Procédures sévères
Evaluation in vivo des propriétés d’anti-adhérences postopératoires de polymères à visée thérapeutique chez le rat
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
548 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chaque rat subit sous anesthésie une section du nerf sciatique ou du tendon d'Achille suivie d'une réparation, opération qui limite la mobilité de la patte. Le porteur indique que des automutilations et des abrasions du talon sont attendues et liées au modèle. Il teste des polymères anti-adhérences post-opératoires et affirme que les modèles ex vivo ne reproduisent pas les propriétés des "organes entiers".
Objectifs
La surface des tissus internes et des organes est naturellement structurée de façon à ce que les tissus n’adhèrent pas les uns aux autres. Lors d’une chirurgie ou d’une blessure, le traumatisme généré aux tissus va induire une réaction inflammatoire qui peut causer la formation d’adhérences anormales. Ces adhérences post-opératoires sont très fréquentes et sont observées dans plusieurs types de chirurgies : abdominales (90 pour cent de patients concernés), gynécologiques (60-90 pour cent), du tendon (30-40 pour cent), cardiaques (20 pour cent). Elles ont des conséquences délétères sur la qualité de vie du patient à court et long terme : elles limitent la mobilité des tissus concernés, peuvent engendrer de la douleur, voire des paralysies et des anomalies fonctionnelles (obstructions, occlusions, infertilité…). Bien que les techniques de chirurgie aient beaucoup évolué pour rendre la procédure moins traumatisante pour les tissus, les adhérences post-opératoires concernent globalement 1 patient sur 3. Le traitement des adhérences post-opératoires est lourd puisqu’il nécessite une nouvelle intervention chirurgicale ce qui, en plus de l’impact direct sur le patient, entraine des coûts importants pour les systèmes de santé et la société en raison des hospitalisations répétées et de la prise en charge des complications. Prévenir les adhérences post-opératoires est donc un véritable enjeu de santé publique et répond à un réel besoin clinique exprimé par les chirurgiens. Notre objectif est de développer des systèmes de réparation atraumatiques, sans sutures ni agrafes, qui pourront être utilisés dans la réparation de tissus. Des dispositifs sous forme d’implants et de colles chirurgicales sont développés pour différentes applications de la réparation des nerfs périphériques aux hernies abdominales. Les formulations d’adhésifs et d’implants développées à ce jour ont démontré une efficacité pour restaurer la fonction de certains tissus avec une bonne biocompatibilité. L’objectif de la présente étude est maintenant de déterminer si nos systèmes de réparation peuvent également être efficaces dans la prévention des adhérences post-opératoires. Nous nous focaliserons sur des modèles, de réparation du tendon et du nerf sciatique.
Bénéfices attendus
Ce projet doit permettre de démontrer dans deux modèles précliniques différents un impact positif de nos systèmes de réparation sur la survenue des adhérences post-opératoires. Nos produits pourront ainsi fournir une solution aux chirurgiens dans la prévention de ces adhérences combinée à une réparation atraumatique et efficace des tissus déjà démontrée.
Procédures
Les animaux seront soumis à une chirurgie unique d’une durée de 30 minutes environ de lésion/réparation du nerf sciatique ou du tendon d’Achille effectuée sous anesthésie générale et locale ainsi qu’une prise en charge de la douleur pré et postopératoire. A la fin de la période de maintien prévue, ils seront euthanasiés par une méthode réglementaire afin de réaliser les différents prélèvements et analyses nécessaires.
Impact sur les animaux
Les procédures nécessitent un geste chirurgical réalisé sous anesthésie générale. L’anesthésie est associée à un risque d’hypothermie et d’assèchement de la cornée. La procédure va engendrer une léthargie et une douleur transitoires pouvant être à l’origine d’une perte de poids post-opératoire. Les modèles vont nécessiter une transection du nerf sciatique ou du tendon d’Achille ce qui va limiter la mobilité des animaux au niveau de la patte opérée. Des automutilations et des abrasions du talon sont attendues et sont liées aux modèles.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés par une méthode règlementaire en fin de procédure pour des analyses post-mortem destinées à évaluer les adhérences post-opératoires.
Remplacement
De nombreux tests ont été réalisés ex vivo et in vitro pour obtenir un maximum de données préliminaires et sélectionner les systèmes les plus prometteurs pour une utilisation in vivo. Malheureusement, ces études ne peuvent pas suffire car ces modèles ne permettent pas de mimer les propriétés biologiques et mécaniques des organes entiers. Le présent projet in vivo consiste à caractériser l’impact de nos systèmes de réparation sur la survenue d’adhérences post-opératoires ou suite à une blessure. Il s’agit d’un mécanisme complexe faisant intervenir différents systèmes biologiques et qui nécessite de travailler sur un organisme intégré et autonome.
Réduction
Au maximum, 548 rats seront intégrés dans l’étude. Nos systèmes de réparation ont subi une batterie de tests préalables. Seuls les systèmes les plus prometteurs ont été sélectionnés pour un passage sur l’animal ce qui permet de réduire le nombre d’animaux utilisés. La taille des groupes expérimentaux a été définie à l’aide d’un test statistique de façon à obtenir des résultats statistiquement exploitables tout en utilisant le moins d’animaux possible (n=10 animaux exploitables par groupe). Une étape préliminaire de formation des opérateurs au geste chirurgical est prévue dans l’étude sur un nombre limité d’animaux (n=20). Les résultats seront également analysés par un test statistique.
Raffinement
Les rats seront hébergés en cages individuellement ventilées, à raison de 2 rats par cage, en milieu enrichi par des tunnels et des balles en bois. La température et l’hygrométrie seront contrôlées. Les rongeurs disposeront à volonté d’eau et d’aliments. Une période de stabulation réglementaire minimale d’une semaine sera respectée entre l’arrivée des animaux et le début de la procédure pour leur permettre de s’acclimater à leur nouvel environnement et ainsi de limiter leur stress. Une étape de socialisation sera mise en place pour habituer les rats à la préhension et réduire leur stress avant la procédure. La totalité des gestes expérimentaux sera pratiquée par du personnel qualifié. Tous les actes techniques seront réalisés avec une anesthésie et/ou une analgésie adaptée à la nature et à la durée du geste. Une pesée des animaux sera réalisée 1 fois par jour pendant 3 jours après la chirurgie pour évaluer la récupération de l’animal. Si nécessaire, un complément gélifié et/ou des granules humidifiées seront déposés directement dans le fond de la cage pour faciliter la prise alimentaire (1 pot/cage). Des graines de tournesol seront également ajoutées à l’alimentation usuelle pour diversifier l’enrichissement. Les animaux seront suivis quotidiennement et pesés 1 fois par jour pendant 3 jours après la chirurgie puis 1 fois par semaine. Une grille de score va nous permettre d’évaluer de façon objective l’état de l’animal et de prendre les mesures adéquates pour arrêter immédiatement sa souffrance par la mise en place de points limites.
Choix des espèces
L’utilisation d’un modèle mammifère est, selon nous, essentielle à cause des différences structurales existantes entre les organes des espèces mammifères et non-mammifères. Les rats sont des modèles animaux classiquement utilisés en expérimentation animale pour des protocoles de chirurgie. De plus, la taille des rats permet d’utiliser de faibles quantités de polymères en comparaison avec d’autres espèces mammifères telles que porc ou brebis. De plus, leur taille, comparée à celle de la souris, permet plus aisément de pratiquer un acte chirurgical fin. Enfin, la composition de la matrice extracellulaire des humains et des rongeurs est très similaire. Le modèle singe a été automatiquement exclu pour des raisons éthiques, les études présentées dans ce projet étant des études précoces du développement. Les animaux qui seront utilisés auront entre 6 et 12 semaines au début de l’étude (une période minimale d’acclimatation de 7 jours sera respectée avant le début des expérimentations). Ils seront donc adultes et arrivés à maturité sexuelle. De plus, les animaux seront jeunes et auront donc une plus forte chance de ne pas développer des maladies liées au vieillissement.
tPA et inflammation : étude de la contribution de l’activateur tissulaire du plasminogène (tPA) dans les processus inflammatoires et dans l’infiltration des neutrophiles lors de la phase aiguë d’un accident vasculaire cérébral ischémique
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
144 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles subissent une craniotomie de soixante-dix minutes pour provoquer un accident vasculaire cérébral ischémique, puis des séances d'IRM et de microscopie sous anesthésie, afin d'étudier le rôle du tPA dans l'inflammation cérébrale. Le porteur indique qu'aucun animal n'est gardé vivant, jugeant impossible pour leur bien-être de réhabiliter des souris ayant subi un AVC. Il affirme que les techniques sans animaux "ne sont pas susceptibles d'apporter le même niveau d'information".
Objectifs
Cette étude vise à comprendre l'implication de l'activateur tissulaire du plasminogène (tPA) dans les processus inflammatoires qui surviennent lors d'un accident vasculaire cérébral (AVC) ischémique, et notamment sur l'infiltration des neutrophiles du compartiment vasculaire vers le tissu cérébral. Des études précédentes montrent que l'utilisation de rtPA (Actilyse) pour induire une reperfusion du tissu cérébral peut moduler en parralèle l'infiltration des neutrophiles dans le tissu cérébrale. La contribution du rtPA dans ces mécanismes inflammatoires reste à déterminer. L'objectif de notre projet est de comprendre les effets du rtPA sur l'inflammation cérébrale à la suite d'un AVC ischémique. Afin de représenter les différentes situations qui se produisent en clinique, nous étudierons les effets de la thrombolyse par rtPA sur deux modèles murins d'AVC ischémique : un modèle thromembolique où l'injection i.v. de rtPA permet la reperfusion du tissu cérébrale et un modèle thrombotique où l'injection de rtPA est inefficace sur la reperfusion. De plus nous allons étudier l'impact de la thrombolyse par le rtPA sur la réponse inflammatoire dans le contexte d'une thrombolyse précose et tardive afin de mimer les differents contextes possibles en clinique.
Bénéfices attendus
Le projet permettra d'apporter de nouvelles connaissances de l'impact du rtPA sur l'inflammation cérébrale et ainsi nous permettra de proposer de nouvelles pistes pour de potentielles stratégies thérapeutiques en combinaison de la thrombolyse par rtPA.
Procédures
Les animaux seront soumis à une chirurgie permettant une pose de cathéter caudal et l'accès à l'artère cérébrale moyenne par craniotomie sous anesthésie générale et couverture analgésique d'une durée de 70 minutes par animal. Les animaux seront également soumis à des acquisitions par imagerie par résonnance magnétique (IRM) à 24h après l’induction de l’AVC, sous anesthésie générale d’une durée totale de 41 minutes par animal et par temps, et à des acquisitions par microscopie biphotonique pour une durée de 1 heure par souris à chaque temps.
Impact sur les animaux
Afin de limiter toutes douleur occasionnée par la chirurgie, nous utiliserons un analgésique lors du protocol chirurgical. Lors de projets précédents utilisant des procédures identiques ou similaires, nous n’avons pas observés de signe de douleur ni souffrance des animaux à la suite de la chirurgie. Les mesures pour réduire au maximum toute forme d’inconfort et de souffrance sont le suivi strict et rapproché des animaux, l’hébergement en petits groupes sociaux stables (n = 5) avec un enrichissement minimum (un rouleau cartonné + une feuille de papier essuie-tout), et la manipulation uniquement par des personnels expérimentés. Les animaux seront maintenus dans des conditions optimales d’hébergement, dans un environnement stabilisé en température (21°), hygrométrie (55%), luminosité (100 lux), et durée du cycle de lumière (12h/12h).
