animaux par étude. Dans la mesure du possible, le maximum d’analyses compatibles sera effectué sur les mêmes tissus afin d’éviter de multiplier les animaux nécessaires. Afin d’éviter de multiplier les groupes contrôles, dans la mesure du possible si plusieurs composés doivent être testés ils le seront au cours de la même étude.
Raffinement
Les actes douloureux seront réalisés avec analgésie. Les actes moins stressants (autres administrations et prélèvements) seront réalisés sous anesthésie sauf si la contention génère moins de stress ou si l’anesthésie n’est pas possible (administration orale). Pour évaluer d’une façon sensible l’état de souffrance et établir les points limites, la spécificité de la procédure est prise en compte. Les expérimentateurs sont formés pour reconnaître ces signes. Les personnes en charge du bien-être et du soin des animaux veillent au respect des points limites. Un système d’alerte est mis en place pour statuer sur la mise à mort de l’animal. Les principaux points limites concernent l’état général de l’animal et sont listés en détail dans la procédure. Des points limites supplémentaires seront ajoutés en cas de détection d’effets non prévus de l’induction des maladies et/ou en cas de mise en place de méthodes plus raffinées d’évaluation de la souffrance des animaux.
Choix des espèces
- L’administration du MSU en intrapéritoneale chez des souris est bien documentée dans la littérature. - Pour ce modèle inflammatoire, il faut utiliser des souris immunocompétentes. - De plus, diverses souches de souris immunocompétente sont disponibles pour l’établissement de ce modèle. Les souris autorisent une variété de techniques d’administration, de prélèvement présentant des analogies avec ce qui peut être réalisé en recherche clinique sur l’homme. Les animaux seront utilisés à l’âge adulte (7-8 semaines lors de leur première manipulation). Des animaux adultes sont utilisés afin qu’ils aient leur poids et leur morphologie adulte pour faciliter l’induction de la maladie. Les animaux adultes pourront mieux supporter le traitement ainsi que les éventuels effets secondaires des composés testés.
Etude de l’effet de composés sur la régénérescence des fibres nerveuses lésées consécutivement à l’écrasement du nerf sciatique chez la souris.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Jusqu'à 364 administrations et 57 prélèvements sanguins en 91 jours pour un même animal, 1 000 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, toutes tuées à l'issue. Le nerf sciatique de chaque souris est écrasé au cours d'une chirurgie de trente minutes, puis la récupération est mesurée par un test de répartition du poids répété jusqu'à treize fois et une mesure de conduction nerveuse sous anesthésie répétée jusqu'à quatorze fois. Il s'agit d'évaluer des molécules censées favoriser la réparation nerveuse après un accident, dont les effets secondaires restent inconnus. Le porteur retient de jeunes souris de huit semaines, capables selon lui de supporter la chirurgie sans altération de leur état général, et concède que l'écrasement du nerf peut provoquer des douleurs.
Objectifs
La neuropathie périphérique désigne l'ensemble des maladies des nerfs périphériques issus de la moelle épinière. Ces pathologies peuvent avoir des causes variées comme du diabète, une carence en vitamines, des phénomènes inflammatoires, des traitements anti-cancéreux ou des traumatismes. Au vu de l’incidence de ces pathologies et de leurs impacts sur la qualité de vie des patients, de nombreuses recherches sont menées pour prévenir les neuropathies, ou favoriser la réparation des nerfs périphériques. Dans ce projet, nous nous intéressons aux neuropathies induites par un traumatisme mécanique. Chez l’homme, ce phénomène se produit lorsqu’un accident provoque la section ou l’écrasement d’un nerf. L’objectif de ce projet est d’évaluer, chez la souris, les effets de traitements qui amélioreraient la récupération du nerf lésé. Nous utiliserons pour cela plusieurs tests évaluant l’état clinique des animaux afin de déterminer si les nouveaux traitements en cours de développement peuvent être bénéfiques ou non pour les patients.
Bénéfices attendus
Il est attendu que ce projet permette de mettre en évidence le potentiel de nouvelles molécules pour la régénération nerveuse. Cela serait une grande avancée pour les patients ayant subi des dommages invalidants lors d’accident par exemple.
Procédures
Tous les animaux subissent une chirurgie (30minutes maximum) sous anesthésie. Les douleurs peri-opératoires sont prises en charge par un traitement antalgique et anti-inflammatoire. Après la chirurgie, les animaux peuvent être traités par le composé à étudier (4 administrations par jour maximum incluant les traitements antidouleurs) ce qui donne un maximum de 364 administrations et de 1 à 57 prélèvements sanguins sur 91 jours en ne dépassant pas les recommandations éthiques en termes de volume prélevé et en garantissant le délai de récupération réglementaire. Puis ils sont évalués dans deux tests différents : un test de répartition pondérale lors de déplacement libre réalisé jusqu’à 13 fois (durée 7 min) et une mesure de conduction nerveuse sous anesthésie gazeuse réalisée jusqu’à 14 fois (durée 10 min). A la fin de l’expérience, un prélèvement sanguin peut être effectué juste avant la mise à mort de l’animal.
Impact sur les animaux
Ce projet faisant appel à une chirurgie, les douleurs péri-opératoires sont probables. Il n’est pas exclu que l’écrasement du nerf engendre des douleurs. Comme nous administrons des composés qui sont en phase d’études pré-clinique, leurs effets secondaires potentiels ne sont pas connus et peuvent apparaitre au cours de l’étude. Les administrations répétées ainsi que les potentiels prélèvements sanguins peuvent induire des désagréments au niveau des sites d’administration et de prélèvement comme une douleur passagère ou une irritation, une inflammation, une induration mais aussi un phénomène de mâchonnement et de fausse route pour la voie per os. Un stress lié aux différentes manipulations (administration de composés, contention, …) et tests comportementaux peut également apparaitre. Si le prélèvement terminal de sang nécessite une mise à jeun cela peut induire un stress chez l’animal.
Devenir
L'ensemble des animaux sera mis à mort à la fin de l'expérience, une partie des animaux est mis à mort pour faire des prélèvements, l’autre partie ne peut pas être replacée ou ré-utilisée car les animaux sont traités avec des substances aux effets inconnus à long terme.
Remplacement
Ce projet met en œuvre une neurodégénérescence nerveuse dans l’objectif d’étudier les possibilités de réparation au niveau de l’organisme. Notre veille bibliographique laisse à penser que les processus d’écrasement du nerf sciatique dans ce projet ne peuvent être modélisés qu’à travers l’étude de l’animal vivant. Les cultures cellulaires, de même que les modèles in-silico disponibles à l’heure actuelle, sont utiles afin de sélectionner les molécules présentant le meilleur potentiel mais ne fournissent qu’une réponse limitée à nos questions. En l’état actuel des connaissances, ils ne peuvent remplacer le système complexe qu’est l’organisme vivant. Ainsi, le présent projet ne pourrait être complètement réalisé sans le recours aux animaux.
Réduction
Après analyse de puissance statistique, nous envisageons d’utiliser 10 animaux par groupe. De plus, nous cherchons toujours un compromis expérimental permettant de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés. Par exemple, nous favorisons le test de plusieurs conditions expérimentales en parallèle afin de ne pas multiplier les groupes témoins. De plus, nous réalisons aussi des prélèvements post mortem associés aux études in vivo dans l’objectif de soutenir les données obtenues par des analyses histologiques. Lorsque c’est possible, nous utiliserons la patte contra-latéral de chaque animal comme contrôle de la patte lésée. Les animaux incluent dans ce projet vont nous permettre de mener 20 études réparties sur les 5 ans de l'autorisation.
