Procédures sévères
Evaluation de l’efficacité des produits immunologiques dans le cadre de développements de produits destinés à protéger des espèces domestiques contre un agent pathogène – Avenant à l’autorisation de projet #23290
- Formation professionnelle
- Production de routine
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Bien-être animal
- Diagnostic des maladies
- Maladies animales
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Contrôles de qualité
Cochons d'Inde : 600
Hamsters dorés : 7000
Chats : 150
Chiens : 1200
Furets : 50
13 000 animaux non-humains vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance allant de léger à sévère. Chiens (1 200), chats, furets, souris, cobayes et 7 000 hamsters dorés reçoivent un agent pathogène, virus ou bactérie, puis sont suivis pour la maladie qu'il déclenche, afin d'évaluer l'efficacité de produits immunologiques vétérinaires destinés au marché. Le porteur indique que certains animaux développeront des signes cliniques sévères et douloureux pouvant conduire à la mort et seront mis à mort aux points limites. Il affirme qu'aucune méthode in vitro n'est reconnue par la pharmacopée et que l'évaluation sur l'espèce de destination est "requise par la loi".
Objectifs
Dans le cadre du développement de produits immunologiques à destination vétérinaire tels que les vaccins, la démonstration des propriétés protectrices du produit contre la maladie cible est requise par la loi, et réalisée selon des réglementations précises. L’évaluation de l’efficacité du produit vis-à-vis d’une épreuve virulente est également nécessaire pour définir et caractériser le produit candidat (choix de la dose, de la voie d’administration, des adjuvants/excipients…). Toutes ces informations participent au développement et à la constitution finale du dossier d’autorisation de mise sur le marché (AMM). Ce projet vise ainsi à présenter 2 procédures expérimentales répétitives ayant pour but d’évaluer l’efficacité de produits immunologiques chez les carnivores domestiques. Ces deux procédures concernent : 1/ la mise au point d’épreuve nécessaire pour cette évaluation, 2/ l’évaluation de l’efficacité en elle-même. A noter que par la suite, pour des raisons de simplification, on parlera par défaut d’animaux vaccinés à la place d’animaux ayant reçu le produit immunologique d’intérêt. Ces deux procédures seront réalisées sur l’animal de destination (chiens, chats, furets) ou lors d’essais préalables sur un modèle rongeur (souris, hamsters essentiellement). Les essais consisteront à administrer le pathogène (type virus ou bactéries), selon une ou plusieurs voie(s) d’administration, à une ou plusieurs dose(s), à des animaux sains préalablement vaccinés ou non et sensibles à ce pathogène. L’efficacité des produits immunologiques sera évaluée par comparaison des données obtenues chez les animaux vaccinés par rapport aux animaux non vaccinés. Il s’agira du suivi des signes cliniques spécifiques de la maladie, associé ou non à un suivi de paramètres biologiques (taux d’anticorps, excrétion virale ou bactérienne…).
Bénéfices attendus
Ce projet contribue au développement et à la mise à disposition de produits immunologiques sûrs et efficaces auprès des vétérinaires et des propriétaires d’animaux de compagnie en accord avec les requis pour la mise sur le marché de ces produits. Ce projet s’inscrit dans la prévention de maladies pouvant être graves et causer de la souffrance animale et des zoonoses. Les produits immunologiques ainsi développés permettent de protéger les espèces domestiques par la réduction des signes cliniques de maladie voire la mortalité ainsi que par la réduction de sa propagation auprès de ses congénères et de l’Homme (dans le cas de zoonoses). Dans le cadre du développement de nouveaux produits ou amélioration de produits existants sur le marché, les bénéfices envisagés de cette procédure seront la meilleure connaissance et compréhension du fonctionnement de ces produits (dose, voie d’administration, adjuvants/excipients, innocuité, efficacité, mécanisme d’action) et la réalisation des études nécessaires à la constitution du dossier d'autorisation de mise sur le marché (AMM).