Devenir
Tous les animaux utilisés au cours de ce projet (144) seront mis à mort. Il a été décidé de ne garder aucun animal en vie car il n'est pas concevable pour leur bien-être de réhabiliter ou réutiliser des souris ayant subit une procédure sévère telle qu’un AVC ischémique.
Remplacement
Les procédures expérimentales ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants car des techniques de remplacement ne sont pas susceptibles d'apporter le même niveau d'information. Nous avons sélectionné le modèle présentant le meilleur compromis entre pertinence scientifique et sensibilité de l’espèce. La souris est avec le rat l’espèce animale la plus étudiée dans le domaine de l’inflammation et l’ischémie cérébrale. La physiopathologie est donc globalement établie, ce qui nous permettra d’interpréter nos résultats de manière fiable. L’ensemble des acquis et des connaissances dont nous disposons rend cette espèce particulièrement intéressante dans le cadre de notre étude.
Réduction
Nous utiliserons le nombre minimal d’animaux afin de souscrire au principe de réduction. Le nombre d’animaux utilisé est déterminé en fonction de la spécificité/sensibilité des méthodes utilisées, et selon nos travaux précédents publiés et la littérature. 120 souris seront nécessaires pour réaliser cette étude, et l’utilisation d’outils d’imagerie non invasive permettant de mesurer les lésions cérébrale et l’inflammation cérébrale permet de réduire significativement le nombre d’animaux utilisés. Le nombre d’animaux utilisés dans ce projet (nombre d’animaux total :144) a été déterminé par une approche statistique.
Raffinement
Afin de souscrire au principe de raffinement, les animaux seront anesthésiés durant chaque procédure. Les animaux recevront une injection sous cutanée de Buprénorphine (0,1 mg/kg, 200 μL) pour prévenir toute douleur occasionnée par la procédure. Les expériences seront réalisées par du personnel qualifié en respectant les règles de bonnes pratiques de laboratoire pour le respect des animaux, tout en veillant à ne pas dépasser les points limites fixés au préalable. Le bien-être des animaux sera suivi bi-quotidiennement par du personnel qualifié 5j/7 et quotidiennement pendant les weekends et jours fériés et cela pendant toute la durée du projet. Les animaux seront hébergés dans des cages standards répondant aux normes européennes actuelles (Directive 2010/63/UE). Pour éviter de stresser les animaux, les cages seront isolées de tout bruit extérieur et l’accès à l’eau et à la nourriture sera ad libitum. Enfin, une importance particulière sera apportée au bien-être des animaux. Tout sera mis en oeuvre pour réduire l’angoisse, la souffrance et la douleur de chaque animal, pouvant être occasionnées pendant le projet. Les principes éthiques et les standards de raffinement seront utilisés jusqu’à la mise à mort de l’animal. Après le reveil des animaux à l'issu de la chirurgie, les animaux seront observés jusqu'à l'obtention d'un comportement animal normal. La moitié de la cage des animaux sera placée sur une couverture chauffante leur donnant le choix quantà la température de la cage. De la nourriture humidifiée sera déposée dans la cage pour un accès plus simple à l'alimentation après la chirurgie. Le transport des animaux en salle d'expérimentation sera réalisé en limitant les secousses et le bruit. La température en salle d'expérimentation est controlée et adaptée au bien être des animaux.
Choix des espèces
La souris (mus musculus) est l’espèce de référence utilisée dans la littérature pour étudier l’inflammation et l’ischémie cérébrale. Les souris transgéniques Catchup utilisées dans cette étude seront âgées de 8-12 semaines correspondant à un stade jeune adulte. Ce stade est classiquement utilisé dans la littérature dans l’étude de la neuroinflammation et des AVC. L’anatomie et la physiologie de la circulation cérébrale sanguine de la souris sont également bien connues et sont semblables par leurs grands traits à celles de l’homme. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier la thrombolyse, la neuroprotection et la réponse inflammatoire suite à un AVC ischémique. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour notre étude. Pour ce projet, nous utiliserons des mâles et des femelles. Nous avons fait le choix d'introduire la variabilité liée au sexe afin d'obtenir des résultats plus représentatifs de la clinique (hommes et femmes touchés par la pathologie). En effet, il existe des différences physiologiques du fait des variations hormonales, notamment au niveau cérébral, nécessitant une adaptation dans les traitements des AVC et dans d'autres pathologies. La prise en compte du sexe comme une variable biologique et expérimentale dans les études pré-cliniques est essentielle pour augmenter les chances d'obtenir les mêmes observations lors de la translation en clinique, lorsqu'il s'agit de mettre en place un médicament, par exemple.
Effets d’un traitement aux glucocorticoïdes et à un inhibiteur de LSD1 dans un modèle inflammatoire au Dextran Sulfate Sodium (DSS)
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système gastrointestinal
80 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Elles développent une inflammation de l'intestin par ingestion de Dextran Sulfate Sodium pendant six jours, avec saignements, douleur intestinale, déshydratation et perte de poids, puis reçoivent des injections de dexaméthasone et des gavages d'un inhibiteur de LSD1. Le porteur indique ne prévoir ni anesthésie ni analgésique, la buprénorphine interférant avec la réaction inflammatoire étudiée, et ne traiter les animaux que si au moins trois d'un même groupe atteignent un score de douleur élevé. Il conclut que le recours à un "organisme entier" est "nécessaire" et présente la souris comme un modèle de référence proche de l'intestin humain.
Objectifs
Les glucocorticoïdes sont de puissants agents anti-inflammatoires utilisés pour traiter les maladies inflammatoires chroniques telles que l’asthme, l’arthrite rhumatoïde, ou les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin. Néanmoins leur usage à long terme provoque de nombreux effets secondaires comme la fonte musculaire. Nous avons récemment montré que les effets délétères des glucocorticoïdes sur la masse musculaire étaient renforcés par une protéine nommée LSD1. Au niveau pharmacologique, l’injection de glucocorticoïdes combinée à la prise d’un inhibiteur de LSD1, le CC-90011, permet une réduction de la perte de muscle tout en conservant les effets anti-inflammatoires des glucocorticoïdes, ce qui présenterait un réel bénéfice pour les patients. Ces observations ayant été obtenues dans des conditions endogènes, nous souhaitons maintenant savoir si les effets anti-inflammatoires des glucocorticoïdes sont conservés dans un modèle d’inflammation de l'intestin.
Bénéfices attendus
Ces résultats nous permettront de déterminer les effets d'un traitement à la Dexaméthasone sur l'inflammation intestinale, et si un co-traitement avec le CC-90011 interfère avec les effets anti-inflammatoires des glucocorticoïdes. Contrôler l'activité du récepteur aux glucocorticoïdes en modulant celle des co-régulateurs tels que LSD1 ouvrira ainsi de nouvelles perspectives pour réduire les effets indésirables induits par les traitements aux glucocorticoïdes et améliorer le bien être des patients.
Procédures
Les animaux vont développer une inflammation de l'intestin par administration de Dextran Sulfate Sodium (DSS) dans l'eau de boisson pendant 6 jours. Ils subiront 3 injections par voie intrapéritonéale d'un glucocorticoïde, la Dexaméthasone, (1 min/ souris) afin de réduire l'inflammation et 3 gavages avec un inhibiteur de LSD1, le CC-90011, (1 min/ souris) qui permet de limiter les effets secondaires des glucocorticoïdes.
Impact sur les animaux
L’inflammation chronique peut conduire à des saignements du fait de l'inflammation associés à une douleur intestinale, une déshydratation et une perte de poids de l’animal. Ce traitement dure 6 jours et les premiers effets sont observables en général au 3è jour. L’injection de Dexaméthasone par voie intrapéritonéale prend moins d'une minute par animal. Ces injections répétées (3 par souris) peuvent exceptionnellement causer des infections au niveau du site d'injection. Le gavage peut rarement conduire à des fausses routes et à une irritation. Les différentes administrations de traitement pourront éventuellement générer un stress chez l'animal ainsi qu'une douleur au niveau du site d'administration.
Devenir
L’ensemble des animaux sera mis à mort à la fin de la procédure pour des études moléculaires et histologiques.
Remplacement
Afin de déterminer les effets d’un traitement simple ou combiné avec des glucocorticoïdes et l'inhibiteur de LSD1 CC-90011 sur l’inflammation intestinale, le recours à un organisme entier est nécessaire. Par ailleurs, de nombreux facteurs et hormones interviennent dans l’homéostasie tissulaire. Ainsi, il est nécessaire d’utiliser un modèle in vivo afin que tous les facteurs physiologiques pouvant intervenir dans ce processus soient pris en compte. A ce titre, la souris est un modèle de référence. En effet, l'histologie de l’intestin de la souris est similaire à celle de l'homme.
Réduction
Le modèle d'inflammation et les traitements aux glucocorticoïdes sont maitrisés au laboratoire, permettant ainsi la mise en place d’expérimentations de qualité et raffinées sur un nombre limité d'animaux. Dans ce but, une même souris sera utilisée pour les analyses moléculaires et histologiques. Le paramètre limitant pour le nombre de souris est l’analyse moléculaire, pour laquelle les études montrent qu’il faut 10 animaux par condition pour détecter la différence escomptée à l’aide d’un test statistique approprié au risque de se tromper de 5%.
Raffinement
Le personnel qui effectuera les gestes techniques est formé et compétent. Les expérimentations prévues dans ce protocole seront exécutées sur l'animal vigile. Le risque d’infection sera pris en considération au niveau de la zone d’injection des glucocorticoïdes en vérifiant la présence d'un éventuel abcès. Cependant, l’injection de Dexaméthasone n'est en général pas problématique pour l'animal. Le risque de fausse route au moment du gavage sera également pris en compte en évitant de mettre l'animal sur le dos et en lui délivrant lentement le liquide contenu dans la seringue. La sévérité de la procédure impliquera une surveillance stricte des souris. Ainsi, les animaux seront observés et pesés quotidiennement. L’état de chaque souris sera référencé dans un tableau comprenant des indicateurs comportementaux et physiologiques permettant de détecter la souffrance des animaux. Les paramètres utilisés seront le poids, l’abondance de diarrhées, la posture de l’animal, l’état de son pelage, son activité. Ces indicateurs nous permettront d’anticiper toute souffrance inutile, et d’intervenir au plus vite afin d’améliorer le bien-être de l’animal. Cette évaluation sera faite en conditions normales d'hébergement avec enrichissement et en maintenant les liens sociaux entre les animaux. Travaillant sur l’inflammation, nous n'avons pas prévu d'anesthésier les souris, ni de leur administrer d'analgésiques. En effet, la Buprénorphine est connue pour interférer avec la réaction inflammatoire. Cependant, si au moins trois animaux d'un même groupe atteignent un score de pathologie trop élevé, ensemble des animaux sera traité à la Buprénorphine afin de ne pas générer de biais dans l'expérience.