Raffinement
Le bien-être des animaux est primordial durant les expérimentations. Ainsi, un certain nombre de mesures sont mises en œuvre, avec notamment l’intégration d’une phase d’acclimatation à l’arrivée des animaux sur site (minimum 1 semaine) avant toute expérimentation. Nous portons une attention particulière à fournir aux animaux des conditions optimales d’hébergement afin de réduire au maximum le stress lié à la captivité et aux expérimentations. Les animaux sont hébergés en cohorte pour respecter leurs besoins sociaux. Comme il est important que les animaux puissent exprimer certains de leurs comportements propres, nous fournissons un enrichissement important du milieu : un tunnel en carton accroché à la grille de la cage afin d’en augmenter le volume utile, une maisonnette en carton afin de permettre aux animaux de se cacher, et de la frisure pouvant servir de matériel de nidification, de jeu et de matériel à grignoter. Les animaux sont observés tous les jours et leur comportement est suivi afin de déceler tout signe d’inconfort ou de stress. A partir du début de l’expérimentation, les animaux sont pesés au minimum 2 fois par semaine. Les manipulations sont faites par du personnel compétent. Le nombre et la durée des tests sont réduits et espacés autant que possible. Le prélèvement de sang trans-thoracique est réalisé sous anesthésie générale, tout comme les mesures de l’activité électrique musculaire par électromyographie (EMG), afin d’éviter que l’animal ne bouge. La chirurgie est effectuée sous anesthésie générale, en présence de traitements antalgiques et anti-inflammatoire, avec une aide au maintien de la température corporelle de l’animal et en garantissant la stérilité de l’intervention. Un suivi post-chirurgical rapproché sera réalisé, les animaux recevront le soir et le lendemain matin de la chirurgie un antalgique pour prendre en charge leur douleur. Chaque fois que les animaux sont soumis à divers tests, le choix des tests, la fréquence de mise en œuvre et leur ordre d’exécution est établi afin d’impacter le moins possible le bien-être des animaux. De plus, nous avons établis des points limites afin de soustraire l’animal à une douleur qui serait inattendue. Si de nouvelles approches moins stressantes ou douloureuses pour l’animal venaient à être mises au point après le début de ce projet, une concertation avec notre SBEA sera réalisée afin d’intégrer ces nouvelles pratiques dans nos procédures.
Choix des espèces
Dans le cadre de ce projet, nous utilisons des souris non transgéniques. Le choix de l’espèce a une importance primordiale dans la recherche à visée médicale. Ce choix prend en compte plusieurs critères mais le critère majeur est la pertinence scientifique du modèle. Nous n’utilisons que des modèles fiables qui présentent une prédictivité reconnue, une bonne reproductibilité et dont l’extrapolation des conclusions à l’homme est largement admise. De plus, cette espèce dispose d’une énorme base d’informations physiopathologiques et d’outils de diagnostiques, permettant ainsi de réduire considérablement les expérimentations pilotes. Dans ce projet, nous utilisons des jeunes adultes (début des procédures à 8 semaines) car les pathologies modélisées dans ce projet ne sont pas des pathologies liées au vieillissement. De plus, les animaux doivent pouvoir supporter une intervention chirurgicale sans altération de leur état générale.
Etude chez la souris mâle d’une protéine régulatrice de la thrombose
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Pour explorer les premières heures qui suivent la formation d'un caillot, 66 souris mâles subissent une chirurgie d'une heure trente à une heure quarante-cinq destinée à provoquer une thrombose de la veine cave. Une partie est opérée sous anesthésie et tuée sans reprise de conscience, l'autre passe par des procédures d'un niveau de souffrance sévère. Le porteur indique que les 48 heures suivant l'opération peuvent s'accompagner de douleur, d'un durcissement de la zone opérée et d'une occlusion intestinale, et prévoit une à deux échographies sous anesthésie. Toutes finissent par un prélèvement de sang puis une perfusion de fixateur directement dans le cœur, pour analyser les tissus.
Objectifs
La maladie thromboembolique est une maladie des veines qui se manifeste sous forme de thrombose veineuse (caillot dans une veine) ou d’embolie pulmonaire (caillot dans une artère des poumons). Cette pathologie constitue un problème de santé publique majeur en raison de sa fréquence, de sa gravité et de la difficulté à identifier une cause chez plus de la moitié des patients. Les traitements de la maladie thromboembolique reposent sur des anticoagulants qui sont associés à un risque d’hémorragie important et qui ne protègent pas contre les possibles séquelles ou récidives de la maladie. Les travaux menés au sein de notre équipe visent à identifier de nouvelles cibles responsables de la formation d’un thrombus et/ou de la récidive de la maladie. Nous avons démontré le rôle important une protéine impliquée dans la modification de la paroi de la veine. L’utilisation d’un modèle de thrombose veineuse chez la souris a permis de démontrer que cette protéine a un effet néfaste dans la formation d’un tissu cicatriciel de la veine. Cette cicatrisation inappropriée favoriserait la formation d’un second thrombus. Cependant, nous ne connaissons pas les mécanismes mis en jeu juste après la formation du premier thrombus qui expliquerait l’activation de cette protéine. Nous souhaitons donc explorer la phase précoce suivant la formation d’un premier thrombus dans cette demande d’autorisation de projet. La thrombose sera induite chez la souris par une chirurgie et l’activité de notre protéine d’intérêt sera inactivée à l’aide d’un inhibiteur. Nous évaluerons les propriétés de la paroi veineuse dans le temps (30 minutes jusqu’à 48h). Le traitement avec cet inhibiteur permettra de proposer une alternative aux thérapeutiques habituelles de la thrombose veineuse.
Bénéfices attendus
Le traitement de la maladie veineuse thromboembolique repose sur les anticoagulants qui présentent un risque hémorragique important et que les patients doivent le plus souvent prendre à vie. Le but de ce projet est de mettre en évidence de nouveaux mécanismes cellulaires et moléculaires qui permettront à moyen terme le développement de traitements adjuvants aux anticoagulants et donc une prise en charge plus personnalisée des patients.
Procédures
Afin d’induire une thrombose veineuse, les animaux subiront une chirurgie sous anesthésie (durée 1h30 à 1h45). Les animaux recevront 1 à 6 administration(s) (durée 1 minute par administration), ils seront anesthésiés pour ce geste. Nous injecterons à ces animaux un analgésique et certains d’entre eux recevront également un inhibiteur de notre molécule d’intérêt. Le suivi de la formation du thrombus sera assuré par échographie doppler. Cet acte sera réalisé sous anesthésie (durée 15 minutes), 1 à 2 fois selon les groupes (intervalle 24h). Tous les animaux préalablement anesthésiés et analgésiés, auront un prélèvement sanguin unique (durée 1 minute) suivi d’une perfusion intracardiaque de fixateurs (durée 12 minutes) en vue d’analyse des tissus.
Impact sur les animaux
Dans les 48h après la chirurgie, les conséquences de la chirurgie peuvent être : (1) Douleur, durcissement de la zone de chirurgie, sensation de chaleur au niveau de la veine cave inférieure, (2) Occlusion intestinale, (3) Douleur au niveau de la zone suturée.
Devenir
Afin de réaliser des analyses biologiques et histologiques, des prélèvements d’organes vitaux et de sang seront effectués sur les souris. C’est pourquoi, les animaux seront mis à mort à l’issue de la procédure.
Remplacement
La maladie veineuse thromboembolique est une maladie multifactorielle impliquant le système vasculaire, les cellules circulantes (plaquettes, globules rouges et globules blancs) et les organes lymphoïdes secondaires (ganglions, rate). Les modèles in vitro ou ex silico sont encore incomplets et ne permettent pas de prendre en compte la complexité de cette pathologie.
Réduction
Concernant les groupes contrôles sans chirurgie un lot de 6 animaux est nécessaire. Concernant les groupes subissant uniquement une chirurgie et qui seront mis à mort à J0 (T= 30 min, 4h ou 6h), des lots de 10 animaux seront suffisants. Nous réaliserons des prélèvements d’organes et de sang chez ces animaux en vue d’analyses biologiques et histologiques. Concernant les groupes subissant une chirurgie et un traitement avec un inhibiteur de notre molécule d'intérêt, des groupes de 15 animaux seront nécessaire. En effet, 80% des souris subissant une chirurgie vont thromboser, nous avons réalisé une étude statistique concluant qu’un échantillon de départ d’au moins n = 15 souris est nécessaire. Les animaux seront réceptionnés sur plusieurs commandes, nous ajusterons ces commandes en fonction de nos besoins. L’utilisation de l’échographie doppler nous permettra de déterminer s’il existe une différence significative de la taille du thrombus à J2 entre les souris contrôles et celles traitées avec un inhibiteur de notre molécule d'intérêt. A mi-projet, nous ferons un point et nous stopperons l’inclusion des animaux si les analyses s’avèrent concluantes. Concrètement, nous n’achèterons plus d’animaux pour ce projet.
