Procédures sévères

894 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour prélever leurs tumeurs et les organes où démarre la réponse immunitaire. La déclaration en compte 30 en souffrance légère et 864 en souffrance sévère. Hormis une étude pilote sur des souris saines, elles sont tatouées puis greffées de cellules tumorales sous la peau, sous anesthésie générale, et reçoivent quatre injections de traitement, suivies dans certains groupes d'une électroporation sur une peau tondue et épilée à la crème, les tumeurs pouvant s'ulcérer et causer "douleurs et détresse" selon le porteur. Ce traitement, un virus atténué associé à un fragment d'ADN et à un anticorps, "a déjà fait ses preuves sur des modèles tumoraux de souris", écrit-il, et le projet se borne à comparer des voies d'administration pour produire des données qu'il juge "essentielles pour les futurs essais cliniques chez l'humain".

Objectifs

Chaque tumeur est différente, il est donc important de prendre en compte ces différences, les mutations, afin de proposer un traitement adapté à chaque patient et ainsi maximiser les chances de guérison. En ce sens, nous avons développé un traitement personnalisé composé d’un virus atténué, un fragment d’ADN comprenant les mutations spécifiques de la tumeur du patient à traiter et un anticorps déjà utilisé en immunothérapie actuellement. Notre traitement permet donc d’éduquer le système immunitaire du patient à reconnaître sa tumeur et ainsi pouvoir la détruire. Ce traitement personnalisé a déjà fait ses preuves sur des modèles tumoraux de souris mais jusque-là nous n’avons utilisé qu’une seule méthode d’administration. Nous souhaitons donc à présent optimiser l’efficacité antitumorale de notre traitement en testant différentes méthodes d’administration chez l’animal pour sélectionner la plus efficace.

Bénéfices attendus

Nous attendons des bénéfices à deux niveaux à la suite de l’exécution de ce projet : - Améliorer notre traitement en sélectionnant une méthode d’administration plus efficace que l’injection sous-cutanée simple et en testant une nouvelle version de notre formulation pouvant présenter plus d’efficacité que la précédente - Ces données sont essentielles pour les futurs essais cliniques chez l’humain et tester la sureté et l’efficacité de notre traitement pour soigner des patients atteints de cancer.

Procédures

Etude préliminaire : - 1x dépilation (tondeuse et crème dépilatoire) sous anesthésie générale (12 minutes) - 1x injection sous-cutanée sous anesthésie générale (5 minutes d’anesthésie pour 10 secondes d’injection) - 1x électroporation sous anesthésie générale (2 à 3 minutes) Etudes de survie et études de mécanistiques Groupes sans électroporation (injection sous-cutanée simple ou avec composé d’encapsulation) - 1x tatouage à l’aide de pâte à tatouer et d’aiguille sous anesthésie générale (6 minutes) - 1x injection sous-cutanée de cellules tumorales sous anesthésie générale (5 minutes d’anesthésie pour 10 secondes d’injection) - 4x injections sous-cutanées de traitements (30 secondes) Groupes avec électroporation (injection sous-cutanée directement suivie d’une électroporation) - 1x tatouage à l’aide de pâte à tatouer et d’aiguille sous anesthésie générale (6 minutes) - 1x injection sous-cutanée de cellules tumorales sous anesthésie générale (5 minutes d’anesthésie pour 10 secondes d’injection) - 1x dépilation (tondeuse et crème dépilatoire) sous anesthésie générale (12 minutes) - 4x injections sous-cutanées sous anesthésie générale (5 minutes d’anesthésie pour 10 secondes d’injection) - 4x électroporation sous anesthésie générale (1 par injections sous-cutanée - 2 à 3 minutes)

Impact sur les animaux

Il est possible d’observer des rougeurs passagères ou des brûlures légères et transitoires à l’endroit où le traitement a été administré avec la procédure d’électroporation. Chez les souris porteuses de tumeur, la tumeur peut gêner au déplacement de l’animal en fonction de sa localisation. La tumeur peut aussi ulcérer et causer douleurs et détresse à l’animal. Le cancer peut se propager dans l’organisme, ce qui peut alors perturber le comportement de l’animal, sa respiration ou sa locomotion.

Devenir

Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures afin de procéder au prélèvement des organes où s'initie la réponse immunitaire et des tumeurs. Ces divers échantillons nous permettront d’effectuer des analyses au niveau cellulaire et moléculaire afin de caractériser la réponse immunitaire induite par notre traitement.