Choix des espèces
Les effets des glucocorticoïdes sur un type cellulaire donné impliquent des voies de signalisation complexes ainsi que le microenvironnement cellulaire. Il en va de même pour les mécanismes d’inflammation. Ainsi, l'utilisation de modèles cellulaires reste limitée. La souris présente un intérêt particulier pour l'administration de traitements pharmacologiques du fait de sa facilité de manipulation, mais aussi de la similarité avec l'homme, tant au niveau histologique qu'au niveau du type de réponse aux traitements. Le projet s’intéresse au rôle des glucocorticoïdes dans l’organisme adulte. Les animaux seront donc traités entre 10 et 13 semaines d'âge.
Toxicité d’aérosols de type « mélanges gaz/particules » d’intérêt défense : cas des résidus de combustions issus de propergols solides composites
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
782 rats mâles vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Ils sont exposés par inhalation "nez seul" pendant quatre heures à du chlorure d'hydrogène et des particules d'alumine, subissent aspirations oropharyngées, instillations intratrachéales, gavages, jusqu'à vingt-cinq prélèvements de sang, des tests d'anxiété et de mémoire, une trachéotomie puis une perfusion intracardiaque. Le projet vise à définir des valeurs limites d'exposition pour les personnels du Ministère des Armées et du secteur aérospatial soumis aux résidus de combustion des missiles. Le porteur affirme qu'il n'existe "pas de méthodes alternatives" et que les études in vivo sont "indispensables", ne retenant que des mâles au motif qu'aucune donnée féminine n'est disponible.
Objectifs
Avec l’émergence de nouveaux systèmes d’armes, le cumul des expositions des personnels du Ministère des Armées devient de plus en plus complexe, et ces derniers peuvent de fait être exposés à des mélanges de polluants au cours de leur carrière. C’est notamment le cas lors de l’utilisation de propulseurs tels que les propergols solides composites nécessaires à la mise à feu rapide de missiles où les personnels peuvent être exposés simultanément à du chlorure d’hydrogène et des particules d’alumines par inhalation. Seule une étude sur les effets de ce type d’exposition a montré des phénomènes d’inflammation pulmonaires et systémiques précoces. L’objectif de ce projet est de poursuivre cette évaluation, en déterminant notamment si l’inflammation observée à court terme est persistante et si ces expositions impliquent d’autres types d’effets. Les résultats de ce projet devraient permettre de contribuer à définir des valeurs seuils chez les travailleurs du Ministère des Armées et du secteur aérospatial (valeurs limites d’exposition professionnelles) susceptibles d’être exposés à ce type de substances dans leur environnement professionnel, d’établir de nouvelles recommandations et d’identifier des biomarqueurs à analyser pour un meilleur suivi médical (examens pulmonaires, prises de sang, tests cognitifs, etc.).
Bénéfices attendus
Les études réalisées dans le cadre de ce projet permettront : - De déterminer les effets à long terme de l’exposition aiguë et subaiguë à des mélanges de chlorure d’hydrogène et de particules d’alumine (fibrose pulmonaire, atteintes cognitives, pathologies neurodégénératives, génotoxicité, etc.) ; - D’obtenir des informations sur les mécanismes d’action toxiques induits par ce type d’exposition ; - De comparer les données in et ex vivo obtenues à des données d’études in vitro réalisées en parallèle, et de définir si les modèles in vitro testés permettent une bonne prédictivité de la toxicité de ces substances/mélanges ; - De fournir des données contribuant à l’établissement de valeurs limites d’exposition professionnelles et de préconisations pour le suivi des personnels du Ministère des Armées par la médecine de prévention.
Procédures
Identification (moins de 5 min) : 1 fois ; anesthésie, perçage d’une oreille à l’aide d’une pince et tatouage en utilisant une encre dédiée (animaux stabulés plus d’un 1 mois). Observations cliniques et pesées (moins de 5 min) : au moins 2 fois/semaine, au maximum tous les jours. Aspiration oropharyngée (moins de 10 min/exposition) : 5 aspirations (jour 1, 2, 3, 6 et 7) ; anesthésie, manipulations pour exposition et exposition à la solution d’essai par aspiration oropharyngée. Instillation intratrachéale (moins de 10 min/exposition) : 5 instillations (jour 1, 2, 3, 6 et 7) ; anesthésie, manipulations pour exposition et exposition à la solution d’essai par instillation intratrachéale. Exposition par inhalation en mode "nez seul" : 1, 4 (1 exposition/jour/4 jours consécutifs) ou entre 16 et 24 expositions (1 exposition/semaine/4 à 6 mois) ; habituation à la contention des tubes d’exposition (stabulation dans les tubes jusqu’à 30 min/jour/3 jours consécutifs), exposition aux substances/mélanges d’essai (4h/exposition). Gavage (moins de 3 min/administration) : 1 à 3 gavages (jour 1, jour 1+24h et jour 1+45h) ; contention manuelle des animaux vigiles, gavage avec la solution d’essai. Prélèvements de sang (moins de 5 min/prélèvement) : 1 à 25 prélèvements (2 prélèvements/semaine/12 mois) ; contention manuelle des animaux vigiles, manipulations et prélèvement d’une goutte de sang. Comportement (15 min à 1h15/évaluation suivant les tests) : 3 ou 4 fois (1, 3, 6 et pour certains animaux 12 mois après la dernière exposition) ; placement des animaux vigiles dans des dispositifs de mesure de l’activité, de l’anxiété et des capacités de mémorisation, et enregistrement de leurs déplacements. Pléthysmographie (moins de 1h15/évaluation) : 2 à 48 fois (1 évaluation/semaine ou par mois/2 semaines à 12 mois) ; placement des animaux vigiles dans des enceintes de pléthysmographie corps entier et enregistrement de paramètres respiratoires. Mécanique pulmonaire (moins de 45 min) : 1 fois préalablement à la fin de l’étude ; administration d’un antalgique, anesthésie, acte chirurgical (trachéotomie), administration d’un myorelaxant et mesure de la mécanique pulmonaire. Perfusion intracardiaque/exsanguination (moins de 45 min) : 1 fois en fin d’étude ; administration d’un antalgique, anesthésie, actes chirurgicaux (laparotomie et thoracotomie) et perfusion avec du tampon phosphate salin.
Impact sur les animaux
Tatouage : stress lié à l’anesthésie ; Aspiration o.p. : stress lié à l’anesthésie ; Instillation i.t. : stress lié à l’anesthésie ; Exposition par inhalation en mode "nez seul" : stress lié à la manipulation et à la contention du placement dans les tubes, à l'immobilisation, à l'impossibilité de se nourrir et s’abreuver, et à l'isolement ; Gavage : stress lié au gavage et à la contention manuelle nécessaire pour le réaliser ; Prélèvements de sang : stress lié à la contention manuelle nécessaire pour le réaliser ; Analyse comportementale/pléthysmographie : Stress lié à la manipulation et au placement dans les dispositifs de test, à l'impossibilité de se nourrir et s’abreuver, et à l'isolement ; De manière générale, la manipulation des animaux pourra modifier leurs réactions à la préhension et leur niveau d’activité, et une légère perte de poids pourra être observée dans les jours qui suivront notamment les expositions/administrations des substances/mélanges d’essai. Les expositions/administrations de substances/mélanges d’essai pourront également induire des effets locaux et systémiques susceptibles de faire souffrir les animaux. Des signes cliniques anormaux, affectant notamment la respiration, les muqueuses et la physiologie, pourront être observés.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort aux temps de fin d'étude définis en fonction des analyses ex vivo prévues selon une méthode autorisée chez le rat.
Remplacement
Il n’existe pas à l’heure actuelle de méthodes alternatives à l’expérimentation animale qui permettent seules de déterminer la toxicité aiguë et subaiguë de l’exposition par inhalation à du chlorure d’hydrogène et des particules d’alumines, seuls et en mélange, notamment des effets cliniques, pulmonaires, cognitifs et systémiques immédiats, et à court et à long terme. Les études in vivo sont pour cette évaluation indispensables. Concernant le choix des animaux, le projet suivra les recommandations des lignes directrices de l’Organisation de Coopération et de Développement Economiques pour l’étude des effets respiratoires d’utilisation du rat, de souche couramment utilisée en laboratoire, au stade jeune adulte au moment de l’exposition aux substances/mélanges d’essai et de mâles. L’âge et le sexe des animaux utilisé a été défini comme étant représentatifs de la population humaine cible de ce projet. Seuls des mâles seront utilisés car il n’est pas attendu de variations significatives entre les deux sexes concernant les paramètres qui seront analysés, que le sexe n’est pas un facteur d’intérêt dans ce projet et que des données étant actuellement uniquement disponibles chez des mâles, seule l’étude de ce sexe sera pertinente pour la confrontation des données.
Réduction
Le nombre d’animaux qui sera utilisé a été déterminé sur la base de l’effectif minimum nécessaire pour mettre au point et valider un protocole de développement de fibrose pulmonaire, un protocole d’induction de génotoxicité et évaluer la toxicité de l’exposition aux substances/mélanges d’essai chez le rat. Il a été établi à partir des données bibliographiques disponibles sur l’induction de ces modèles pathologiques et par rapport aux paramètres in vivo (fonctions respiratoires, mécanique pulmonaire, fonctions cognitives) et ex vivo (biodistribution de l’alumine, marqueurs histologiques et biochimiques de toxicité et de génotoxicité) qui seront étudiés pour permettre une analyse statistique robuste et une extrapolation inter-espèces pertinente des résultats. Des tests appropriés au traitement de chaque type de données et à leur distribution seront utilisés pour les comparer et ainsi évaluer les effets de l’exposition aux substances/mélanges d’essai. De plus, plusieurs paramètres seront évalués sur un même animal, permettant ainsi de minimiser le nombre de rats utilisés.
Raffinement
Les conditions d’hébergement seront adaptées aux rats et enrichies pour favoriser leur bien-être. Ils seront hébergés à plusieurs par groupe expérimental (2 ou 3 animaux par cage) pour leur socialisation. Un fond sonore sera diffusé la journée pour leur permettre de s’habituer au bruit généré par les manipulations et ainsi limiter le stress pouvant être ressenti durant les expérimentations. Du matériau leur permettant de nidifier et du matériau en bois à ronger seront disposés dans leurs cages d’hébergement pour favoriser leur développement cognitif. Pour les animaux exposés par inhalation « nez seul », des tubes semblables à ceux utilisés pour l’exposition seront disposés dans leurs cages d’hébergement pour leur permettre de se familiariser avec ces objets et de se cacher. Préalablement à la 1ère exposition, ces animaux seront habitués à la contention imposée par le placement dans les tubes en y étant stabulés jusqu’à 30 min par jour durant 3 jours consécutifs. Les tubes seront tapissés de matériaux absorbants pour assurer le confort des animaux. Après chaque phase d’habituation, de la nourriture sera déposée dans leurs cages d’hébergement en guise de récompense. Des critères de raffinement des gestes techniques qui seront pratiqués (manipulation précautionneuse, surveillance continue, posologie adaptée, etc.), des points limites relatifs à l’apparition de signes de douleur (perte de poids, lésion, comportement anormal, etc.) et des actions correctives visant à soulager les animaux (surveillance accrue, traitements médicamenteux, etc.) ont été définis en adéquation avec les paramètres étudiés pour assurer leur bien-être.