Raffinement
Dans le cadre de ce projet, nous avons mis en place des mesures de raffinement adaptées à notre modèle expérimental. Concernant les conditions d’hébergement, les animaux sont maintenus en groupes sociaux et les cages sont enrichies avec un igloo et des lanières de papier pour la nidification. Au cours de la chirurgie, nous préviendrons : - la survenue d’une infection (travail en condition aseptique) - la douleur (analgésie et anesthésie) - l’hypothermie (tapis chauffant) - la déshydratation (administration de sérum physiologique) - le desséchement oculaire (gel ophtalmique). En post-opératoire, nous utiliserons de façon systématique un gel d’hydratation qui sera supplémenté en analgésique la nuit suivant la chirurgie.
Choix des espèces
Le modèle murin de thrombose veineuse que nous souhaitons utiliser est le modèle de référence pour l’étude de la maladie veineuse thromboembolique. Il est très bien caractérisé dans la littérature, fiable, reproductible et reconnu par nos pairs. L’implication de notre molécule d'intérêt dans la survenue de la fibrose est étudiée par nos pairs à l’aide de modèle murin. L’efficacité des traitements inhibiteurs de cette molécule est couramment testée chez la souris, la posologie de ces traitement est bien caractérisée pour cette espèce. La maladie thromboembolique veineuse touche les adultes, tous les animaux que nous utiliserons serons âgés de 7 à 11 semaines. L'utilisation de jeunes adultes, dont le poids variera entre 20-30g, facilitera la chirurgie.
Etude du microenvironnement immunitaire dans le développement précancéreux à la zone de transition anorectale
- Recherche fondamentale
- Oncologie
3 424 souris vont être utilisées, chacune pouvant subir jusqu'à huit grattages de la zone anorectale au scalpel à bout rond, deux fois par semaine pendant quatre semaines, dans des procédures allant d'un niveau de souffrance léger à sévère. Toutes sont tuées, avec ou sans prélèvement d'organes selon qu'elles portent ou non le génotype recherché. Elles expriment un oncogène qui leur fait développer au bout d'un mois des papillomes dans la bouche, gênant la prise de nourriture solide, ce que le porteur dit compenser en humidifiant l'aliment. Le bénéfice avancé, mieux comprendre les étapes précoces des carcinomes de la zone anorectale, reste une hypothèse de recherche fondamentale, quand les blessures répétées et l'inflammation qu'elles provoquent sont infligées d'emblée.
Objectifs
Les épithéliums sont des tissus qui se renouvellent constamment et sont susceptibles de développer des cancers. Ces cancers appelés carcinomes font partie des cancers les plus fréquents et les plus agressifs chez l’homme. Nous avons fait des progrès majeurs dans la compréhension des mécanismes impliqués dans ces cancers. Nous avons identifié une voie de signalisation qui est un puissant suppresseur de tumeur dans ces épithéliums et un oncogène qui est un facteur important dans l’initiation tumorale. Nous avons aussi montré que les zones de transition entre différents types d’épithéliums sont entourées d’un environnement unique qui pourrait favoriser l'initiation de cancers. Nous avons développé un modèle unique de souris exprimant cet oncogène spécifiquement à la zone de transition se trouvant à la zone anorectale et qui entraine une prolifération anormale dans cette zone. Le but de ce projet est de récapituler des tumeurs anorectales pour suivre les étapes précoces de la progression tumorale et pour établir une cartographie au niveau de l'environnement tissulaire et immunitaire de cette zone. Cette étude permettra de mettre en évidence des éléments potentiellement impliqués dans la progression d’un état normal à cancéreux, que nous validerons in vivo et sur des cultures tridimensionnelle de zone de transition.
Bénéfices attendus
Les cancers se développant dans les zones de transition anorectales sont des carcinomes et font partie des cancers les plus fréquents et agressifs chez l’homme. Cependant les mécanismes moléculaires de dissémination de ces cancers sont peu étudiés et basés majoritairement sur des corrélations cliniques. De plus, la physiologie des cellules dans ces régions et leur rôle dans l’initiation tumoral sont peu étudiés. Depuis 10 ans, les développements de l'oncologie et les succès récents de l'immunothérapie ont montré le rôle déterminant des cellules immunitaires dans la progression des cancers en stade avancé. Cependant, peu de choses sont connues sur l'interaction entre les cellules immunitaires et les cellules épithéliales au début du processus de transformation. L’utilisation de modèles animaux qui permet de suivre le devenir de ces cellules dans des situations de stress induit par des blessures qui peuvent être des débuts de situation cancéreuses sont donc indispensables pour extrapoler de futur développement de thérapies ciblées chez l’homme.
Procédures
Une partie des animaux seront soumis à des blessures mécaniques à la zone de transition anorectale. La blessure sera effectuée sous anesthésie gazeuse, sera complémentée d’une injection d’un antidouleur et sera répétée 2 fois par semaine pendant 2 semaines (4 blessures) ou 4 semaines (8 blessures) afin de récapituler les étapes de la progression tumorale. Le geste complet (en prenant en compte la durée d’anesthésie, l’injection et la blessure) dure environ 10 minutes par animal. Une partie des animaux seront soumis aux mêmes blessures en ajoutant des injections intrapéritonéale d'anti-IL-17 ou d'IgG contrôle afin de déterminer si la diminution de l'inflammation ralentit ou arrête le développement tumoral. Ces injections seront réalisées la veille de chaque blessure. Une partie des animaux recevront une transplantation orthotopique de cellules issues d'organoïdes murins exprimant un oncogène pour analyser les étapes précoces du développement tumoral. La transplantation se fera via une injection à la zone anorectale. Les animaux seront manipulés pour évaluation de l’état général via une grille de score et pesés 2 fois par semaine (environ 5 minutes par animal).
Impact sur les animaux
Les animaux exprimant l'oncogène KRAS au niveau des zones de transition, sont connus pour présenter un phénotype dommageable qui se traduit par le développement de papillomes au niveau buccal au bout de 1 mois d'induction. Les papillomes sont des proliférations excessives de couches épithéliales non malignes et non invasives mais qui créent une gêne lors de la prise de nourriture solide lorsqu'ils atteignent une certaine taille. Les animaux induits présentent également une hyperplasie au niveau des zones de transition (notamment gastrique et anorectale). La répétition des blessures crée une inflammation au niveau de la zone anorectale qui entraîne une prolifération anormale. Les animaux recevront des injections ce qui crée une douleur. Lors de l’acte de blessure anorectale (2 fois par semaine pendant 2 ou 4 semaines), la zone anorectale sera grattée avec un scalpel à bout rond ce qui va créer une lésion et donc une douleur. Le développement des organoïdes greffés à la zone de transition anorectale crée une lésion. La manipulation des animaux peut entrainer un stress. Les animaux seront identifiés avec une bague au niveau de l'oreille et une biopsie de queue sera réalisée pour le génotypage ce qui crée une douleur ponctuelle.
Devenir
Tous les animaux de toutes les procédures du projet seront mis à mort afin d'effectuer les prélèvements d'organes nécessaires à nos analyses ou sans prélèvements s'ils ne possèdent pas le génotype d'intérêt.
Remplacement
Nous ne pouvons pas reproduire une blessure physiologique in vitro et l’utilisation de ces souris est cruciale pour nos expériences afin de tester le rôle des cellules des zones de transition dans l’initiation tumorale. Néanmoins, nous prévoyons de mettre en culture des organoïdes à partir des tissus de ces souris afin d'étudier si des populations spécialisées de cellules sont directement liées au développement tumoral, ce qui nous permettra de diminuer le nombre d'animaux utilisés.
Réduction
Nous réduirons au maximum le nombre d'animaux pour n'utiliser que le nombre nécessaire afin d'obtenir des résultats statistiquement fiables. Nous prévoyons d'utiliser des organoïdes pour effectuer certains tests, ce qui nous permettra de diminuer le nombre d'animaux.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en groupe pour un enrichissement social et afin de respecter l'instinct grégaire de cette espèce. La nourriture et l'eau sont fournies ad libitum. Du matériel de nidification est mis à disposition des animaux (dôme, coton, copeaux compressés). Les locaux d'hébergement sont séparés des locaux d'expérimentation. Les animaux destinés aux procédures expérimentales feront l’objet d’une phase d’acclimatation dans les locaux dédiés au suivi de l’expérimentation. Cette phase sera de 7 jours pour les animaux produits sur site. Les animaux exprimant l'oncogène KRAS au niveau des zones de transition, sont connus pour présenter des papillomes au niveau buccal au bout de 1 mois d'induction. Les papillomes sont des proliférations excessives de cellules de la peau qui ne sont pas tumorales. Nous avons démontré que l'ajout de nourriture humidifiée dans la cage permet aux animaux de continuer à se nourrir normalement, sans perte de poids.