Remplacement

Nous voulons étudier les mécanismes mis en œuvre par notre système immunitaire d’une part et par la tumeur d’autre part, ainsi que l’interaction entre ces deux entités. Cette interaction nécessite l’intervention de nombreuses cellules différentes provenant d’organes différents. Cette complexité requiert pour l’heure des études chez l'animal pour évaluer et comprendre les phénomènes mis en jeu.

Réduction

Pour l’étude pilote chez les souris saines, pour obtenir des résultats statistiquement fiables et robustes en utilisant les tests adéquats, nous avons besoin de 6 échantillons par groupe. Cela représente 3 souris par groupe, car nous réaliserons la procédure d’électroporation sur le flanc gauche et sur le flanc droit de chaque animal. Si, et seulement si, lors de l’étude de survie sur le modèle de cancer de la peau notre traitement administré par une ou les deux nouvelle(s) méthode(s) d’administration a montré une efficacité en comparaison à l’injection sous-cutanée simple, nous réaliserons une étude de survie sur le modèle de cancer du côlon. Pour les études de survie chez les souris atteintes de cancer, le nombre de souris nécessaires par groupe est de 20 selon un test statistique adéquat. Pour chaque modèle de cancer testé, si et seulement si, lors de l’étude de survie correspondante notre traitement administré par une ou les deux nouvelle(s) méthode(s) d’administration a montré une efficacité en comparaison à l’injection sous-cutanée simple, nous réaliserons une étude mécanistique. Pour ces études mécanistiques, en utilisant un test statistique adéquat, nous avons besoin de 7 souris par groupe. Le dosage des composés de notre vaccin est basé sur l’art antérieur issu de la littérature et de nos données propres.

Raffinement

Les animaux seront maintenus en groupe afin de préserver les interactions sociales et hébergés dans des cages disposant de matériel de nidification, de bâton à ronger et de tunnels de transfert transparents. Les actes expérimentaux susceptibles d'entraîner une angoisse pour l'animal sont réalisés sous anesthésie générale légère. L’observation des animaux sera effectuée tous les jours et un suivi approfondi des animaux porteurs de tumeurs sera assuré trois fois par semaine. Des points limites ont été mis en place et des examens réguliers du bien-être de la souris et de l’évolution de sa tumeur nous permettront, le cas échéant, de soustraire l’animal à la souffrance.

Choix des espèces

La souris est un animal qui comporte un système immunitaire largement décrit dans la littérature qui est proche de l’humain, ce qui est crucial pour la mise en œuvre de notre projet. Il s’agit d’un modèle de référence en immunologie ainsi qu’en immuno-oncologie et de nombreux outils permettant de caractériser les réponses immunitaires sont disponibles pour cette espèce. Par ailleurs cette espèce dispose de nombreuses ressources en oncologie telles que les modèles de cancer utilisés dans ce projet. Les souris seront de jeunes adultes (6-8 semaines) ce qui correspond à un stade où le système immunitaire est pleinement mature et fonctionnel. Les animaux ne sont pas choisis plus âgés pour limiter les effets de la dégénérescence immunitaire.

21 souris hémophiles vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance qui va du léger au sévère. L'arthropathie est provoquée par trois ponctions du genou, puis les souris reçoivent des traitements pendant six semaines, subissent une IRM des genoux de deux heures sous anesthésie et des prises de sang, avant d'être tuées et disséquées. Le porteur justifie la mise à mort par un prélèvement d'un millilitre de sang "non compatible avec le maintien en vie". Il fonde le recours à l'animal sur le "besoin d'un modèle vivant" et présente la souris comme un modèle "éprouvé et fiable".