Choix des espèces
Ces expérimentations seront réalisées chez le rat car sa physiologie est largement connue et car il constitue un modèle de prédiction des effets toxicologiques reconnu par la réglementation (cf. Document d'orientation de l’Organisation de Coopération et de Développement Economiques n°39). Ce projet suivra les recommandations des lignes directrices de l’Organisation de Coopération et de Développement Economiques pour l’étude des effets respiratoires, d’utilisation du rat et de souche couramment utilisée en laboratoire. Des animaux jeunes adultes (âgés de 6 semaines au moment de la 1ère exposition) seront utilisés. L’âge des animaux au cours de l’étude (jeunes adultes/adultes étudiés durant au maximum 12 mois) sera ainsi représentatif des scénarios d’exposition réalistes étudiés.
Validation d’un modèle de leucémie évalué par bioluminescence chez la souris NSG, en vue de traitement par CAR-T cells innovants – EU1/2
- Recherche appliquée
- Cancers
24 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance de léger à sévère. Dépourvues de système immunitaire, elles reçoivent en intraveineuse des cellules leucémiques humaines et développent une leucémie suivie par imagerie, jusqu'à des signes tels que poils hérissés, perte de poids et début de paralysie des pattes. L'étude ne fait que valider un modèle de leucémie et déterminer la dose de cellules cancéreuses, avant de tester dans un autre projet des cellules CAR-VST issues de donneurs sains. Le porteur revendique un modèle murin "indispensable" pour toute étude préclinique de thérapie cellulaire des hémopathies malignes.
Objectifs
La thérapie anti-cancéreuse par CAR-T cells permet de traiter la leucémie. Ces cellules sont conçues à partir des cellules du patient et sont modifiées génétiquement pour les armer contre les cellules cancéreuses. Bien qu’elles soient efficaces et arrivent à tuer les cellules cancéreuses, leur efficacité reste à court terme. De plus, leur préparation est complexe, longue et présente un risque potentiel de contamination par des cellules malades. En conséquence, la production de cellules CAR-T à partir de donneurs sains se développe, pour les rendre immédiatement opérationnelles. Dans ce projet, nous souhaitons utiliser des cellules provenant de donneurs sains et qui sont anti-virales (VST). L’une des particularités des VST est qu’elles persistent à long terme chez les patients, ce qui permettrait d’apporter un bénéfice majeur à la production de CAR-T. Après modification génétique, ces nouvelles cellules (CAR-VST) possèdent une double fonction : elles s'attaquent à la leucémie et ciblent également d'autres virus demeurant dans l'organisme après une infection. Ces cellules anti-virales spécialisées ont déjà montré des résultats prometteurs chez les patients, avec une capacité de persistance prolongée, offrant ainsi une alternative potentiellement plus efficace pour lutter contre la leucémie. Le modèle de souris que nous souhaitons utiliser pour prouver notre hypothèse est très bien décrit dans littérature. Ce projet se déroule dans deux établissements utilisateurs.
Bénéfices attendus
Cette étude préliminaire aidera à déterminer la quantité de cellules cancéreuses nécessaires pour créer une leucémie chez les souris. Cela nous aidera à savoir quand injecter les traitements futurs contre le cancer, qu'ils soient classiques (CAR-T cells) ou nouveaux (CAR-VST). Dans le traitement des cancers du sang, les CAR-T cells ont montré leur efficacité à court terme chez les humains. Cependant, elles disparaissent rapidement, ce qui peut causer des rechutes chez les patients. En utilisant nos cellules anti-virales comme matière première pour créer les CAR-VST, nous pourrions améliorer leur capacité à rester actives plus longtemps et offrir une protection supplémentaire contre les virus chez les patients dont le système immunitaire est affaibli. Les résultats de cette étude préliminaire sont essentiels pour continuer à développer ce traitement innovant en vue de réaliser des tests sur des patients.
Procédures
- Une injection de cellules leucémiques à la veine de la queue (souris vigiles) - développement d’une leucémie sur quelques semaines - injections abdominales d’un produit d’imagerie et suivi régulier (sous anesthésie, durée 30 minutes) de la progression tumorale 1 fois par semaine pendant quatre semaines par imagerie Etablissement utilisateur 1 : -Une injection intraveineuse sur animal vigile des cellules leucémiques au jour 0 (1min) Etablissement utilisateur 2 : - Imagerie des souris par bioluminescence : contention et injection intrapéritonéale (IP) d’une substance permettant de tracer les cellules leucémiques (1min). - retour en cage hébergement pendant le temps où la substance agit (10min) - au bout de 5 min, induction de l'anesthésie pour que l’animal reste immobile pendant l’imagerie (1min) - acquisition par bioluminescence (3min) avec possibilité de placer 5 souris dans l'appareil en même temps - arrêt de l’expérimentation au dernier jour (28e jour) ou lorsqu’un point limite est atteint et sacrifice des souris
Impact sur les animaux
- L’injection intraveineuse n’est pas douloureuse – au pire elle peut induire un saignement léger après retrait de l’aiguille au point de ponction (arrêté par compression avec une compresse stérile). - Dans les jours suivants l’injection des cellules cancéreuses, les souris présenteront des signes cliniques tels des poils hérissés, moins d'activité et une perte de poids, et en cas extrême, un début de paralysie des jambes. - Les animaux seront modérément stressés lors de l’injection dans l’abdomen du produit d’imagerie, suivi des anesthésiques. Pendant la prise d'images, les souris seront endormies et ne ressentiront aucune douleur .
Devenir
Les souris étant totalement dépourvues de système immunitaire et ayant reçu une injection des cellules leucémiques, une progression tumorale va pouvoir se développer. Afin d’éviter une souffrance à l’animal, les animaux ne seront pas conservés au-delà de 28 jours post injections ou en cas de point limite atteint.
Remplacement
Nous continuons à réaliser des expériences in vitro pour générer des résultats sur le ciblage des cellules tumorales et valider la fonctionnalité des cellules humaines anti-leucémiques, de façon à limiter le nombre d’expériences chez l’animal. La culture cellulaire à partir de cellules humaines est donc la base de notre projet pour produire des cellules traitement. Cependant, les cultures cellulaires ne permettent pas reproduire la complexité des interactions entre les cellules leucémiques et le microenvironnement tumoral développé in vivo. Cette saisine permet de valider un modèle de leucémie chez la souris, ce qui nous permettra dans une deuxième saisine de vérifier l’efficacité d’un nouveau traitement cellulaire par rapport à un traitement de référence. Ces informations sont cruciales pour le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques chez l’homme. La détermination des doses de cellules leucémiques à injecter chez la souris permettra de valider un modèle développant une tumeur identifiable sur plusieurs semaines.
Réduction
Nous utilisons le moins de souris possible pour obtenir des résultats statistiquement valables. Nous arrêterons les tests dès que nous verrons une grande différence entre les groupes, avec au moins 3 souris par groupe et au maximum 6.
Raffinement
Les souris seront logées dans une grande cage avec des jouets et des matériaux, avec seulement 3 à 6 souris par cage, pour qu'elles aient suffisamment d'espace. La pièce où les souris seront logées sera bien aérée, dans une zone spéciale pour les souris nécessitant un suivi quotidien, avec un contrôle de la température, de l'humidité et de la lumière pour qu'elles se sentent bien. Leur nourriture est préparée de manière à être ultra propre pour éviter les problèmes de contamination microbienne, et leur eau est stérilisée pour éviter les maladies. Chaque jour, quelqu'un vérifiera leur état de santé et détectera d’éventuels signes de souffrance. Si elles ne se sentent pas bien, un guide permet de savoir la conduite à suivre pour réduire ou stopper la souffrance.
Choix des espèces
La souris NSG ne possédant pas de système immunitaire, accepte les cellules humaines normales et leucémiques. Ce modèle murin est mondialement reconnu et indispensable pour valider toute étude pré-clinique de thérapie cellulaire dans les hémopathies malignes. Ce modèle permet d’une part d’étudier l’impact de nouvelles thérapies cellulaires et l’effet anti-leucémique, et d’autre part d’analyser les mécanismes d’action des cellules de thérapie cellulaire. Les résultats obtenus seront indispensables à l’élaboration d’essais cliniques chez l’homme dans un second temps. Les souris sont expérimentées à partir de 8 à 10 semaines de vie, pour limiter la variabilité de poids, et parce que dans la littérature la prise de greffe humaine est meilleure dans cette période de vie.
Evaluation in vivo de polymères à visée thérapeutique dans la prévention et le traitement de névrome chez le rat
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
746 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Chacun subit la section puis la réparation d'un nerf sous anesthésie et des mesures de conduction nerveuse par stimulation électrique, pour tester des colles et implants censés prévenir les névromes après amputation. Le porteur indique que la section nerveuse affecte la mobilité de la patte opérée et provoque léthargie, douleur et perte de poids. Il affirme qu'un modèle mammifère est "essentiel" et que ces études ne peuvent se faire ni ex vivo ni in vitro, faute de reproduire un "organe entier".
Objectifs
La réparation tissulaire conventionnelle par chirurgie implique l’utilisation de sutures, d’agrafes ou autres techniques utilisant des points d’ancrage qui induisent un traumatisme supplémentaire au tissu. Ces techniques peuvent engendrer une inflammation et de la fibrose à l’origine d’effets délétères sur la réparation des tissus et sur la qualité de vie du patient. Ces techniques constituent pourtant, faute d’alternatives satisfaisantes, les méthodes de référence pour la réparation chirurgicale des tissus. Notre objectif est de développer des systèmes de réparation atraumatiques sans sutures qui pourront être utilisés dans la réparation de tissus. Des dispositifs sous forme d’implants et de colles chirurgicales ont été développés pour différentes applications dont la réparation des nerfs périphériques et ont démontré une nette efficacité lors de précédentes études. Le but de ce présent projet est d’élargir l’indication de ces systèmes de réparation à des scénarios cliniques très spécifiques comme le traitement et la prévention de névrome notamment dans le cadre d’amputations. L’amputation concerne plus d’un million de patient par an à l’échelle mondiale, qu’elle soit liée à des traumatismes ou à des maladies chroniques comme le diabète ou le cancer. Après une amputation, il est fréquent que les nerfs sectionnés soient à l’origine : 1) du phénomène de douleur du membre fantôme qui correspond à des douleurs ressenties dans la partie du corps amputée. Ce phénomène affecte 95 pour cent des patients en postopératoire immédiat avec une persistance au long cours chez la moitié d’entre eux. 2) de la formation d’un névrome (48,7 pour cent des patients). Il s’agit d’une tumeur bégnine formée par des fibres nerveuses qui se sont développées de façon anarchique. Un névrome s’accompagne de douleurs fulgurantes et peut nécessiter une nouvelle intervention chirurgicale pour le retirer. En clinique, les chirurgiens utilisent la réinnervation musculaire ciblée pour traiter les nerfs lors d’une amputation pour prévenir l’apparition de névromes. Le but de ce projet est de valider in vivo l’efficacité de nos systèmes de réparation sur les nerfs dans un modèle de réinnervation musculaire ciblée chez le rat.
Bénéfices attendus
Si la régénération nerveuse est confirmée avec nos systèmes de réparation, une solution atraumatique pourra être proposée aux chirurgiens pour éviter l’apparition de névromes post-amputation sans créer de traumatismes supplémentaires aux tissus.