Choix des espèces
Nous avons créé un modèle murin pour une meilleure compréhension du développement des cancers des zones de transition et pour le développement de meilleures méthodes de diagnostic et traitement des cancers épithéliaux dans le futur. De plus les techniques de blessure proposées chez la souris sont optimales pour obtenir des résultats qui pourront être extrapolés chez l’homme. Des animaux adultes seront utilisés pour avoir un poids équivalent entre les animaux et s’assurer de la maturité.
Traitement du syndrome gastro-intestinal radio-induit par thérapie cellulaire chez le porc Miniature 1/2
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
22 miniporcs femelles de huit semaines vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, toutes tuées au trentième jour pour prélever leur intestin. Irradiées une fois pendant dix minutes après un transport de trois heures sous anesthésie, elles subissent huit prises de sang, une chirurgie de prélèvement de graisse abdominale, une injection des cellules obtenues à partir de cette graisse et un examen endoscopique de trente minutes. Le porteur décrit les atteintes attendues, crampes abdominales, nausées et vomissements dès un à trois jours, puis entre une et six semaines des diarrhées hémorragiques abondantes, de la fièvre et des septicémies, l'apparition des diarrhées signalant selon lui des dommages sévères pouvant engager le pronostic vital. Il fait valoir un "besoin crucial" de traitements rapides face à un accident nucléaire ou un "acte de malveillance", en s'appuyant sur une preuve de concept déjà obtenue chez la souris.
Objectifs
Ce projet multi-établissement a pour objectif de proposer un nouveau traitement par thérapie cellulaire utilisant un produit issu de la graisse en cas de syndrome gastrointestinal (consécutif à une rupture de la barrière intestinale) induit par l’irradiation à la fois pour le militaire ou la population victime lors d’une urgence radiologique, d’un accident nucléaire ou d’un acte de malveillance. Ce traitement est basé sur l’injection d’un produit de thérapie cellulaire la «fraction vasculaire stromale (SVF)» obtenue par digestion enzymatique de la graisse issue de lipoaspiration. Ce produit est une source riche en progéniteurs cellulaires et facile d’accès et cela extrêmement rapidement. Actuellement la prise en charge du syndrome gastrointestinal (SGI) ne reste que symptomatique. La rapidité d’apparition des premiers symptômes dépend de la vitesse de renouvellement des cellules constituant les tissus lésés mais aussi de la radiosensibilité des cellules souches. Chez l’homme, les doses supérieures à 6 Gray (unité de la dose délivrée) sur un large volume d’organes touchés induisent principalement une destruction de la moelle osseuse et des lésions gastro-intestinales, entraînant diarrhée, déshydratation, septicémie, hémorragie intestinale engageant le pronostic vital dans les 10 à 15 jours après l'exposition. Il existe un besoin crucial de mesures thérapeutiques efficaces et rapides pour la gestion du SGI. Il a été démontré que l’injection de la SVF avait un bénéfice thérapeutique objectivé sur plusieurs paramètres (reprise de poids, restauration de la perméabilité intestinale) et amélioration de la survie dans un modèle murin de SGI. Ce projet est en synergie avec les nouvelles stratégies en termes de santé, à savoir l’utilisation de produit de thérapie cellulaire à des fins de régénération tissulaire. La SVF d’obtention rapide et ne nécessitant pas de temps de culture cellulaire préalable à son injection est actuellement en essai clinique et est compatible pour le traitement d’urgence dans les 24 heures après l’irradiation. L’objectif de ce projet est de valider l’efficacité thérapeutique de la SVF sur le cochon pour un passage en clinique. Ce projet se déroulera dans 2 établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
La preuve de concept a été établie que l’injection de la SVF dans un modèle murin de SGI avait une efficacité thérapeutique en améliorant la survie des souris de 80%. Actuellement de nombreux essais cliniques utilisant la SVF sont en cours (ostéoarthrite, diabète de type 2, sclérodermie, maladie pulmonaire obstructive, maladie de Crohn). Face à l’enjeu géopolitique (contexte d’accident nucléaire ou acte de malveillance) l’objectif de ce projet est de progresser vers la clinique pour le traitement en urgence du SGI.
Procédures
Sous anesthésie générale, seront réalisées : - Une prise de sang sera effectuée à J-4 avant l’irradiation et à J1, 3, 7, 10, 15, 21, et 30 soit 8 prélèvements (temps de prélèvement entre 5 et 10 min) (EU2). - Une irradiation, une seule fois pour une durée de 10 min (EU1) - Une chirurgie de prélèvement de graisse (temps de procédure 20 min) (EU2) - Une injection de SVF (cellules issues de la graisse prélevée) (10 min) (EU2) - Un unique examen endoscopique de 30min (EU2) Des injections d'antibiotiques sont réalisées tous les 3 à 5 jours, au besoin, de préférence lors d'une intervention sous anesthésie générale, ou sur animal vigile (EU2).
Impact sur les animaux
Les cellules de la moelle osseuse sont détruites chez l'Homme pour des doses d'irradiation comprises entre 2 et 6 Gy et conduisant à un défaut d'immunité, défaut de production de plaquettes et de globules rouges. Le syndrome gastro-intestinal survient pour des doses supérieures à 6 Gy (corps entier). Les symptômes majoritaires sont des crampes abdominales et des diarrhées ainsi que des nausées et des vomissements. Des céphalées peuvent également apparaître. L’apparition des nausées, de la fatigue, des crampes abdominales, des vomissements est attendue entre 1 et 3 jours après l'irradiation. L’apparition des diarrhées indique des dommages sévères et peuvent engager le pronostic vital. De 1 à 6 semaines après l’exposition, peuvent survenir d’abondantes diarrhées hémorragiques, de la fièvre, des infections ou septicémies.
Devenir
Tous les porcs sont mis à mort à la fin du protocole à J30 post-irradiation pour des prélèvements tissulaires post-mortem d’intestin pour un examen de la réparation intestinale.
Remplacement
Le passage à la clinique nécessite des animaux de grande taille et autres que le modèle rongeur. Il a été montré que la physiopathologie du syndrome gastro-intestinal sur le porc est similaire à celle observée chez l’homme. La production de cellules issues des tissus graisseux (pour la production du traitement cellulaire) en quantité suffisante est un paramètre limitant, le choix s’est porté sur le miniporc qui est un porc de taille réduite permettant l’injection de cellules en concentration compatible avec leur préparation au sein d’un laboratoire de recherche. Le passage de cette étude en clinique nécessite d’utiliser des modèles in vivo. Le remplacement par des modèles in vitro n’est donc pas possible.
Réduction
Pour atteindre la pertinence statistique, les groupes des miniporcs irradiés et traités par la thérapie cellulaire sont classiquement constitués de 6 à 7 individus pour pallier les variabilités inter-individus des animaux et également du greffon injecté et pour éviter ainsi d’avoir à renouveler plusieurs fois l’expérimentation. Le nombre d’animaux choisi pour ce projet est nécessaire et suffisant pour exploiter d’un point de vue statistique les résultats obtenus. Les cochons seront leur propre donneur de graisse, étant donné que les injections de SVF ne peuvent se faire qu’en autologue dû à la présence de cellules immunitaires, ce qui limite le nombre de cochon. Des mesures de la numération formule sanguine seront effectuées à J-4 avant l’irradiation afin d’avoir des valeurs sanguines des cochons avant tout traitement.