Objectifs

L’hémophilie B est une maladie hémorragique héréditaire rare liée à déficit en facteur IX (FIX) et dont la sévérité est définie par la quantité de FIX restant dans le sang. La forme la plus sévère, où le taux de FIX est in détectable dans le sang, est caractérisée par des saignements spontanés surtout au niveau articulaire. Ces saignements spontanés peuvent se répétés au niveau des articulations et conduire à la présence de sang dans le liquide articulaire, induisant une inflammation et une dégradation de l’articulation qui est handicapante pour le patient. Cette atteinte répétée porte le nom d’arthropathie hémophilique (AH) et est une complication grave de la maladie. L'AH partage certaines caractéristiques avec d’autres maladies articulaires telles que la polyarthrite rhumatoïde (PR) dont une inflammation importante au stade précoce de la maladie. A ce jour, le traitement de l’hémophilie comprend des injections de facteur manquant pour éviter tous saignements donc ceux responsables de l'arthropathie. Cependant, aucun traitement actuellement disponible ne cible spécifiquement l’inflammation articulaire qui apparait au stade précoce de l’AH. Dans le cadre du traitement de la PR, le méthotrexate est largement utilisé en tant que médicament de première intention. Le méthotrexate est un médicament visant à contrôler l’inflammation qui à montrer 34% de rémission et 50% d’amélioration de la PR dans des études conduites chez des patients atteints de PR. Nous avons fait l’hypothèse que le méthotrexate pourrait réduire l’inflammation de l’articulation chez les hémophiles et empêcher l’évolution de cette arthropathie handicapante, comme il fait dans la PR. L’objectif de ce projet est donc d’évaluer l’efficacité du méthotrexate pour traiter l’AH et de bloquer ainsi l’évolution de l’atteinte articulaire chez les souris hémophiles B. l'étude s'effectue dans deux animalerie distincxtes avec : l'induction de la maladie et le traitement qui se font à l'UE1 (animalerie 1) et l'IRM, la prise de sang et la mise à mort qui se font à l'UE2 (animalerie 2).

Bénéfices attendus

La comparaison entre le traitement habituel par facteur de coagulation et le méthotrexate, va permettre d’évaluer l’efficacité potentielle de ce médicament dans le contexte d’arthropathie hémophilique. le méthotrexate est un médicament couramment utilisée dans la polyarthrite rhumatoïde dont les dégâts articulaires sont similaires à ceux causés par l’hémophilie. Si les résultats de l’étude montre une efficacité suffisante du méthtrexate dans l’arthropathie hémophilique, une étude clinique pourra alors être proposée pour évaluer l’efficacité du méthotrexate chez des patients hémophiles.

Procédures

Au sein de l'UE1 Au sein de l'UE1, l’arthropathie hémophilique est induite chez des souris hémophiles B par 3 ponctions articulaire (J1, J15 et J30) avec une surveillance et mesure du diamètre du genou les 15 premiers jours. Par la suite, le premier groupe reçois un traitement anti-hémophilique de référence tous les 4 jours et ce durant 6 semaines. Le deuxième groupe reçois également le traitement anti-hémophilique de référence (même durée et fréquence) mais également un traitement de référence utilisé dans la polyarthrite rhumatoïde une fois par semaine. Une prise de sang est réalisée à J0, J15 et J30 pour surveiller la possible toxicité du traitement de référence utilisé dans la polyarthrite rhumatoïde. Après 6 semaines de traitement, les souris sont transférées à l'EU2 où elles bénéficieront d’une IRM des genoux pour évaluer l’atteinte articulaire. Ensuite, une prise de sang sera réalisée pour la mesure des marqueurs inflammatoires ainsi que les marqueurs d’atteinte cartilagineuse et osseuse. Tous les actes qui peuvent engendrer une douleur ou un stress seront effectués sous anesthésie générale après administration d’un médicament anti-douleur. Les souris seront mises à mort sans réveil et les pattes arrière seront disséquées pour l’étude histologique à la recherche d’une inflammation articulaire. Les animaux pourront être soumis, sous anesthésie générale, à une ponction articulaire (2-3 min) (UE1), une prise de sang (1 min) (UE1), la mesure du genou (30 sec) (UE1), une injection seule ou double (1-2 min)(UE1), une IRM du genou (120 min)(UE2), un prélèvement total de sang et mise à mise à mort (3-5 min)(UE2).

Impact sur les animaux

Au cours du projet la seule nuisance attendue concerne une gêne locomotrice après induction de la maladie articulaire. Nous n’attendons aucun autre effet secondaire ou douleur.

Devenir

La mise à mort est justifiée par la nécessité de prélèvement de 1mL de sang total, non compatible avec le maintien en vie de l'animal

Remplacement

La nécessité d’un modèle animal est justifiée par le besoin d’un modèle vivant, dynamique et doté d’un système vasculaire et locomoteur pour cette étude sur les dégâts articulaire handicapants induits par l’hémophilie et son traitement. La mise au point des techniques in vitro est réalisée au maximum avant l’utilisation des souris ce qui nous permet de conserver le modèle de souris hémophile, modèle éprouvé et fiable pour notre étude.