Procédures
Les animaux seront soumis à une chirurgie unique d’une durée de 30 minutes environ de transection puis réparation du nerf, effectuée sous anesthésie générale gazeuse et locale associée à une prise en charge de la douleur pré et postopératoire. Nous évaluerons à trois reprises (avant, pendant et après la chirurgie) la conduction nerveuse par électrophysiologie (stimulation électrique des nerfs) sous anesthésie générale pour une durée de 20 à 40 minutes. A la fin de la période de maintien prévu, ils seront euthanasiés par une méthode réglementaire afin de réaliser les différents prélèvements et analyses nécessaires.
Impact sur les animaux
Les procédures nécessitent un geste chirurgical réalisé sous anesthésie générale. L’anesthésie est associée à un risque d’hypothermie et d’assèchement de la cornée. La procédure va engendrer une léthargie et une douleur transitoires pouvant être à l’origine d’une perte de poids post-opératoire. Au cours de la chirurgie, des nerfs vont être sectionnés ce qui va impacter la mobilité de l’animal au niveau de la patte opérée. Le muscle n’étant que partiellement dénervé au cours de la chirurgie, l’impact sur la mobilité sera limité.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés par une méthode règlementaire en fin de procédure pour des analyses post-mortem destinées à évaluer l’efficacité de nos systèmes de réparation sur la régénération nerveuse.
Remplacement
De nombreux tests ont été réalisés ex vivo et in vitro pour obtenir un maximum de données préliminaires et sélectionner les polymères et les designs les plus prometteurs pour une utilisation in vivo. Malheureusement, ces études ne peuvent pas suffire car ces modèles ne permettent pas de mimer les propriétés biologiques et mécaniques des organes entiers. Le présent projet doit nous permettre d’évaluer une régénération nerveuse ce qui ne peut être fait que dans un individu intégré et autonome.
Réduction
Au maximum, 746 rats seront intégrés dans l’étude. Nos dispositifs ont subi une batterie de tests préalables. Seuls les implants et colles les plus prometteurs ont été sélectionnés pour un passage sur l’animal ce qui permet de réduire le nombre d’animaux utilisés. Au cours de l’étude les résultats intermédiaires seront analysés et pourront permettre d’écarter d’autres designs ou des temps de suivi tardifs. La taille des groupes expérimentaux a été définie à l’aide d’un test statistique de façon à obtenir des résultats statistiquement exploitables tout en utilisant le moins d’animaux possible (n=10 animaux par groupe). Les résultats seront également analysés par un test statistique.
Raffinement
Les rats seront hébergés en cages individuellement ventilées (2 rats/cage), en milieu enrichi par des tunnels et des balles en bois et aliments à volonté. La température et l’hygrométrie seront contrôlées. Une période de stabulation réglementaire minimale d’une semaine sera respectée entre l’arrivée des animaux et le début de la procédure pour leur permettre de s’acclimater à leur nouvel environnement et ainsi de limiter leur stress. Une étape de socialisation sera mise en place pour habituer les rats à la préhension et réduire leur stress avant la procédure. Les gestes expérimentaux seront pratiqués par du personnel qualifié avec une anesthésie et une analgésie adaptée à la nature et à la durée du geste. Une pesée des animaux sera réalisée avant la chirurgie puis 1 fois par jour pendant 3 jours après la chirurgie pour évaluer la récupération de l’animal puis 1 fois/semaine. Si nécessaire, un complément gélifié et/ou des granules humidifiées seront déposés directement dans le fond de la cage pour faciliter la prise alimentaire (1 pot par cage). Des graines de tournesol seront également ajoutées à l’alimentation usuelle pour diversifier l’enrichissement. Les animaux seront suivis quotidiennement et pesés 1 fois par semaine. Une grille de score va nous permettre d’évaluer de façon objective l’état de l’animal et de prendre les mesures adéquates pour arrêter immédiatement sa souffrance par la mise en place de points limites. Le scoring sera effectué 1 fois par semaine et servira de support au suivi quotidien des animaux tout au long de l’étude.
Choix des espèces
L’utilisation d’un modèle mammifère est, selon nous, essentielle à cause des différences structurales existantes entre les organes des espèces mammifères et non-mammifères. Les rats sont des modèles animaux classiquement utilisés en expérimentation animale pour des protocoles de chirurgie. De plus, la taille des rats permet d’utiliser de faibles quantités de polymères en comparaison avec d’autres espèces mammifères telles que porc ou brebis. De plus, leur taille, comparée à celle de la souris, permet plus aisément de pratiquer un acte chirurgical fin, d’autant plus que nous travaillerons sur des nerfs. Enfin, la composition de la matrice extracellulaire des humains et des rongeurs est très similaire. Le modèle singe a été automatiquement exclu pour des raisons éthiques, les études présentées dans ce projet étant des études précoces du développement. Les animaux qui seront utilisés auront entre 6 et 12 semaines au début de l’étude (une période d’acclimatation minimale de 7 jours sera respectée avant le début des expérimentations). Ils seront donc adultes et arrivés à maturité sexuelle. De plus, les animaux seront jeunes et auront donc une plus forte chance de ne pas développer des maladies liées au vieillissement ce qui est très important pour les temps de suivi tardifs de notre étude.
Etudes de protéines membranaires dans la douleur inflammatoire
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
432 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Elles reçoivent dans le coussinet une injection d'agent inflammatoire, puis subissent l'application de chaleur infrarouge et d'une force mécanique sur les pattes, la douleur spontanée provoquée étant l'objet même de l'étude. Le porteur indique que l'inflammation persiste pendant les tests et que les mêmes individus servent à plusieurs procédures. Il affirme qu'"il n'existe pas d'alternative à l'expérimentation animale pour observer la sensibilité douloureuse".
Objectifs
Les protéines que nous étudions sont connues pour leur implication dans la régulation des messages nerveux, notamment des neurones. Nos recherches nous mènent à penser que ces protéines sont impliquées dans la transmission de messages douloureux. Elles pourraient donc représenter des cibles pharmacologiques importantes pour l'Homme dans le domaine de la douleur, nous étudierons les effets de l'absence de ces protéines sur la sensibilité de ces souris.
Bénéfices attendus
Cette étude pourrait mettre en évidence le rôle de ces protéines dans la régulation de la douleur. Ainsi, ce projet pourra apporter des informations nouvelles sur le fonctionnement de la douleur et ouvrirait la voie à la recherche de nouveaux anti-douleurs chez l'Homme.
Procédures
Pour une partie des animaux : isolement pour habituation dans la cage d'observation (45 min, aucun geste), puis injection intra plantaire unique puis remise en cage isolée pour observation (dure totale de la procédure : 1h45). Pour une autre partie des animaux : 2 testes réalisées en alternance séparés de 24h (durée totale de la procédure 22 jours) 1e test: injection intra plantaire unique d'agent inflammatoire puis application de chaleur infra rouge avec possibilité d'échappement/libre de ses mouvements, 4 fois sur chaque coussinet des 2 pattes arrière. Chaque mesure est espacée de 2 minutes minimum. 2e test : injection intra plantaire unique d'agent inflammatoire puis application de force mécanique avec possibilité d'échappement/libre de ses mouvements, 4 fois sur chaque coussinet des 2 pattes arrière. Chaque mesure est espacée de 2 minutes minimum. Les injections unique intra-plantaires seront réalisées en quelques secondes dans le coussinet de la patte de chaque animal. Chaque jour les animaux seront placés dans cages en plaxiglass et seront donc isolés 1h par jour, tous les jours, durant les tests mécaniques et thermiques.
Impact sur les animaux
Les animaux seront isolées de leur congénaires pendant les tests, et pourront présenter des signes de douleur spontanées, ceci étant le but recherché de l’expérience. Lors de l'analyse de l'activité, les animaux pourront présenter des signes de stress, de mobilité réduite ou de stéréotypies (comportements qui seront justement mesurés), mais ne présenteront plus de comportements douloureux spontanées. Pendant toute la durée des tests, les animaux présenteront une inflammation de la patte injectée.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort dans le but de récupérer leurs organes pour analyses biochimiques et moléculaires. Au total, 232 animaux seront mis à mort pour prélever leurs organes.
Remplacement
Ce projet a pour but de déterminer le fonctionnement d'une protéine dans les voies de la douleur. Il n’existe pas d’alternative à l’expérimentation animale pour observer la sensibilité douloureuse, il nous est donc impossible de remplacer les animaux pour étudier les voies de la douleur.
Réduction
Nous avons pris plusieurs mesures de réduction du nombre d'animaux. Tout d'abord,le nombre d'animaux maximum a été défini par une analyse données statistiques. Puis, tous les animaux mis à mort à la fin de chaque procédure serviront également au prélèvements de leurs organes pour analyse, nous nous limitons à analyser les organes des animaux testés et nous n'utiliserons donc pas d'autres animaux pour ces analyses. Nous avons également conçu nos procédures de manière à utiliser le moins d'animaux possibles, nous utiliserons notamment les mêmes animaux pour différentes procédures divisant ainsi par 2 le nombre d'animaux.
Raffinement
Nous avons défini et mettrons en place de points limites précis précoces et adaptés pour chaque procédure afin de garantir une prise en charge adéquate des animaux en cas de souffrance/douleur ou inconfort. Plusieurs facteurs sont susceptibles de moduler la sensibilité, c’est pourquoi une attention particulière sera apportée à l’hébergement et aux bien-être des animaux tout au long de leur vie. Les animaux sont hébergés à cinq par cage, dans des cages mis sur portoirs ventilés avec enrichissement adéquat, nourriture et boisson ad libitum et seront suivi tous les jours. Un des principaux enjeux sera de diminuer le niveau de stress des animaux, afin d’améliorer les conditions de vie des animaux et de maitriser les facteurs pouvant influencer la sensibilité. En cela, les animaux seront habitués plusieurs fois aux environnement des tests pour diminuer le stress des animaux aux nouveaux environnements. Nous avons également concu des procédures les plus courtes possibles pour étudier la douleur inflammatoire.
Choix des espèces
Le choix de cette espèce constitue le meilleur modèle pour notre étude car les caractéristiques des souris de la souche utilisée sont largement documentées. La souris possède également une reproductibilité rapide et fiable, constituant un atout pour développer efficacement notre projet. Les tests de sensibilité sont bien adaptés pour les souris et suffisamment documentés. Nous possédons déjà les souris génétiquement modifiées indispensables à notre étude. Les animaux utilisés seront âgés de 6 à 12 semaines. Ce choix est motivé par la volonté de nous soustraire des variations dues aux processus développementaux ou liés au vieillissement.
Etude du potentiel régénératif de sous populations de cellules souches cutanées
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
2062 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures classées sévères. Elles subissent des blessures cutanées créées par biopsies au dos, des greffes posées à l'aide d'un punch, des injections et le port d'une attelle, pour étudier le potentiel régénératif d'une sous-population de cellules souches de la peau. Le porteur indique que ces atteintes provoquent une douleur limitée par des antidouleurs et une gêne au déplacement. Il affirme que le processus de cicatrisation "ne peut donc pas être réalisé in vitro", la peau restant impossible à reconstituer dans sa complexité.