Raffinement
Les box d’hébergement seront enrichies en objets (balles en plastique au sol et au mur). Les paramètres d'ambiance dans les hébergements sont contrôlés. Les animaux seront anesthésiés pour les interventions (irradiation, prélèvements sanguins) et mis à mort selon la réglementation en vigueur. Des points limites sont définis et seront appliqués pour mettre fin dans les délais les plus brefs à toute anomalie, toute douleur, toute souffrance, toute angoisse ou tout dommage durable qui pourraient être évités tout au long des procédures expérimentales. Les animaux seront acclimatés pendant une période de deux semaine (habituation à la présence et au contact de l’Homme lors du change des boxes, distribution de caresses et de morceaux de pomme), puis transférés par un transporteur autorisé sous anesthésie dans des cages possédant un revêtement évitant tout glissement des animaux et en voiture climatisée jusqu’à la plateforme d’irradiation (temps transport/irradiation estimé à 3 heures). Une surveillance quotidienne pendant toute la durée de l’expérimentation sera effectuée par les techniciens animaliers et basée sur la prise alimentaire, la présence des troubles digestifs (diarrhée), de la posture et du comportement (animal prostré) : - Pesée des animaux toutes les semaines pendant la durée de l’expérimentation - Les signes de douleur/stress sont définis comme une réduction de la consommation alimentaire et/ou troubles digestifs, modification des signes locomoteurs (prostration, ne pas remuer la queue, manque de curiosité, changement dans le schéma de vocalisation normal au toucher). Si au cours de l’expérience un animal montre des signes caractéristiques de souffrance, il sera retiré de l’expérimentation et mis à mort selon les méthodes approuvées en limitant le plus possible la douleur, la souffrance et l'angoisse des cochons, par une personne compétente de l'établissement hébergeur. Une grille de score sera établie pour chaque animal. Lors des prélèvements sous anesthésie de graisse en zone abdominale et des injections de cellules au niveau de la veine de l’oreille et les examens endoscopiques les animaux sont suivis par un monitoring cardiaque et respiratoire. Afin de palier à tout risque d’infection lié aux prises de sang les cochons reçoivent un antibiotique par voie intramusculaire à chaque intervention. De plus afin de palier au risque de vomissements lié à l’irradiation abdominale un anti-émétique sera donné avant l’irradiation.
Choix des espèces
Le passage à l’étape clinique nécessite des animaux de grande taille. Il a été montré que la physiopathologie du syndrome gastrointestinal sur le porc de taille réduite (de type miniporc) est similaire à celle observée chez l’homme. De plus étant donné que la production de cellules en quantité importante est un paramètre limitant, le choix s’est porté sur le miniporc de 8 semaines qui est un porc de taille et de poids réduit permettant l’administration de cellules en concentration compatible avec leur production. Les porcs seront des femelles afin d’éviter des conflits et donc risques de blessure, qui sont plus fréquents chez les mâles. Le risque de blessure doit être absolument évité chez ces animaux qui auront un système immunitaire et de coagulation affaibli après irradiation et par conséquent un risque de mortalité augmenté. Les animaux seront pris après sevrage (soit 2 mois post naissance). Etant donné que le nombre de cellules à greffer est fonction du poids de l’animal, il faut donc des animaux le plus jeune possible avec un poids proche de 5-7 kg environ pour pouvoir greffer environ 10 millions de cellules (quantité compatible avec la production à partir du prélèvement de graisse.
Rôle de l’activité d’une protéine membranaire dans un modèle épileptique chez la souris. 1/2
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Deux injections dès le premier jour après la naissance, une biopsie avant le sevrage, quinze injections de traitements entre le dixième et le vingt-cinquième jour, puis deux chirurgies à l'âge adulte dont une sans réveil. 2 605 souris vont être utilisées dans des procédures allant d'un niveau de souffrance léger à sévère, toutes tuées pour le prélèvement de leurs tissus. Le modèle repose sur la modification d'un canal ionique dans le cerveau pour provoquer des crises d'épilepsie et étudier la sclérose tubéreuse de Bourneville. Le porteur justifie son effectif par un calcul donnant six individus par groupe, sans dire comment on passe de six à 2 605, et n'annonce comme atteintes que la "survenue de crises d'épilepsies" et des "irritations dues aux injections répétées", alors qu'une partie des procédures est classée en souffrance sévère.
Objectifs
Notre objectif est de mettre en place des modèles de souris porteurs d'un canal modifié dans le cerveau. Ces modèles nous permettront de mieux comprendre les mécanismes conduisant à des désordres neurologiques et des crises épileptiques.
Bénéfices attendus
L'établissement de modèles murins pertinents avec atteintes cérébrales permettra de mieux comprendre la physiopathologie de la sclérose tubéreuse de Bourneville et de découvrir des mécanismes génétiques responsables du développement du cerveau et de la formation des crises d’épilepsie. Il permettra d’identifier de nouveaux biomarqueurs potentiellement impliqués dans la sclérose tubéreuse de Bourneville et dans d’autres pathologies neurologiques et de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les patients réfractaires aux traitements actuels.
Procédures
-2 injections chez le nouveau-né à P1 (2 min) -biopsies avant le sevrage à P21 (10 secondes) -15 injections de traitements pharmacologiques entre P10 et P25 (3 minutes) -chirurgie pour installation d’un transmetteur de 30 min à l’âge adulte -chirurgie sans réveil de 10 minutes à l’âge adulte
Impact sur les animaux
-survenue de crises d’épilepsies -irritations dues aux injections répétées
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour prélever les tissus.
Remplacement
Le développement du cerveau et l’épilepsie sont des processus biologiques complexes où de nombreux types cellulaires communiquent entre eux en 3 dimensions. Aucun modèle in vitro ne peut mimer à ce jour ces processus. Les modèles animaux sont nécessaires pour évaluer les altérations moléculaires à la base des maladies et les interactions avec les différents organes et le système immunitaire.
Réduction
L'analyse de paramètres multiples par souris et l'utilisation de tests statistiques adaptés permettront de réduire le nombre de souris utilisées à son minimum. En se basant sur les résultats de la litterature et notre expérience au laboratoire nous avons calculé que n=6 individus par groupe est nécessaire pour obtenir des résultats exploitables et signitificatifs.
Raffinement
Les souris seront surveillées quotidiennement par les membres formés et qualifiés de l'animalerie afin de détecter tout signe de douleur ou de maladie ainsi que les weekends par les personnes d'astreinte. Les souris bénéficieront d'un enrichissement. Les souris seront hébergées par 5 en cage ventilée. Les responsables du projet formés aux gestes tiendront une fiche d’observation des points limites au cours de la procédure. Le volume des injections sera réduit au minimum possible. Pour éviter une irritation, une solution apaisante sera appliquée. Pendant les différentes chirurgies, les animaux seront sous anesthésie générale avec analgésie.
Choix des espèces
Voici plusieurs facteurs qui justifient le choix de la souris : 1) tous les gènes d'intérêt, jusqu’à présent identifiés sont conservés chez la souris et l’homme, ainsi que leur fonction ; 2) la souris est le modèle de choix pour les techniques qui visent à introduire des mutations dans le génome des mammifères ; 3) nous disposons d’un large répertoire de lignées de souris modèles, ce qui permet d’évaluer l’interaction parmi plusieurs éléments de cette signalisation ; 4) nous disposons également de nombreux outils adaptés à la souris ; 5) la taille des souris, leur durée de vie, leur capacité reproductive est particulièrement adaptée à un programme de recherche de 5 ans; 6) l'âge postnatal est le stade de développement privilégié pour étudier la survenue des crises épileptiques.
Evaluation de l’efficacité de bactéries marines comme probiotiques chez la truite arc-en-ciel pour améliorer leur résistance à un pathogène bactérien (Aeromonas salmonicida subsp. salmonicida)
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Maladies animales
Plongés vingt-quatre heures dans un volume d'eau réduit et non renouvelé contenant la bactérie de la furonculose, 1 330 alevins de truite arc-en-ciel de deux grammes vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, tous tués à l'issue. Le protocole vise une mortalité d'environ 50 %, qui survient en général dans les 24 à 72 heures après l'infection. Le porteur écrit que cette méthode "reste néanmoins moins stressante" qu'une injection intrapéritonéale, et prévoit une mise à mort dite compassionnelle pour les poissons qui nagent sur le flanc, saignent au niveau de la face ou montrent une détresse respiratoire. L'enjeu du projet est un dossier d'autorisation de commercialisation auprès de l'EFSA, pour une gamme d'aliments probiotiques destinée à l'aquaculture.