Réduction

En accord avec l’expérience acquise par le groupe, le nombre d’animaux utilisés dans ce projet est réduit à son minimum sans compromettre la validité statistique des résultats. De plus, les tests développés au laboratoire nous permettent d’effectuer un maximum de mesure et d’étude sur le même animal. Les mesures radiologiques réalisées sur une souris vivante sont corrélées aux mesures biologiques et histologiques de cette même souris et chaque souris constitue son propre contrôle pour l‘étude de l’articulation du genou droit.

Raffinement

Toutes les mesures seront prises pour préserver le bien-être de l’animal. Quand cela est possible, les souris sont maintenues en groupe par fratrie avec l’utilisation de biberon à longues tiges, de l’eau gélifiée et de la nourriture dans la cage en cas de problèmes locomoteurs. Tous gestes traumatiques ou stressants seront réalisés sous anesthésies et analgésie

Choix des espèces

La souris représente la seule espèce animale, après le chien hémophile, à permettre la mesure de l’activité des médicaments anti-hémophiliques et d’étudier l’arthropathie hémophilique. L’absence des facteurs anti-hémophiliques murins analogues à nos facteurs anti-hémophiliques est un prérequis pour l’induction de l’hémarthrose et pour la mesure de l’activité des molécules prophylactiques testées. Il est important de préciser que la souris hémophile, paradoxalement à la forme humaine de cette altération génétique, n’est pas victime de saignement spontané et tout saignement provoqué sur la souris hémophile est résolutif sans prise en charge particulière. Souris matures (8-9 semaines) de 25-30g. Il est important de travailler avec des jeunes adultes dont la croissance est finie. Les souris très jeunes sont à éviter car les cartilages sont en cours de maturation durant la croissance et les souris très âgées sont également à éviter en raison de la modification possible des taux de certains facteurs de coagulation avec l’âge, comme le fibrinogène, facteur Willebrand et le FVIII qui peuvent modifier la capacité hémostatique globale du modèle et par conséquent la tendance hémorragique.

1 087 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger et sévère. Porteuses de mutations liées à la maladie de Moyamoya, elles reçoivent dès l'âge de huit jours, sur animal vigile, des injections mimant une infection, puis des prélèvements sanguins avant mise à mort et prélèvement des organes. Le porteur décrit un stress de séparation, une douleur transitoire et des tremblements possibles si la maladie se développe, et ajoute vingt souris pour la formation de deux expérimentatrices. Il cherche à obtenir le premier modèle animal de cette maladie et juge l'étude "envisageable qu'in vivo".

Objectifs

L’angiopathie de Moyamoya (MMA) est une maladie rare des vaisseaux du cerveau. Cette maladie se définie par : 1/une diminution progressive du diamètre des gros vaisseaux qui apportent le sang au cerveau (artères localisées à la base du cerveau) qui peut atteindre l’occlusion et qui provoque un manque d’oxygène dans le cerveau, 2/la présence d’un réseau de petits vaisseaux fins et anormaux à la base du cerveau, qui se sont probablement formés pour compenser le manque d’oxygène cérébral entrainé par l’occlusion des artères cérébrales atteintes d’anomalie de MMA. Les patients MMA peuvent avoir des accidents vasculaires cérébraux. Les mécanismes de développement de la maladie sont encore largement inconnus aujourd’hui et aucun modèle animal n’existe. Une vingtaine de gènes ont déjà été identifiés comme responsables du MMA chez l’homme. En parallèle de ces données génétiques, de récentes études suggèrent qu’une infection virale ou bactérienne pourrait être un élément déclencheur du MMA chez les patients. Pour avancer dans la compréhension des mécanismes responsables du développement du MMA, l’obtention d’un modèle animal est cruciale aujourd’hui. L’objectif de ce projet est d’obtenir un modèle de MMA chez des souris qui porteront des mutations dans deux gènes déjà identifiés chez des patients MMA. Une infection bactérienne ou virale sera mimée (pour provoquer une inflammation) chez ces souris mutées pour comprendre si cela déclenche ou non le développement du MMA comme suggéré dans les études cliniques chez l’homme. Ce projet propose de caractériser les vaisseaux cérébraux chez ces souris mutées et soumises à une inflammation à la recherche d'une anomalie des vaisseaux du cerveau qui ressemblerait à celle qui se développe chez les patients atteints de MMA. La définition de ce qui serait alors le premier modèle animal de MMA permettrait de faire avancer la compréhension des mécanismes responsables du développement de cette maladie et d’envisager de nouvelles approches pour stopper l’évolution de la maladie chez l’homme.