Objectifs
Les mécanismes de régénération chez les mammifères adultes représentent un enjeu de santé publique majeur. En effet, lors d’une blessure cutanée la réponse par défaut est une réparation rapide de la barrière avec défaut de formation des annexes. La cicatrice est donc un marqueur de la réparation restaurant la seule fonction de barrière. La régénération qui se produit au cours de la vie restaure elle toutes les fonctions cutanées (sensorielles, thermorégulatrices etc…). La compréhension des mécanismes fondamentaux qui régissent la régénération par opposition aux mécanismes de réparation représente de nouvelles perspectives de thérapies régénératives dans le cadre du traitement des grands brulés et des blessures chroniques. L’épiderme constitue un modèle de choix afin d’étudier ces processus. En effet, l’épiderme se régénère tout au long de la vie grâce à la présence de cellules souches (bien caractérisées et très hétérogènes) en son sein et se répare après blessure avec formation d’un épiderme dépourvu d’annexes (c’est à dire sans follicule pileux ni glande sébacée) grâce à la participation de ces mêmes cellules souches. Ce projet concerne l’étude du potentiel régénératif d’une sous population de ces cellules souches de l’épiderme. Nous avons identifié au laboratoire une sous population cachée qui pourrait constituer un réservoir régénérateur. Pour l’étudier, nous combinerons des modèles de traçage génétique à des tests de cicatrisation et de greffes permettant d’évaluer le potentiel régénératif des cellules souches d’intérêt.
Bénéfices attendus
L’identification d’une sous population au potentiel régénératif puissant ouvrant des nouvelles perspectives thérapeutiques en médecine régénérative pour les grands brulés et les patients souffrant de blessures chroniques.
Procédures
Les animaux seront soumis à une chirurgie afin de créer des blessures dorsales par biopsies, la durée de la chirurgie sera de 7 à 10 minutes par souris. Les souris recevront aussi des injections sous cutanées d’analgésiques ou de composants pharmacologiques au cours de l’anesthésie d'une durée de quelques secondes (2 ou 3 secondes). Les injections d’analgésiques sous cutanées seront poursuivies les 3 jours suivant la chirurgie.
Impact sur les animaux
Toutes les procédures sont de classe sévère mais réalisées sur des animaux à phénotype non dommageable. Les biopsies cutanées représentent une atteinte à l’intégrité de l’animal toutefois la cicatrisation est un mécanisme rapide donc la douleur est limitée. Les animaux recevront des antidouleurs afin de limiter la souffrance pour les 3 jours qui suivent la blessure. L’attelle ralentit le processus de cicatrisation en limitant la contraction dermique mais ne produit pas d’autres effets. Pour ce qui concerne les grandes blessures, des pansements seront positionnés et changés tous les jours pendant 5 jours. Cette période peut entrainer la gêne du déplacement et éventuellement des démangeaisons. En ce qui concerne les expériences de greffes, la nuisance attendue est comparable aux autres procédures de cicatrisation car la nuisance repose sur le punch réalisé pour implanter la chambre de greffe et qui fait lui aussi l’objet d’une injection d’analgésique.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort à la fin des procédures afin de prélever les échantillons et réaliser les analyses histologiques nécéssaires à l'analyse des résultats.
Remplacement
Le processus de cicatrisation nécessite tous les compartiments cutanés et ne peut donc pas être réalisé in vitro car il est aujourd’hui impossible de reconstituer la peau dans sa complexité hypoderme/derme/épiderme.
Réduction
Nous utiliserons à la fois les mâles et les femelles, ce qui permet d’utiliser la totalité́ des animaux générés. Le nombre d‘animaux correspond au nombre maximal nécessaire à l'obtention de résultats significatifs d'après des calculs de statistiques prédictives. Certaines parties de cette procédure pourront être annulées en fonction des résultats obtenus. Il est donc fort probable que le nombre d’animaux utilisés soit très inferieur à la fin du projet.
Raffinement
Les animaux seront traités avec un inducteur pharmacologique tous les deux jours afin d’éviter le dessèchement cutané car le traitement appliqué est resuspendu en éthanol absolu. De plus, après chirurgie, les animaux seront rassemblés en accordance avec leur genre. Durant toute la procédure, les animaux seront suivis en s’appuyant sur une grille de score permettant d’évaluer et d’objectiver les éventuelles souffrances, et de mettre en œuvre des points limites précoces et adaptés. La bonne santé́ ou la souffrance des animaux seront observés selon des grilles d'évaluations indiquées. Les animaux seront hébergés dans les conditions habituelles d’animalerie avec un environnement enrichi (maisonnettes et buchettes). Lorsque les souris sont isolées nous veillerons à ce que l'enrichissement (buchettes, maisonettes, patchs de coton) soit bien présent dans la cage d'hebergement.
Choix des espèces
Nous utiliserons des modèles murins car ils sont plus simples à manipuler que d’autres modèles cutanés tels que les mini-cochons. De plus, les modèles murins génétiquement modifiées permettent de réaliser des expériences de traçage génétique qui donnent un accès unique au devenir des cellules au cours de processus intégrés et complexes dans un contexte in vivo. Nous utiliserons des souris âgées de 8 à 10 semaines. Ainsi nous utiliserons des souris adultes mais en phase de repos pour l’activation des cellules souches du follicule pileux. De plus, dans la procédure 7 nous utiliserons des souris âgées de 8 semaines mais aussi des souris à P2 (soit des souriceaux agés de 2 jours Post natal jour2=P2) afin d’utiliser leur potentiel morphogénique puissant. Nous utiliserons des mâles et des femelles au cours de ces procédures. Notre expérience dans le domaine cutané nous a permis de déterminer que le genre à cet âge-là n’influence pas la réponse et le potentiel des cellules souches épidermiques.
Imagerie intravitale de cellules DCX+ dans les poumons de souris infectées par la tuberculose
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système nerveux
- Système respiratoire
60 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles sont infectées par la tuberculose par voie nasale, reçoivent dix injections sur animal vigile, puis subissent une chirurgie suivie de deux à six heures de microscopie sous anesthésie, séance dont elles ne se réveillent pas. Le porteur indique que l'infection provoque une inflammation pulmonaire et que la chirurgie expose à l'hypothermie et à la déshydratation. Il affirme qu'un "organisme biologique complexe" doit être utilisé et que la souris est ici le "modèle de choix".
Objectifs
La tuberculose, causée par l’infection respiratoire de la bactérie Mycobacterium tuberculosis, est la deuxième pathologie infectieuse la plus meurtrière après la COVID-19. L’apparition de bactéries résistantes aux traitements antibiotiques existants rend essentiel la découverte de nouvelles cibles thérapeutiques. Une population de cellules neuronales dans les poumons au cours de l’infection par Mycobacterium tuberculosis a récemment été découverte. Des cellules similaires à celles identifiées dans les poumons ont été décrites dans les tumeurs de prostate. Dans ce contexte, il a été montré que ces cellules neuronales dans les tumeurs dérivent de cellules souches provenant du cerveau ; elles sont associées à une plus grande mortalité des patients. Ces cellules neuronales sont donc de potentielles cibles thérapeutiques dans le cadre du cancer. L'objectif de ce projet est de mieux caractériser cette population en observant son comportement dans l’environnement pulmonaire en utilisant une technique de chirurgie et de microscopie intravitale permettant d’observer les cellules directement dans le tissu. Ces informations sont essentielles pour déterminer si ces cellules sont des cibles thérapeutiques intéressantes dans le contexte de la tuberculose.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de : (i) caractériser la dynamique des cellules neuronales induites par la tuberculose dans leur environnement pulmonaire in vivo ; (ii) déterminer si ces cellules intéragissent directement avec Mycobacterium tuberculosis ou avec les cellules immunitaires ; et (iii) déterminer si cette nouvelle population de cellules neuronales est une cible thérapeutique intéressante pour traiter la tuberculose.
Procédures
Les souris recevront 10 injections sur animaux vigiles, d’une durée inférieure à 2 minutes par injection. Cela correspond à deux injections quotidiennes sur une période de 5 jours. Les souris seront également anesthésiées/analgésiées une fois pendant 1h pour être infectées par voie nasale (durée d’environ 30 secondes), et une fois pendant maximum 6 heures 30 pendant lesquelles nous réaliserons une injection (durée d’environ 30 secondes), une chirurgie pendant 30 minutes et de la microscopie pendant 2 à 6 heures.
Impact sur les animaux
Un stress modéré éventuel pourra être engendré par la préhension et la contention afin de procéder aux injections (durée de la contention et de l’injection inférieure à 2 minutes par injection). Une sensibilité locale au niveau de la zone des injections pourrait être observée. Les principaux effets indésirables causés aux animaux résideront dans l'inflammation causée par les bactéries et la pathologie résultant de l'infection (aux points les plus tardifs). De légères altérations de l’aspect (état corporel, pelage) peuvent être observés en fin d’étude ainsi que des légères altérations de la respiration et du comportement (posture et mobilité). Lors de la chirurgie, les souris présentent un faible risque d’hypothermie, de déshydratation et d'assèchement des yeux qui peuvent survenir pendant les 2 à 6 heures d'imagerie.
Devenir
Toutes les souris de ce projet seront mises à mort à la fin des procédures car la chirurgie est trop invasive et qu’il est impossible de les réveiller.
Remplacement
Afin de mieux comprendre l’interaction entre le système nerveux et le système immunitaire, un organisme biologique complexe doit être utilisé. Des échantillons de patients infectés et de primates non-humains ont d'abord été utilisé mais pour mieux comprendre les mécanismes impliqués, le projet nécessite l’utilisation de souris vivantes.
Réduction
L'expertise dans l’utilisation de modèles animaux d’infection par Mycobacterium tuberculosis et l’expérience des années précédentes ont fourni des indications sur la taille des lots d’animaux à respecter pour obtenir des résultats statistiquement significatifs. Des tests d’injection de différents anticorps ciblant les différentes cellules immunitaires ont été prévus pour étudier leurs interactions avec les cellules neuronales pulmonaires, mais si les interactions ne sont pas observées alors certains anticorps ne seront rapidement plus utilisés. Si les observations étaient reproduites sur trois animaux, alors le nombre d’animaux par lot serait réduit.
Raffinement
Les animaux seront acclimatés au minimum pendant les 5 jours précédents l’expérience. Dans ce projet, il existe différentes étapes susceptibles de générer de la douleur, de la souffrance ou de l'angoisse chez les animaux. Pour chaque étape, des mesures adéquates ont été mises en place pour suivre et réduire au maximum ces nuisances. - Les instillations de bactéries seront réalisées sous anesthésie générale fixe. - Les injections rétro-orbitales seront réalisées sous anesthésie locale et générale fixe. - Les souris infectées par Mycobacterium tuberculosis seront monitorées quotidiennement. L’aspect, les fonctions corporelles et le comportement des animaux seront prises en compte à chaque observation et les animaux présentant des signes de souffrance seront immédiatement mis à mort. - Pour la chirurgie (microscopie intravitale), seront utilisés un analgésiant, un anesthésique local, un anesthésique fixe puis un anesthésique gazeux. La température corporelle et l’hydratation des animaux seront maintenues tout au long de la procédure grâce à une caisse chauffante et des injections régulières de solution saline. Du gel sera appliqué sur les yeux afin de prévenir leur assèchement.