Objectifs
La finalité de ces travaux est de mettre sur le marché une nouvelle génération d’aliments à destination des principales espèces aquacoles (truites arc-en-ciel, daurades royales, bars européens, maigres), utilisable de la larve au stade adulte, qui sera composée de bactéries marines encapsulées dans un support issu de ressources marines locales, dans une logique d’économie circulaire « de la mer à la mer ». L’objectif de cet essai est l’évaluation de l’efficacité de ces bactéries candidates probiotiques sur une espèce d’eau douce, la truite arc-ciel, face à la furonculose, une infection bactérienne qui provoque d’importantes mortalités en élevage.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à développer des probiotiques adaptés pour les élevages de poissons d’eau douce comme la truite arc-en-ciel, avec l'objectif d'améliorer les taux de survie et de croissance des stades larvaires et leur capacité de défense à des infections. Les résultats obtenus seront couplés à ceux déjà disponibles et en cours d'acquisition sur d’autres espèces de poissons marins (bar commun, daurade royale et maigre) et permettront d'établir un dossier de demande d'autorisation de commercialisation de ces probiotiques pour ces différentes espèces auprès de l'Agence Européenne de Sécurité Alimentaire (EFSA).
Procédures
Les poissons seront pesés et mesurés sous anesthésie à l’issu de la phase de supplémentation avec les probiotiques. L’infection expérimentale sera réalisée post-supplémentation par balnéation avec la bactérie pathogène dans un volume réduit d’eau pendant 24h. 12 individus par condition (4/bassins) seront prélevés et mis à mort à J0 (avant l’infection), 24h et 15 jours après l’infection.
Impact sur les animaux
Les poissons seront pesés et mesurés sous anesthésie à l’issu de la supplémentation avec les probiotiques. L’infection bactérienne nécessite une balnéation de 24h dans un volume d’eau réduit et non-renouvelé pouvant induire un stress chez les animaux. Cette méthode d’infection reste néanmoins moins stressante qu’une injection intrapéritonéale qui nécessite une anesthésie. L’infection provoque une mort rapide des animaux les plus sensibles, en général dans les 24 à 72h post-infection. Aucun effet néfaste des probiotiques aux concentrations utilisées dans un support algal n’est attendu.
Devenir
L'ensemble des animaux seront mis à mort à l'issu de la procédure.
Remplacement
Le potentiel de ces bactéries marines comme probiotiques contre des pathogènes aquacoles a été mis en évidence par des essais in vitro et par l’analyse de leurs génomes (identification de gènes codant pour des protéines antimicrobiennes , absence de gènes codant pour une résistance à un antibiotique ou un biocide, …). Afin de valider ce potentiel, des essais In vivo sur des espèces cibles telle que la truite arc-en-ciel - reflétant la complexité du système d’interaction hôte/pathogène - sont nécessaires afin d’obtenir une autorisation de commercialisation de ces probiotiques pour la pisciculture auprès de l’Agence Européenne de Sécurité Alimentaire (EFSA).
Réduction
Cette procédure expérimentale sera menée en réduisant au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en conservant une pertinence scientifique et statistique. Le nombre d'animaux nécessaires prend en compte la variabilité fréquemment observée entre des bassins (5 à 10%), qui nécessite de réaliser les essais à minima en triplicat. Les prélèvements à effectuer en cinétique (qui réduisent le nombre de poissons / bac) et les mortalités induites par l'agent pathogène lors de l'épreuve infectieuse (environ 50%) ainsi que les densités. La sélection de la souche pathogène virulente et la concentration bactérienne permettant d'atteindre une mortalité d'environ 50% seront réalisées sur un maximum de 130 animaux. L'épreuve infectieuse avec la souche pathogène choisie sera ensuite menée sur 400 poissons supplémentés par condition, chiffre permettant de suivre la mortalité générée et de réaliser des prélèvements. Le nombre total d’alevins de truite sera donc au total de 1330 individus.
Raffinement
Les mesures de raffinement viseront à assurer des conditions optimales d’hébergement des animaux, à savoir, un volume d'eau adapté en circuit ouvert avec une oxygénation suffisante en fonction du nombre d'animaux par bassin, un rythme jour/nuit naturel, la présence de suffisamment de congénères pour exprimer un répertoire comportemental riche, une distribution d’aliment adapté à leur stade de développement deux fois par jour. Une importance particulière sera donnée à l’observation des animaux, 3 fois par jour (1 fois/jour le week-end, sachant que les infections auront lieu en début de semaine pour limiter les mortalités sur les week-end), pour identifier les animaux en détresse et réaliser, si nécessaire, une mise à mort compassionnelle. Les infections bactériennes expérimentales peuvent provoquer une mort rapide sans qu'il soit possible d'observer des symptômes cliniques. 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 selon une grille de points limites.
Choix des espèces
La truite arc-en-ciel est une des espèces d’eau douce la plus produite en Europe et en France. Chez les salmonidés, et en particulier chez la truite arc-en-ciel, la furonculose est une infection bactérienne qui provoque d’importantes mortalités et des pertes économiques marquées dans les élevages. Il s’agit d’alevins de truites arc-ciel de 2-3 mois (immatures à ce stade) qui feront environ 2g. C’est lors de leur premier stade de vie que les alevins sont les plus fragiles. Ces alevins auront été supplémentés en probiotiques dès l’ouverture de leur bouche, étape à laquelle leur microbiote intestinal se forme. La supplémentation en probiotiques sur ces 1ers stades de vie apparait pertinente pour mettre en évidence leurs effets sur la formation du microbiote intestinal et leur résistance à une infection bactérienne expérimentale.
Délivrance de nanoparticules diagnostiques et thérapeutiques pour l’imagerie moléculaire par IRM et le traitement de tumeurs dans des modèles rongeurs
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Rats : 255
Des cellules cancéreuses sont implantées dans le cerveau, le sein, le côlon ou la peau de 635 souris et 255 rats, dont 575 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque animal passe une à trois séances d'IRM par semaine sous anesthésie, reçoit des nanoparticules d'or, de fer, de titane ou de platine, et peut voir sa barrière hémato-encéphalique ouverte par ultrasons jusqu'à trois fois par semaine pendant deux à trois semaines. Le suivi se poursuit jusqu'à trois mois, jusqu'à l'atteinte des points limites ou la régression de la tumeur. Le porteur écrit que l'IRM, les ultrasons et l'hyperthermie à 44 °C n'entraînent pas de douleur, sans préciser ce qui vaut à 575 animaux un classement en souffrance sévère, et 45 souris sont annoncées comme réutilisées.
Objectifs
Les stratégies utilisées pour le traitement de certaines tumeurs restent inefficaces en raison notamment de l'absence de délivrance spécifique des molécules thérapeutiques dans le tissu tumoral. Pour répondre à cette problématique, nos travaux s’orientent vers l’internalisation de différentes nanoparticules (NPs) dans des tumeurs (peau, sein, colon, cerveau) grâce à un ciblage de biomarqueurs spécifiques. Ces NPs permettent de visualiser l’évolution de la tumeur par imagerie, et/ou d’être utilisées pour induire une délivrance ciblée de principes actifs (fonctionnalisation), et/ou enfin d’induire un effet anti-tumoral. Pour les tumeurs cérébrales, notre laboratoire a développé un dispositif ultrasonore transcrânien permettant une perméabilisation non invasive, temporaire (moins d’une heure) et localisée de la barrière hémato-encéphalique (BHE). Cette technique permet de contrôler la délivrance de molécules diagnostiques et thérapeutiques dans les zones pathologiques du cerveau. Dans ce projet, nous mettrons en place des modèles tumoraux et nous utiliserons ces modèles ainsi que ceux déjà développés précédemment pour évaluer par IRM le ciblage et l’accumulation de différentes NPs (or, silicium, titane, fer, fluor, platine, gadolinium) dans le tissu tumoral. Des techniques de stimulation seront appliquées pour induire un effet anti-tumoral par thermothérapie. L’IRM sera également utilisée pour suivre la croissance tumorale et mesurer l’efficacité thérapeutique. Pour certains modèles de tumeurs, la biodistribution des cellules cancéreuses sera directement visible en fluorescence infrarouge grâce à un scanner FMT (microtomographie de fluorescence). La thermothérapie consiste à chauffer localement un tissu pathologique entre 40 et 44°C dans le but d’induire des dommages cellulaires. Plusieurs modalités (magnétique, optique) peuvent être utilisées pour induire un effet thermique. Certaines de ces techniques peuvent engendrer localement des effets mécaniques supplémentaires favorisant l’apoptose des cellules cancéreuses ou l’immunogénicité de la tumeur.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont d’améliorer le ciblage de tumeurs (tous modèles confondus) par des nanoparticules spécifiques et ainsi d’améliorer le diagnostic, ainsi que de déterminer l’action thérapeutique des NPs sur ces modèles, afin d’apporter une alternative théranostique aux patients humains.