Bénéfices attendus

Les mécanismes responsables du développement de la maladie sont largement inconnus aujourd’hui. Il n’existe aucun modèle animal de MMA. L’obtention d’un modèle de MMA chez la souris permettrait : 1-d’étudier comment se développent des lésions MMA au niveau des vaisseaux du cerveau en suivant leur évolution au cours du temps et 2-de mieux comprendre les mécanismes responsables du développement de la maladie. Il est par exemple important de comprendre si l’inflammation provoquée par une infection virale ou bactérienne peut déclencher la maladie. A plus long terme, comprendre comment se développent les lésions des artères du cerveau chez les patients MMA permettra d’envisager des approches médicamenteuses pour limiter voire stopper le développement de la maladie chez les patients.

Procédures

L’ensemble des animaux du projet sera soumis à deux injections en intra-péritonéale (c’est-à-dire dans la cavité abdominale) d’un composant mimant une infection virale ou bactérienne à 8 jours et 15 jours de vie. L’injection est rapide (30 secondes/souriceau) et réalisée sur animal vigile (c’est-à-dire conscient, en éveil) et sans anesthésie. Les animaux analysés au 15ème jour après la naissance seront euthanasiés et le sang et les organes seront prélevés en post-mortem. Les autres animaux seront analysés à 1, 2, 4 et 6 mois. Un à 3 prélèvements sanguins sur animal vigile seront réalisés entre l’âge de 1 et 6 mois, au niveau de la veine faciale (manipulation totale d’1 min/animal). A la fin de l’expérimentation, l’ensemble des animaux sera soumis à une analgésie et à une anesthésie générale. Un petit groupe de souris recevra une injection dans le sinus veineux situé à côté de l’œil, d’un marqueur fluorescent de l’intérieur des vaisseaux après l’anesthésie. Puis, une surdose d’anesthésie sera administrée. Le sang sera récupéré dans la cage thoracique avant de débuter une perfusion intracardiaque de liquide pour éliminer le sang contenu dans les vaisseaux. Les organes seront prélevés post-mortem.

Impact sur les animaux

La séparation des petits de leur mère au 8ème et au 15ème jour après la naissance pour procéder à leur injection peut entrainer un stress transitoire. Les injections réalisées chez ces souriceaux peuvent causer une douleur transitoire et locale. L’inflammation induite peut entraîner une déshydratation transitoire des petits. Si la maladie de moyamoya se développe, les animaux atteints pourraient présenter des tremblements.

Devenir

L’ensemble des animaux est mis à mort à l’issu de la procédure, soit au maximum 1067 animaux. 20 animaux supplémentaires ont été ajoutés pour permettre la formation de deux expérimentatrices au prélèvement sanguins en sous-mandibulaire. Ces 20 animaux seront euthanasiés à l’issu de la réalisation du prélèvement sanguin.

Remplacement

Ce projet consiste à étudier les liens potentiels existants entre la présence de mutations dans certains gènes, l’inflammation et le développement de la maladie cérébro-vasculaire de MMA. Il requiert l’utilisation d’un organisme vivant complet possédant à la fois un système immunitaire et des vaisseaux sanguins dans le cerveau dans un environnement physiologique normal. Pour cela, cette étude n’est envisageable qu’in vivo.

Réduction

Le nombre d’animaux total nécessaire a été prévu pour être limité au maximum. Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé par des calculs statistiques appelés tests de puissance, issus des résultats déjà connus d’études précédentes. Deux petits d’intérêt seront obtenus par portée et les autres petits des mêmes portées seront tous considérés comme des animaux contrôles. Afin de pallier l’éventuelle mortalité induite par le protocole d’inflammation chez le souriceau, 10% d’animaux supplémentaires sont ajoutés par groupe. Ce taux ne sera sans doute pas atteint dans ce projet puisque le protocole d’induction d’inflammation est plus modéré et réalisé à un stade de développement plus tardif que ceux utilisés pour calculés ces 10% dans des travaux déjà publiés. La caractérisation des vaisseaux cérébraux et rétiniens sera réalisée en priorité dans les groupes de 1 mois et 6 mois. Si aucune anomalie vasculaire n’est observée à 6 mois, les autres groupes ne seront pas réalisés.