Choix des espèces
Pour notre projet visant à observer la dynamique d’une population de cellules neuronales dans les poumons in vivo par une technique de chirugie et de microscopie sur poumons vivants, la souris constitue le modèle de choix en raison i) de l'excellente caractérisation des fonds génétiques et de la variabilité de résistance à la pathologie, ii) du fort degré de convergence des paramètres de l'immunité chez l'homme par rapport aux autres espèces envisageables, et iii) de protocoles de chirugie déjà mis en place et standardisés pour la microscopie du poumon. Nous n’utiliserons pour ce projet que des souris adultes et, si possible, par soucis d’homogénéité, âgées entre 6 et 10 semaines. A ce stade de développement, les souris ont un système immunitaire suffisamment mature pour étudier la réponse immunitaire à Mycobacterium tuberculosis.
Interrelations entre activité physique, autophagie, régime alimentaire et maladie de Crohn
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
4880 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles sont tatouées aux doigts et biopsiées à l'oreille sur animal vigile, soumises à un régime gras et sucré pendant 24 semaines, à une infection par Escherichia coli, à un isolement prolongé et à des séances d'activité physique sur roue ou tapis, pour étudier l'interaction de ces facteurs dans la maladie de Crohn. Le prélèvement de tissu intestinal impose leur mise à mort. Sur le remplacement, le porteur se borne à affirmer que "le recours à l'expérimentation animale est donc nécessaire".
Objectifs
La maladie de Crohn (MC) est une maladie inflammatoire chronique de l’intestin incurable ce jour. Les traitements actuels visent à limiter l’inflammation. Des recherches sont donc nécessaires afin de mieux connaitre la physiopathologie de la MC, de manière à pouvoir proposer de nouveaux traitements. Une des difficultés de cette maladie est son caractère multifactoriel faisant intervenir des facteurs génétiques, environnementaux et microbiens. La plupart des études in vivo se focalisent sur un de ces facteurs. Ici, nous nous proposons de les combiner de manière à mieux comprendre cette pathologie. Nous nous intéresserons à des facteurs très fortement suspectés de jouer un rôle clef dans la MC ; à savoir : 1- Le régime alimentaire : les études épidémiologiques ont clairement montré qu’un mode de vie « occidental » et notamment le régime alimentaire était impliqué dans l’apparition/le développement de la MC. Nous utiliserons un régime riche en gras et en sucre (HF/HS, pour « high fat/high sugar ») pour mimer ce facteur. 2- Les facteurs microbiens : de plus en plus d’études montrent que la composition de la flore intestinale des patients est perturbée. Parmi les modifications majeures, il est clairement établi que les malades présentent associés à leur muqueuse intestinale des bactéries appelées Escherichia coli. Les souris seront infectées par un E. coli de référence isolé d'un patient ou par un E. coli commensal, c’est-à-dire un E. coli non pathogène retrouvé normalement dans toutes les flores intestinales ou enfin par un E. coli de laboratoire. 3- L’autophagie : de nombreux gènes sont retrouvés mutés chez les patients souffrant de MC. Parmi eux, de nombreux gènes impliqués dans l’autophagie. L’autophagie est un processus permettant la dégradation de protéines mal repliées, d’organelles non fonctionnelles. Plus récemment il a été montré que ce processus permettait de contrôler la prolifération des E. coli isolés de patients souffrants de la MC. Nous utiliserons des animaux déficients pour l’autophagie ou des souris génétiquement non altérées (souris contrôles). Ces dernières années, l’activité physique a été montrée comme pouvant impacter fortement l’évolution des maladies chroniques. Nous évaluerons également l’impact de l’activité physique dans notre modèle. L’ensemble du projet permettra de mieux comprendre l’impact croisé des facteurs génétiques, du régime alimentaire, des facteurs microbiens ainsi que de l’activité physique dans la maladie de Crohn.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettra de mieux comprendre l'interrelation entre les facteurs génétiques/bactériens/alimentaires dans la maladie de Crohn. Il permettra également de mettre en lumière l’effet bénéfique éventuel de l’activité physique dans cette pathologie (élimination des bactéries, restauration de la réponse autophagique entre autres).
Procédures
Tous les animaux seront identifiés par un tatouage sur les doigts des pattes de manière à les identifier. Cette manipulation ne prend pas plus de 20 secondes. Une biopsie d'oreille sera prélevée de manière à effectuer le génotypage. Cette manipulation ne prend pas plus de 20 secondes. Ces 2 interventions se feront sur animaux vigiles âgés de 20 jours maximum. L’activité physique spontanée (sur roue) nécessitera de placer des animaux de manière prolongée (12 semaines) dans des cages isolées. L’activité physique sur tapis nécessitera l’isolement de l’animal (60 minutes) 4 fois par semaine pendant 12 semaines. A la fin de l’exercice physique, l’animal retrouvera ses congénères. Certains animaux seront gavés. Ce sera un gavage unique effectué sur animal vigile (la contention + le gavage ne prennent pas plus d’une vingtaine de seconde). Certains animaux seront nourris avec un régime riche en gras et en sucre pendant une période de 24 semaines.
Impact sur les animaux
Plusieurs nuisances ont été identifiées : (i) le tatouage/génotypage seront effectués sur des animaux vigiles (chaque acte ne prend pas plus de 20 secondes). (ii) Le traitement HF/HS va induire une prise de poids importante chez les animaux voire un état d’obésité (cela n'affectera pas le déplacement de l'animal ni sa capacité à se nourrir et à boire). Ce régime alimentaire durera 24 semaines. (iii) Les expériences d’activité physique sur roue nécessitent d’isoler les animaux dans une cage. L’isolement peut induire un stress car les souris sont des animaux grégaires. L'activité sur roue durera 12 semaines. (iv) Les expériences d'activité sur tapis nécessitent d'isoler l'animal le temps de l'exercice (60 minutes, 4 fois par semaine). Il sera ensuite replacé avec ses congénères dans la cage d'hébergement. L’activité sur tapis durera 12 semaines. (v) Les bactéries utilisées peuvent induire une très légère inflammation intestinale. (vi) L'infection nécessitera un gavage qui ne prendra qu'une trentaine de seconde (contention + gavage).
Devenir
Nos objectifs impliquent de collecter à la fin de chauqe procédure du tissu intestinal nécessitant de fait la mise à mort des animaux.
Remplacement
Le but de ce projet est de mieux comprendre la physiopathologie de la maladie de Crohn et plus précisément l'impact de plusieurs facteurs (environnementaux, microbiens, génétiques, activité physique). Le recours à l'expérimentation animale est donc nécessaire.
Réduction
D'expérience, nous savons que les résultats de colonisation du tractus digestif par les bactéries et notamment les AIEC (des bactéries Escherichia coli capables d'adhérer et d'envahir les cellules hôtes et retrouvées à haute fréquence chez les patients souffrant de la maladie de Crohn, une inflammation chronique de l'intestin) présentent une grande variabilité, nécessitant un minimum de 10 animaux par lot pour pouvoir réaliser des études statistiques. Dans le cadre de la règle des 3R, un maximum de prélèvements sera réalisé sur les animaux de sorte que pour chaque souris nous collecterons le côlon, le petit intestin et le caecum afin d’y prélever des biopsies pour effectuer des analyses biochimiques et moléculaires.
Raffinement
Le milieu sera enrichit à l’aide de maisons en carton. Un suivi quotidien des animaux par des expérimentateurs habitués à ce modèle sera effectué de manière à repérer toute détresse animale. De plus, nous utilisons un système de score (présenté en annexe) dont les paramètres sont : l'apparence, le comportement naturel, l'hydratation, les signes cliniques, et le comportement provoqué.
Choix des espèces
L’écrasante majorité des études in vivo portant sur la maladie de Crohn se font sur des souris. De plus, nous désirons étudier l’impact de la génétique dans cette maladie et la souris se prête parfaitement aux manipulations génétiques (nous possédons des souris invalidées dans la voie de l’autophagie soit dans les cellules épithéliales intestinales soit dans la lignée myéloïde : technologie flox/flox).
Recherche d’un agoniste 5HT permettant de moduler la pression artérielle d’un rat (1/2)
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
31 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue. Dix subissent une lésion haute de la moelle épinière qui les laisse partiellement paralysés, incapables de vider leur vessie seuls et sujets à des troubles cardiovasculaires pendant trente jours, tandis que les vingt et un autres sont opérés sous anesthésie sans jamais se réveiller. Le porteur décrit la procédure comme "lourde, handicapante et sévère" et écarte pour cette raison toute adoption. L'objectif déclaré est de trouver une molécule proche de la sérotonine, déjà utilisée chez l'humain, pour relever la pression artérielle après une lésion de la moelle épinière.
Objectifs
Les lésions de la moelle épinière (SCI) sont un problème de santé important, avec une incidence annuelle de 15 à 52,5 cas par million, touchant des individus jeunes et en bonne santé. Outre les déficits sensorimoteurs bien connus, les sujets présentent une altération majeure du contrôle du système nerveux autonome (SNA). Les symptômes cliniques comprennent entre autres des troubles cardiovasculaires ou une thermorégulation dysfonctionnelle. Les conséquences sur la qualité et l’espérance de vie sont extrêmement préjudiciables. Chez les rats SCI, l'administration chronique de molécules proches d’un des neurotransmetteurs du SNA favorise la récupération fonctionnelle. Outre ce rôle démontré dans le contrôle moteur, ce neurotransmetteur joue également un rôle ubiquitaire dans le système cardiovasculaire puisqu'il module entre autre, le tonus des vaisseaux sanguins, la rythmicité cardiaque. Cela nous a conduit à développer un protocole expérimental basé sur l'utilisation de ces molécules. Ainsi, des animaux présentant une SCI ont été traités de façon chronique pendant 28 jrs avec des molécules tests (données non publiées) et les résultats ont mis en évidence une amélioration importante des fonctions cardiovasculaires. Dans ce cadre et en collaboration avec une équipe médicale en rééducation fonctionnelle d’un CHU, nous souhaiterions approfondir nos connaissances sur les mécanismes et potentiellement mettre en place une étude clinique. De plus, un précédent projet a soulevé des interrogations quant au développement d’une tachycardie post-lésionnelle (les patients étant bradycardes). Nous avançons l’hypothèse qu’elle serait due à la persistance de certaines connexions nerveuses entre le SNA et le cœur. Nous souhaitons tester cette hypothèse.
Bénéfices attendus
Les lésions hautes de la moelle épinière présentent une incidence dramatique sur tous les aspects de la vie quotidienne individuelle. Outre les déficits sensori-moteurs, des troubles cardio-vasculaires importants sont présents chez ces individus. Certains troubles comme les dysreflexies autonomes (épisodes soudains d'hypertension et de bradycardie réflexive) peuvent mettre en jeu le pronostic vital du patient. Afin de pouvoir plus rapidement lancer une étude clinique, nous recherchons ici, une molécule pharmacologiquement similaire mais déjà utilisée en routine chez l'humain dans d'autres domaines. Le bénéfice à court terme, nous l'espérons, est l'amélioration des conditions des patients atteints de lésions de la moelle épinière (diminution du nombre de dysreflexie autonome, augmentation de la pression artérielle et augmentation de la fréquence cardiaque).