Procédures
Les acquisitions IRM (30-45 minutes/session, sous anesthésie) pour l’étude des nanoparticules (NPs), pour le suivi tumoral et le protocole de perméabilisation de la BHE sont des procédures n’entraînant pas de souffrance spécifique. Etape 1 : test de NPs sur animal sain : injection par voie intraveineuse (quelques secondes) ou par perfusion (2h) ou par implantation d’une pompe sous cutanée (quelques minutes) et imagerie IRM répétées 2-3 fois/ semaine pendant 3 semaines. Des prélèvements sanguins pourront être réalisés (3 maximum, quelques minutes/prélèvement, sous anesthésie). Etape 2 : Développement de modèles tumoraux, sous antalgie et anesthésie : - Cerveau : implantation intracérébrale par chirurgie (20 minutes), une injection - Peau, colon : implantation sous cutanée (flanc, 1 minute) une injection ré-itérée 3 fois si la tumeur ne prend pas. - Sein : implantation sous cutanée (sein, 1 minute), une injection réitérée 3 fois si la tumeur ne prends pas ou régresse complétement. - Modèles métastasique de cancer de sein dans le cerveau : par intraveineuse (quelques secondes) ou en implantant comme précédemment. Suivi de la croissance tumorale par IRM (cerveau, métastases) ou par mesure au pied à coulisse (tumeurs sous cutanée), la durée du suivi dépend de la croissance du modèle qui peut être rapide (cerveau) ou très lent (sein). Une à deux sessions d’imagerie IRM par semaine sont prévues. Etape 3 : Utilisation des NPs sur les modèles tumoraux appropriés. Mise en place du modèle tumoral choisi, traitement par la NPs et suivi par imagerie IRM de la biodistribution des NPs dans la tumeur (1-3 fois/semaine), éventuellement avec ouverture de la BHE par ultrasons focalisés (modèle de tumeur cérébrale uniquement). L’ouverture de la BHE implique une injection intraveineuse (30 secondes) de microbulles réalisée sous anesthésie. Cette ouverture pourra être ré-itérée plusieurs fois en cas de traitement multiples (jusqu’à 3 fois/semaine, pendant 2-3 semaines en fonction de la croissance tumorale). Etape 4 : Utilisation des NPs sur les modèles tumoraux et traitement par hyperthermie. Mise en place du modèle tumoral, traitement par la NPs et suivi par imagerie IRM de croissance tumorale ainsi que de la biodistribution des NPs dans la tumeur (1-3 fois/semaine) puis traitement par hyperthermie et suivi de la croissance tumorale par imagerie le temps nécessaire soit d’atteindre les points limites soit que le traitement ait fait régresser la tumeur (maximum 3 mois).
Impact sur les animaux
Toute injection (cellules, NPs) peut entrainer une douleur très transitoire. Toute plaie peut entrainer une infection (chirurgie, pose de cathéter). Les NPs peuvent induire des effets indésirables (toxicité, allergie, accumulation dans un organe non souhaitée). L’induction des modèles tumoraux cérébraux nécessite une chirurgie, entrainant une légère inflammation et une douleur transitoire. La croissance tumorale peut entrainer une perte de poids, une apathie ou une prostration et des difficultés neurologiques lorsque la tumeur atteint une taille supérieure à 3-4 mm de diamètre (mesurée par imagerie). L’induction de modèles tumoraux sous cutanés (peau, colon, sein) se limite à une piqure sans plus d’effets indésirables. La croissance des modèles sous cutanés peut être lente (sein) et non douloureuse ou au contraire plus rapide (peau, colon) et potentiellement entrainer des lésions cutanées susceptibles de s’infecter, une difficulté à se déplacer si la tumeur devient gênante. Les modèles métastatiques peuvent entrainer l’apparition de tumeurs secondaires non désirées, à enlever chirurgicalement entrainant une inflammation et une douleur transitoire. L’examen par IRM nécessite une anesthésie générale mais n’entraine pas par lui-même d’effets indésirables. L’utilisation de la technologie d’ultra-sons focalisés nécessite l’injection de microbulles par voie intraveineuse, à la veine caudale, réalisée sous anesthésie à l’isoflurane, sans effets indésirables. La thérapie par hyperthermie magnétique nécessite un examen IRM sous anesthésie, cette technologie entraine une augmentation de la température de l’animal, localisée et transitoire (44°C), durant la stimulation, mais n’entrainent pas de désagrément pérenne pour l’animal.
Devenir
A la fin de chaque procédure les animaux sont euthanasiés pour recueillir les organes d’intérêt et réaliser des études histologiques ou des études de biodistribution des NPs. L’imagerie IRM permet la quantification in vivo des NPs accumulées dans les tumeurs ou les organes mais il est nécessaire de vérifier les résultats IRM à l’aide d’une analyse histologique ou par spectrométrie. Les images IRM n’ont pas la résolution nécessaire pour identifier les cellules ayant incorporées les nanoparticules, seule l’analyse post-mortem permet d’observer finement la répartition des particules par type cellulaire.
Remplacement
L’objectif de ce projet est de valider in vivo l'efficacité diagnostique et/ou thérapeutique de NPs après une accumulation optimisée dans une tumeur et activées par une stimulation externe. Des expériences in vitro ont permis de caractériser l’interaction de NPs isolées avec différents types cellulaires, mais elles ne sont pas prédictives des propriétés in vivo d’affinité, de spécificité et d’effet thérapeutique des NPs pour les cellules cancéreuses ciblées. Avant d’envisager un transfert à l’homme, il est nécessaire d’étudier dans un organisme vivant les relations entre le devenir des NPs (pharmacocinétique), notamment après une accumulation et la modulation de la pathologie (pharmacodynamique), d’évaluer les propriétés thérapeutiques de ces NPs. Par conséquent, à cette étape du projet, le modèle animal ne peut être substitué par un autre modèle d'étude in vitro ou in silico.
Réduction
Le suivi longitudinal in vivo avec des dispositifs d’imagerie non invasifs (IRM) permet d’utiliser le même animal à différents temps, et ainsi d’acquérir une grande quantité d’information sur la croissance tumorale et la réponse à un traitement tout en limitant le nombre d’animaux. Le protocole est construit avec différentes étapes permettant de stopper l’étude si les premiers résultats ne sont pas satisfaisants. La quantification des NPs dans les tumeurs sera évaluée par IRM puis la présence des particules sera évaluée en post mortem par histologie (semi-quantitatif). Une analyse statistique tenant compte des différents paramètres étudiés (nombre de facteurs, données répétées), a été utilisée pour définir le nombre d’animaux nécessaires à l’atteinte de chaque objectif.
Raffinement
Les animaux utilisés pour l’implantation de cellules tumorales recevront une antalgie préopératoire 30 minutes avant le début de la chirurgie (modèle cérébral), puis seront anesthésiés (tous les modèles). Durant la chirurgie, les animaux seront placés sur un tapis chauffant pour éviter toute hypothermie, puis pendant la phase de réveil, seront maintenus dans une couveuse thermostatée pour favoriser la récupération. Des soins post opératoires seront réalisés, ainsi qu’un suivi tout au long de la durée de vie de l’animal pour évaluer l’état sanitaire (poids, comportement, motricité, et diamètre tumoral mesuré par IRM). Une grille de scoring permettra d’évaluer l’état général de l’animal et de définir des points limites. L’imagerie IRM, l’utilisation d’ultrasons et l’hyperthermie sont réalisés sous anesthésie et n’entraine pas de douleurs.
Choix des espèces
Les modèles rongeurs représentent les modèles les plus utilisés en oncologie, notamment parce que les études comparatives sont facilitées par l’existence de nombreuses souches qui fournissent des animaux génétiquement similaires. II existe des modèles immunodéficients permettant d’étudier des tumeurs issues de lignées cellulaires humaines sans risque élevé de rejet de la greffe tumorale. Les animaux seront tous des animaux adultes, pour corréler avec l’apparition des pathologies chez l’homme.