Raffinement

Les mères gestantes sont isolées avant la mise-bas, des mouchoirs en papier sont mis à leur disposition pour la confection du nid. Avant chaque manipulation des petits, la mère est isolée dans une cage le temps strictement nécessaire à la procédure. Les gants des expérimentateurs sont passés dans la litière sale pour atténuer leur odeur avant la manipulation des petits. Le nid confectionné par la mère n’est pas détruit, les petits sont manipulés un par un sont tous redéposés dans le nid avant réintroduction de la mère. Le sevrage est effectué après 21 jours de vie, avec un maximum de 6 animaux du même sexe par cage. L’identification des animaux d’intérêt et des animaux contrôles se fait par la technique de génotypage (technique permettant de déterminer la présence ou l’absence de mutations dans les gènes étudiés) réalisée sur des poils prélevés au moment du sevrage des animaux. L’enrichissement de chaque cage est systématique avec du papier absorbant et la présence de petites maisons. Tous les animaux concernés par les procédures sont observés quotidiennement. Ils feront également l’objet d’un examen détaillé hebdomadaire par une personne responsable du projet. L’aspect général (qualité du pelage, absence de larmoiements des yeux, gonflement de l’abdomen), le comportement de l’animal (déplacement, prostration, agressivité) et le poids seront analysés pour déceler précocement tout signe d’inconfort ou de douleur (suivi définit en fonction de l’âge). En cas de signes de souffrance décelés, un traitement antalgique sera administré. Dans le cas d’une persistance au-delà de 2 jours, l’animal sera mis à mort selon une méthode réglementaire.

Choix des espèces

Les vaisseaux du cerveau chez la souris sont très proches de ceux trouvés dans le cerveau humain. Par ailleurs, différentes lignées de souris mutées dans l’un des gènes responsables du moyamoya chez l’homme sont disponibles. Les animaux seront utilisés à différents âges au 8ème et 15ème jours de vie (pour correspondre au moment de la naissance et au jeune enfant chez l’homme) pour l’induction et la caractérisation de l’inflammation et à 1, 2, 4 et 6 mois pour la caractérisation des vaisseaux cérébraux/rétiniens pour pouvoir suivre le développement au cours du temps des anomalies vasculaires. Les groupes 1 mois et 6 mois seront réalisés en premier. En l’absence d’anomalie des vaisseaux ressemblant aux anomalies vasculaires des patients Moyamoya les autres points ne seront pas réalisés.

3 613 souris vont être utilisées dans des procédures impliquant des niveaux de souffrance léger et sévère, la plupart tuées à l'issue. Le modèle exprime une protéine humaine qui s'accumule dans le système nerveux et provoque une paralysie progressive, dont le porteur bloque l'apparition par antibiotique pendant l'élevage puis la laisse se développer pour tester des candidats médicaments. Les souris malades présentent perte de poids, atrophie musculaire et déficits moteurs, suivies par un score clinique jusqu'à leur mise à mort, les reproducteurs étant conservés pour la lignée. Le porteur qualifie le "besoin médical" d'"immense" et juge le modèle animal "indispensable et non substituable".

Objectifs

La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie dégénérative neuromusculaire à évolution rapide qui conduit au décès des patients dans les 3 à 5 ans qui suivent le diagnostic. Elle se caractérise par une disparition progressive et irréversible des neurones moteurs (les cellules qui commandent les muscles), provoquant une perte progressive des capacités vitales par paralysie des muscles: locomotion, alimentation, respiration,… Bien que les recherches, réalisées ces dernières années, aient permis d’acquérir de nouvelles connaissances sur les mécanismes mis en jeu au cours de l’évolution de la maladie, les origines de la maladie restent inconnues dans la plupart des cas. Il n’existe aujourd’hui aucun traitement curatif. Seuls deux composés (qui ralentissent modestement la progression de la maladie dans certains cas) ont été approuvés. Le besoin médical est donc immense et totalement insatisfait. Le modèle murin choisi dans ce projet exprime très fortement une protéine humaine qui va s’accumuler dans le système nerveux central et la moelle épinière. Cette accumulation va entraîner la mort des cellules nerveuses. Ce modèle reproduit la quasi-totalité des signes cliniques de la SLA à travers ses caractéristiques moléculaires - L’accumulation toxique de protéines dans les cellules nerveuses du cerveau et de la moelle épinière, est très représentatif des formes cliniques de SLA (plus de 90% des cas de SLA). - Les signes cliniques sont engendrés par la mort progressive des cellules nerveuses, induite par l’accumulation de protéine, et qui conduit un déficit moteur puis une paralysie musculaire.