Procédures
10 animaux subiront une première chirurgie d'environ 40 minutes sous anesthésie gazeuse puis une deuxième de 1h à 1h15 maximum. 21 animaux subiront une chirurgie sans réveil où l'ensemble des procédures seront faites sous analgésie et pour éviter tout stress et douleur. Ces animaux ne se réveilleront pas de leur opération. Le temps de cette expérimentation sera de 3h maximum.
Impact sur les animaux
10 animaux subiront une lésion haute de la moelle épinière provoquant une mobilité réduite, une impossibilité de vidanger leurs vessies, seuls, des troubles cardiovasculaires, des risques infectieux liés à l'impossibilité de vidanger la vessie et des risques d'obstruction stomacale lié à la réduction de la motilité intestinale (capacité de l'intestin à faire avancer les aliments dans le tractus intestinal). Le risque infectieux est surtout présent pendant les 10 jours post-opératoire et le risque d'obstruction stomacale dure entre 4 et 5 jours post-opératoire. Les autres conséquences de la lésion médullaire dure sur l'ensemble du temps du projet, soit 30 jours. Les autre animaux (n=21) seront hébergés sans effets indésirables quelconques et ne se réveilleront pas de leur chirurgie.
Devenir
La procédure subie par les animaux est lourde, handicapante et sévère. Il n'est pas possible de les faire adopter en l'état (n=10 animaux). Pour les 21 autres animaux, la même raison nous oblige à ne pas les faire se réveiller alors que le risque de mortalité et de souffrance est important (21 à 36% de mortalité chez les humains - étude épidémiologique sur la Finlande sur une période de 30 ans).
Remplacement
Le système serotoninergique est complexe avec une quinzaine de types ou sous-types de récepteurs différents et se retrouve à plusieurs niveaux tant centraux que périphérique. Il n'existe pas de modèle de modélisation de ce système qui permettrait de prédire les effets des molécules que nous souhaitons passer au crible dans ce projet.
Réduction
Grâce à la télémétrie les injections pourront être faites sur le même lot d'animaux. Des analyses statistiques seront faites en suivants sur les résultats.
Raffinement
Afin de prévenir tous les problèmes liés à l'absence de rétrocontrôle sympathique, plusieurs points sont raffinées (alimentation liquide pour pallier au ralentissement de la vidange gastrique), ajout de paraffine dans celle-ci(pour pallier au ralentissement de la motricité intestinale), cage sur tapis chauffant (pour pallier aux problèmes de thermorégulation), vidange de la vessie plusieurs fois par jour par des expérimentateurs expérimentés, adaptation de l’environnement du rat pour sa paralysie du train-arrière. Le protocole analgésique a été validé par 2 vétérinaires.
Choix des espèces
Le rongeur est un modèle facile à héberger, dont la reproduction est rapide et dont la physiologique reste malgré ses différences proches de celle l'humain.Le rat est particulièrement compatible avec notre projet car sa taille supérieure à celle de la souris permet de faciliter les chirurgies (pose de capteur télémétrique et SCI). De plus il existe de nombreux points commun entre le rat etl'humain quant à la réparation cellulaire de la moelle épinière. Les animaux seront implantés à 225-275gr soit à 7/8 semaines d'âge environ. Les individus subissant des lésions de la moelle sont souvent de jeunes adultes (cf description du projet) d'où le choix de la tranche d'âge. Nous avons aussi une contrainte de limite de poids (200gr) pour la pose du capteur de télémétrie.
Neuroprotection dans le cadre de l’hypoxieischémie néonatale
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
650 rats, des nouveau-nés, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Une ligature de la carotide suivie d'une hypoxie leur provoque des lésions cérébrales que le porteur reconnaît irréversibles, avant l'administration de lactate, des examens d'IRM sous anesthésie et des tests de réflexes, de mémoire et de dépression avec restriction alimentaire. L'objectif déclaré est d'évaluer des stratégies de neuroprotection contre l'hypoxie-ischémie du nouveau-né humain, dont un complément alimentaire pour la femme enceinte. Le porteur affirme qu'aucun modèle cellulaire ne remplace le cerveau "dans son intégrité" et renvoie au long terme l'application clinique.
Objectifs
L’hypoxie-ischémie néonatale est un problème de santé publique majeur tant par son occurrence (1-6 cas pour 1000 naissances) que par sa létalité et par les troubles cognitifs et/ou infirmités motrices qu’elle engendre. Elle est caractérisée par une diminution du flux sanguin cérébral au niveau du cerveau du nouveau-né. La seule thérapie actuellement appliquée est l'hypothermie thérapeutique modérée (diminution de la température corporelle de quelques degrés pendant 3 jours maximum), mais environ la moitié des nouveau-nés n’y répondent pas favorablement. Les objectifs de ce projet sont de développer des stratégies de neuroprotection dans le contexte de l'hypoxie-ischémie néonatale, sur un modèle de ratons. Pour répondre aux objectifs, les effets neuroprotecteurs du lactate (substrat énergétique neuronal, administré par voie intrapéritonéale) et de polyphénols (administrés dans l'eau de boisson de la mère) seront évalués.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus pour ce projet sont : - le développement d’un complément alimentaire, riche en polyphénols, destiné à la femme enceinte pour prévenir les dommages induits par une hypoxie-ischéime néonatale - les résultats préliminaires de l'injection de lactate chez le rongeur permettront la mise en place d’une étude préclinique chez le porc, dont la physiologie est plus proche de l'humain. A long terme, cette neuroprotection de l’administration de lactate pourra être testée en clinique.
Procédures
Pour l'induction de l'hypoxie-ischémie, les animaux subiront une chirurgie puis une hypoxie. L'hypoxie-ischémie ser suivie par une hypothermie. Les animaux subiront une procédure chirurgicale (ligature de l'artère carotide commune ; réalisée une fois d'une durée inférieure à 10 minutes). Une hypothermie modérée sera mise en place à la sortie du caisson d'hypoxie-ischémie (1 fois, durée : 2 h). Une injection intra-péritonéale sera rélisée afin d'administrer le lactate (réalisée juste après l'hypoxie-ischémie et sur les deux jours suivant, durée : 2 s). Les animaux effectueront des examens par résonance magnétique nucléaire de diffusion sous anesthésie gazeuse ; technique non-invasive pour les animaux (durée : 30 - 45 min). Ils effectueront aussi des examens par résonance magnétique nucléiare fonctionnelle sous anesthésie administrée en intra-veineux (1 fois, à 45 jours d'âge, durée : 2 h). La neuroprotection sera évaluée au niveau fonctionnel par des tests de comportements de réflexes précoces (durée : 5 min) et de mémoire (durée 10 min). La dépression sera évaluée par un test comportemental associé à une restriction alimentaire (durée : test échelonné sur 3 jours ; durée du test : 10 min).
Impact sur les animaux
Lors de précédents projets, il a été noté une perte de poids chez un faible nombre de ratons, dans les 48-72 h suivant l’hypoxie-ischémie. Dans le caisson d'hypoxie-ischémie, tout comme lors de l'hypothermie, des difficultés respiratoires pourraient subvenir. L'administraton de lactate par injection intrapéritonéale pourrait engendrer une légère douleur due à l'insertion de l'aiguille. La réponse à l'hypoxie-ischémie est variable d'un individu à l'autre : dans de rares cas, des lésions cérébrales importantes pourraient subvenir. Elles représenteront un point limite. Un stress lié à l'anesthésie durant l'IRM, une perturbation du rythme cardio respiratoire entraîneront un arrêt de la séance d'imagerie. Les tests comportementaux pourraient être vecteurs de stress pour les ratons. La restriction alimentaire associée à la mesure d'un état dépressif pourrait entraîner une perte de poids et être une situation angoissante pour les animaux.
Devenir
Mise à mort des animaux pour prélèvement d'organes pour une analyse post-mortem (n = 130). L'induction de lésions cérébrales par hypoxie-ischémie ne permettra pas d'utiliser les animaux pour un autre projet.
Remplacement
Des modèles d’hypoxie cellulaires existent, cependant, ces modèles s’affranchissent de la (patho)physiologie de l’organisme entier. Le but final de notre projet de recherche a une envergure translationnelle et nécessite donc une approche intégrative. De ce fait, notre projet nécessitant le fonctionnement du cerveau dans son intégrité afin de tester l'effet neuroprotecteur des molécules et de l’hypothermie et de pouvoir envisager une application rapide chez l’Homme, il n'existe pas de remplacement disponible à notre modèle expérimental.
Réduction
Une réduction du nombre d’animaux est rendue possible par (i) le fait que la compétence dans le modèle d’hypoxie-ischémie chez le rat est maîtrisée au laboratoire (pas de mise au point nécessaire), (ii) nous disposons de nombreux contrôles antérieurs (moins de contrôles à refaire), (iii) l'imagerie par résonance magnétique de diffusion ou fonctionnelle est une technique d’investigation non invasive et permet donc une suivi dans le temps des animaux ainsi que la réalisation de tests comportementaux, sur les mêmes animaux, (iv) l'utilisation d'outils statistiques.
Raffinement
La chirurgie sera réalisée sous anesthésie ; une injection d'analgésique locale sera réalisée avant l’incision et avant la suture. Les pertes de poids seront surveillées et à partir d'un certain point seront considérées comme atteignant un point limite. Des difficultés respiratoires post-opératoires entraîneront l'arrêt de la procédure. Les examens d'IRM seront réalisés sous anesthésie générale. Une modification du rythme cardiaque ou du rythme respiratoire entraînera l'arrêt de l'expérimentation. L'utilisation de gel ophtalmique durant les examens d'IRM préviendra le risque de sécheresse oculaire. L'IRM permet la quantification des volumes lésionnels.Le volume des lésions sera calculé, et au delà d'un certain pourcentage l'animal sera considéré comme atteignant un point limite. Une surveillance particulièrement accrue sera mise en place pour les 5 jours post-opératoires (couleur de la peau, estomac plein, mouvements, interactions avec la mère et les autres membres de la portée). Tous les tests de comportement seront réalisés par un unique expérimentateur, et dans une salle unique dédiée, permettant une habituation des animaux aux manipulations et à l’individu lui-même. Pour le test de dépression, nécessitant une privation de nourriture ponctuelle, la prostration de l’animal représentera un point limite. Au niveau de l’hébergement, les animaux seront élevés en cage collective, sur une litière de peuplier, caractérisée par un fort pouvoir absorbant et une granulométrie adaptée. Lors de ces observations quotidiennes, la capacité de l'animal à s'alimenter, le comportement et sa vivacité, la couleur de la peau ou l'état du pelage seront vérifiés.
Choix des espèces
Le rat Wistar est utilisé depuis plusieurs années dans ce modèle d'hypoxie-ischémie, ainsi de nombreux groupes témoins dans la littérature permettent de faire des comparaisons et limitent le nombre de témoins. Nous souhaitons suivre les animaux par IRM à 4 stades de développement: - sur des ratosns âgés de 7, 9 et 30 jours, par IRM de diffusion afin d'évaluer l'effet neuroprotecteur précoce des traitements administrés en phase aigüe de la pathologie (3 h et 48 h) et à 30 jours afin d’évaluer les effets neuroprotecteurs à long terme ; l’IRM fonctionnelle permettra, chez les ratons âgés de 50 jours d’évaluer les effets de la neuroprotection sur le remodelage des circuits neuronaux et la récupération fonctionnelle.