Etude de l’efficacité thérapeutique de nouveauxcomposés dans des modèles murins de cancers.
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
Jusqu'à trois injections intraveineuses par semaine, deux administrations orales par jour, une pompe osmotique posée sous la peau et une injection intrapéritonéale hebdomadaire pour l'imagerie : 1 800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 300 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Neuf cents d'entre elles subissent une chirurgie d'implantation de cellules cancéreuses dans l'organe d'origine de la tumeur, avec un suivi allant jusqu'à huit semaines. Le porteur écrit que la croissance des tumeurs "n'entraîne pas de gêne" et décrit par ailleurs des nécroses, des dysfonctions d'organe et des difficultés à se déplacer. Les souris utilisées sont immunodéprimées pour accepter des lignées humaines sans rejet, et âgées de cinq semaines, avant le pic de production des lymphocytes NK.
Objectifs
Selon l’OMS, on estime à 19 millions le nombre de nouveaux cas de cancer et à 10 millions le nombre de décès liés au cancer survenus en 2020. Les cancers les plus fréquemment diagnostiqués dans le monde sont ceux du poumon (avec 2,2 million de cas), du sein (2,3 million de cas) et le cancer colorectal (1,9 million de cas). Dans ce cadre, nous proposons d’évaluer l’effet thérapeutique de composés choisis dans des modèles murins de cancers. Ces modèles animaux fournissent un moyen de simuler le développement du cancer chez les humains dans un environnement contrôlé et permettent d'obtenir des données préliminaires avant les essais cliniques sur les humains. Ces tests préliminaires aident à identifier les candidats médicaments les plus prometteurs, à déterminer les doses efficaces, et à minimiser les risques potentiels pour les patients.
Bénéfices attendus
Développement de nouveaux traitements pour le cancer.
Procédures
Dans le cadre des études de toxicité, les animaux subiront des injections intraveineuses (jusqu’à 3 fois par semaine) ou intra-péritonéales (jusqu’à une fois par jour) ou des administrations de produits per os (jusqu’à 2 fois par jour). Ils pourront également subir une intervention chirugicale de pose de pompes osmotiques sous la peau ou dans le péritoine (durée environ 10 minutes, au maximum 300 animaux). Les tests de toxicité durent en moyenne 3 semaines (5 semaines au maximum). Dans le cadre des tests d'effets thérapeutiques sur souris porteuses de tumeurs sous-cutanées, les animaux subiront une injection sous-cutanée de cellules cancéreuses puis le traitement comme décris lors des études de toxicité (au maximum 600 animaux, sur une durée maximale de 5 semaines post implantation). Dans le cadre des tests d'effets thérapeutiques sur souris porteuses de tumeurs dites orthotopiques, les animaux subiront des procédures chirurgicales d'implantations de cellules cancéreuses dans leur environnement d’origine, sous anti-douleurs et sous anesthésie gazeuse (durée de 10 à 20 minutes, au maximum 900 animaux). Ces souris subiront ensuite le traitement comme décris lors des études de toxicité (au maximum 900 animaux, durée maximum 8 semaines post implantation). Ces animaux subiront également une injection intrapéritonéale par semaine pour l'imagerie de bioluminescence (durée 10 minutes, au maximum 900 animaux), et une anesthésie pour le rasage et l'épilation du ventre avant imagerie échographique (durée environ 15 minutes, au maximum 900 animaux).
Impact sur les animaux
Toute forme de nuisance ou effets indésirables des procédures expérimentales seront attentivement surveillées. Risques d'effets indésirables liés à la toxicité directe des molécules testées ou celle des solvants utilisés. Risques d'effets indésirables liés à la croissance d'une tumeur sous-cutanée (gêne, nécrose.. ). Risques d'effets indésirables liés à la croissance d'une tumeur orthotopique (gêne, dysfonction de l'organe d'intérêt..)
Devenir
Les animaux issus des procédures seront mis à mort, afin de prélever leurs organes, les imager et les conserver pour des analyses anatomopathologiques.
Remplacement
A partir d’une chimiothèque (collection de molécules chimiques), nous aurons par une série de tests sur cellules en culture in vitro, sélectionné les molécules d’intérêt. Grace à des tests complémentaires (dont des tests de génotoxicité in vitro) ainsi qu’une analyse approfondie de la littérature disponible concernant la toxicité des classes chimiques des molécules considérées, nous nous focaliserons sur une trentaine de composés, constituant les candidats les plus prometteurs. Les paramètres de toxicité et d'efficacité thérapeutique sont obtenus uniquement par l’emploi d’animaux. Ces études précliniques sont nécessaires avant de réaliser des essais cliniques chez l’homme. Il n’existe pas de modèle non biologique ou in vitro permettant de réaliser ces travaux sans perte d’informations scientifiques.
Réduction
Les tests in vitro permettront de réduire le nombre de composés/particules à tester ainsi que le nombre de lignées de cellules. Cela nous permettra d’éviter de tester toutes les molécules candidates sur animal. Concernant les tests sur animaux, nous nous efforcerons de faire en sorte que l’effectif utilisé soit minimal. Cela permettra ainsi de réduire le nombre d’animaux employé autant que possible tout en obtenant des informations scientifiques avec une validité statistique suffisante. La toxicité des molécules sera au prélable testée sur un petit nombre d'animaux. Les molécules qui seront validées après cette première étape seront injectées chez des souris porteuses de tumeurs afin de tester leur efficacité thérapeutique. Dans chaque procédure le nombre d’animaux pourra être réduit jusqu’à 50% si l’effet attendu est suffisamment important pour obtenir des résultats statistiquement fiables avec la première moitié d’animaux ou si les données se révèlent non pertinentes (arrêt alors des expérimentations). Les groupes expérimentaux sont constitués de n = 10 individus pour le suivi de croissance tumorale afin de disposer d’une puissance statistique suffisante pour l’évaluation de l’effet du traitement. Les molécules dont le principe actif et/ou la formulation s'avèrent toxiques, ne seront pas retenues pour être évaluées sur des animaux porteurs de tumeurs.
Raffinement
Toutes les procédures expérimentales seront réalisées dans un établissement autorisé et en stricte conformité avec le comité local de protection des animaux, les lignes directrices de l'UE (directive 2010/63/UE) et le Comité national français (2010/63). Les animaux seront hébergés et surveillés dans des conditions répondant aux critères relatifs aux soins et à l’hébergement des animaux de l’Annexe II du 1er février 2013 de l’arrêté fixant les conditions d’agrément. La conception et l’application des procédures expérimentales, le soin et l’hébergement des animaux seront effectuées par du personnel compétent et formé. Les animaux seront hébergés en groupes sociaux, dans un environnement contrôlé dépourvu de pathogènes, enrichi avec des tunnels en carton et morceaux de papier pour y faire un nid. La nourriture et l’eau de boisson stérile sont fournies ad libitum. Les souris les plus immuno-déprimées seront hébergées dans des cages stériles. Les chirurgies implantatoires se feront sous anesthésie générale et la douleur sera gérée par une analgésie adaptée. L’application de critères d’arrêt et le suivi quotidien des animaux garantiront leur bienêtre, et nous permettront d’intervenir immédiatement de manière appropriée dès le moindre signe de souffrance. Toute forme de nuisance ou effets indésirables des procédures expérimentales seront attentivement surveillées lors de l'observation des animaux. Ces effets indésirables sont listés parmi les points limites de chaque procédure. Nous utiliserons des souris immuno-déprimées qui permettent l'étude de lignées cancéreuses humaines sans phénomène de rejet. La croissance des tumeurs n’entraîne pas de gêne et sera suivie régulièrement au pied à coulisse et par imagerie de bioluminescence.
Choix des espèces
Les souris immunodéprimées permettent le développement de modèles tumoraux humains sans phénomène de rejet. Les méthodes utilisées pour induire une tumeur sont rapides et reproductibles et la bonne connaissance de ces modèles de pathologie chez la souris fait que les limites éthiques de ce type d’expérimentation sont bien connues. Souris immunodéprimées de 5 semaines. Ce stade de développement permet d’avoir des souris adultes, facilement manipulables, avec une prise tumorale optimale, avant le pic de production de leucocytes NK natural killer à l’âge de 8 semaines. Pour les animaux qui porteront des pompes osmotiques (sous-cutanées ou péritonéales), le poids minimum devra être de 20g.