Bénéfices attendus

A ce jour il n’existe aucun traitement curatif de la SLA. En parallèle de la prise en charge multidisciplinaire des patients pour diminuer et soulager les symptômes, il existe que deux molécules approuvées qui permettent, au mieux, de ralentir modestement la progression de la maladie. La SLA est une maladie multifactorielle et complexe, dont la plupart des mécanismes sont encore très mal connues. Ce projet permettra : - de mieux comprendre la physiopathologie de la SLA - de développer de nouvelles molécules thérapeutiques dans le traitement de la SLA. - La mise en perspective des signes cliniques et des analyses moléculaires effectuées sur les prélèvements de sang permettra de comprendre les mécanismes complexes conduisant à la maladie.

Procédures

Durant l’élevage, tous les souriceaux seront identifiés avec un microtatouage au niveau des doigts puis analysés par génotypage via un prélèvement d’un petit bout de queue. Durant cette phase, aucun animal n’aura de signe clinique, ils seront tous en parfaite santé. Aucun autre prélèvement ne sera réalisé sur ces animaux. Pour l’évaluation des médicaments, les animaux présenteront les signes de la SLA (déficit moteur progressif) et par conséquent seront suivis de manière étroite et rigoureuse afin d’évaluer de manière objective mais non invasive l’évolution de la maladie : - Observation quotidienne des signes cliniques - Evaluation des capacités motrices hebdomadaires (force et endurance musculaire) Les candidats médicaments seront administrés soit par voie oral soit par voie intraveineuse en fonction de leurs caractéristiques physico-chimiques qui seront déterminées. Au cours de la procédure des prélèvements de faibles volumes de sang (quelques gouttes) seront réalisés au niveau de la veine. A la fin de la procédure, les animaux recevront une anesthésie profonde durant laquelle un dernier échantillon de sang sera réalisé. A l’issu de cette procédure, l’ensemble des animaux seront euthanasiés.

Impact sur les animaux

Durant l’élevage, aucun animal ne développe de signes cliniques dommageables. En effet, le développement des signes cliniques est bloqué par un traitement antibiotique. Tous les animaux seront donc en parfaite santé. Durant la phase de test, les animaux présentent la quasi-totalité des signes cliniques de la SLA après l’arrêt de l’antibiotique : - Perte de poids progressive des animaux - Mort progressive des cellules nerveuses et perte des liaisons nerveuses avec les muscles qui se traduit par des déficiences motrices (tremblements, perte de la coordination des mouvements, pattes postérieurs qui se recroquevillent), une perte de poids et une atrophie musculaire. La toxicité et la tolérance des candidats médicaments seront préalablement déterminées dans des études de tolérance et de pharmacologie. Dans ce projet, aucun effet indésirable n’est donc attendu. Lorsque le produit est administré par voie oral, aucune nuisance n’est attendue. Lorsque le produit est administré par voie intraveineuse, la nuisance est uniquement liée à la piqûre. Au cours de la procédure des prélèvements de faibles volumes de sang (quelques gouttes) seront réalisés au niveau de la veine à l’aide de capillaire, la nuisance est uniquement liée à la piqûre. A la fin de la procédure, les animaux recevront une anesthésie profonde durant laquelle un dernier échantillon de sang sera réalisé. La nuisance est uniquement liée à la piqûre lors d’injection de l’anesthésie par voie intrapéritonéale.

Devenir

A l'issue de la phase d’élevage : - Certains animaux seront utilisés comme reproducteurs pour maintenir la lignée. Les animaux surnuméraires seront euthanasiés. - Certains animaux ne pouvant pas développer la maladie à cause de leur patrimoine génétique seront utilisé dans le groupe contrôle pour les tests d’efficacité (195 animaux). Les animaux surnuméraires seront euthanasiés. - Les animaux développant les signes cliniques de la SLA seront utilisés pour les tests d’efficacité. A l'issue des tests d’efficacité, tous les animaux seront euthanasiés. Ils ne peuvent pas être réutilisés à cause de leur phénotype et l’issue fatale de la maladie.

Remplacement

Les candidats médicaments testés feront l’objet d’une sélection minutieuse avant leur utilisation. Les substances sont préalablement testées, caractérisées et auront fait la preuve de leur efficacité in vitro, avant d’être utilisé sur des animaux. Cependant, aucune étude vitro ou ex-vivo ne peut permettre de faire un lien entre les mutations génétiques, les mécanismes moléculaires et les signes cliniques. La SLA est une maladie multifactorielle complexe. Elle ne peut donc en aucun cas être réduite à une simple mutation ou à un simple mécanisme, le modèle animal est donc indispensable et non substituable pour : •Etudier, analyser les paramètres physiologiques tels que la réponse immunitaire, le passage de la barrière hémato-encéphalique, l’évolution des biomarqueurs au cours de la maladie ou la correspondance avec les signes cliniques observés. •Valider l’effet thérapeutique sur le phénotype et en confirmer le mécanisme d’action chez l’animal vivant. •Mettre en perspective les effets moléculaires avec les signes cliniques observés et ainsi, comprendre les mécanismes conduisant à la maladie.

Réduction

La phase d’élevage va permettre la génération de souris qui développeront la SLA nécessaire à l’évaluation de l’efficacité des candidats médicaments. Pour les études d’efficacité, le nombre d’animaux utilisé sera déterminé mathématiquement pour n’utiliser que le strict minimum d’animaux nécessaire mais néanmoins suffisant pour des résultats scientifiquement et statistiquement fiables. D’après les calculs, le nombre d’animaux à utiliser est de 13 animaux par groupe. Ce nombre d’animaux est inférieur aux effectifs communément utilisés (± 15 animaux par groupe) dans le cadre des recherches académiques ou dans les ou dans les laboratoires de recherche privés. Pour l’élevage, nous utiliserons la méthode proposée par les éleveurs agréés dans le but de déterminer de manière précise le nombre minimal nécessaire et suffisant de souris reproductrices à la conduite du projet et à la préservation de la lignée.

Raffinement

Pour l’élevage, les animaux seront hébergés en trio de reproducteurs. Dans cette procédure, aucun animal ne développe aucun signe dommageable car l’expression des signes cliniques est bloquée par un traitement antibiotique administré dans l’eau de boisson. Durant la phase de test d’efficacité, les animaux seront observés quotidiennement. Les observations cliniques seront évaluées selon un scoring strict et validé par un grand nombre de laboratoire. Afin de renforcer le suivi des signes cliniques, nous allons donc utiliser plusieurs méthodes de mesures indépendantes : - Score basé sur l’observation clinique - Poids qui reflète l’évolution de la maladie - Evaluation de la force musculaire qui permettra de détecter les signes de faiblesse musculaire et de paralysie - Evaluation de la coordination des membres et des performances motrices Ces mesures permettent de garantir une évaluation précise de l’évolution de la maladie. Le croisement des informations facilitera les analyses et d’étayer les conclusions par plusieurs variables. Cette analyse associée à la parfaite connaissance du modèle, permettra de prévenir de manière plus précoce l’apparition du phénotype dommageable. De plus, une attention particulière sera prêtée à l’environnement local, étant donné que les animaux ayant contracté la SLA présenteront des déficits moteurs significatifs. Les cages comporteront un sol en dur, une litière de sciure, des refuges et des matériaux de nidification adéquats, ainsi que des blocs à ronger. Des croquettes mouillées disposées sur le fond de la cage ainsi qu’une supplémentation en nourriture enrichie humide (complément alimentaire gélifié) sera apportée aux animaux pour faciliter la nutrition et l’hydratation.

Choix des espèces

Pour les maladies neurodégénératives, les signes cliniques dépendent essentiellement de la localisation des lésions (cerveau, moelle, …) et l’efficacité d’un médicament dépend de sa capacité à atteindre les lésions. Le modèle animal est donc indispensable et non substituable pour évaluer l’efficacité d’un médicament notamment : -la capacité à accéder à la zone d’intérêt (comme franchir la barrière hémato-encéphalique pour accéder au cerveau) - son action au niveau moléculaire et son impact sur les signes cliniques observés. Le modèle animal de souris a été choisi à cause de ses similitudes avec la pathologie humaine : - Au niveau moléculaire : l’accumulation « toxique » d’une protéine humaine dans les neurones du cerveau et de la moelle qui représente, en clinique, 90% des cas de SLA - Signes cliniques: mort des cellules nerveuses de la moelle épinière et perte de la connexion musculaire qui a pour conséquence un déficit moteur progressif menant à la paralysie totale des muscles. Pour l’élevage, les animaux seront utilisés au stade adulte afin d’être en capacité de se reproduire. Pour les tests d’efficacité, nous cherchons à nous rapprocher au plus près du contexte physiopathologique de la maladie qui touche des adultes afin de pouvoir transposer nos résultats à l’Homme. Les animaux des 2 sexes seront utilisés. En effet, d’après les études ayant permis le développement du modèle, les mâles et les femelles développent des signes cliniques comparables, ils peuvent donc tout deux être inclus dans des analyses groupées.