Procédures
En fonction du produit immunologique testé et donc du type d’agent pathogène inoculé, les animaux seront soumis à différentes interventions nécessaires à la bonne évaluation de son efficacité, selon les réglementations en vigueur. L’ensemble des interventions possibles, et variables selon le produit évalué, sont les suivantes : -Injection(s) de l’agent pathogène (ex, virus ou bactéries) à une ou plusieurs reprises (administrations répétées jusqu’à 4 fois) -Suivi clinique régulier des signes typiques de la maladie inoculée, associé ou non à une prise de température rectale (carnivores) et une pesée, permettant de surveiller et d’évaluer l’état de santé des animaux et nécessaires à l’appréciation de l’efficacité clinique du produit étudié -Prélèvements d’échantillons variés permettant des mesures répétées de marqueurs biologiques et nécessaires à l’appréciation de l’efficacité biologique du produit étudié. Ces prélèvements sont réalisés à des volumes et intervalles réguliers dans la limite des recommandations par espèce. -Euthanasie en fin d’épreuve par une méthode adaptée. La durée de l’épreuve pourra varier de 1 semaine à 2 ans (cas d’une infection lente).
Impact sur les animaux
Les animaux pourront ressentir une légère douleur transitoire aux sites d’injection lors de l’administration du pathogène, d’anesthésique ou de médication liée à l’introduction d’une aiguille. En revanche pour d’autres voies telles que intraoculaire ou intranasale, une anesthésie sera mise en place afin de prévenir tout stress ou douleur. Le suivi de la température par voie rectale pourra causer de l’inconfort temporaire et/ou de la douleur transitoire. Des signes cliniques plus ou moins sévères, spécifiques de la maladie et connus (retour terrain ou bibliographie relative aux modèles expérimentaux) pourront être observés, tels que des atteintes de l’état général (hypo/hyperthermies, pertes de poids, déshydratation, dépression…), et/ou plus spécifiques à certains organes type atteintes digestives (diarrhées, vomissements…), respiratoires (toux, éternuements, dyspnée, …), oculaires (conjonctivites…), rénales, neurologiques, dermiques et autres. Dans de rares cas, en fonction de la maladie, les animaux présentant des atteintes cliniques sévères et douloureuses, pouvant conduire à leur mort, seront euthanasiés dès l’atteinte des points limites définis et ceci afin d’éviter ou limiter dans le temps ces altérations graves. Tous ces signes peuvent induire des gênes ou inconforts, voire des souffrances, allant de quelques heures à quelques jours. A chaque fois que cela sera possible, des mesures visant à minimiser les effets indésirables sur le bien-être des animaux, en termes de sévérité et de durée, seront mises en place.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés par une méthode adaptée en conformité avec la loi et ceci pour chacune des deux procédures.
Remplacement
L’efficacité du produit immunologique doit être évaluée sur chacune des espèces de destination conformément aux monographies de la Pharmacopée Européenne. A ce jour, aucune méthode alternative in vitro n’est reconnue par la pharmacopée permettant de répondre à la demande. La réalisation d’essais préliminaires sur modèle rongeur sera privilégiée lorsque cela est possible.
Réduction
Ces procédures s’appuient sur le nombre d’animaux stipulé dans les monographies ou autres textes réglementaires relatifs au produit testé et/ou sur une analyse statistique et/ou des données préliminaires obtenues sur des essais passés ou de la littérature. A chaque fois, le nombre minimum d’animaux est utilisé afin de répondre à l’objectif de l’étude. Chaque fois que cela est possible, deux ou plusieurs produits, pourront être testés simultanément afin d’utiliser des témoins communs (surtout dans le cadre de sélection de produits dans les modèles rongeurs).
Raffinement
Des mesures seront prises afin de limiter le stress et la douleur lors de l’expérimentation : -Observation d’une période d’acclimatation et mise en place de séances d’habituation et socialisation des animaux (standard à renforcée), -Hébergement en groupe, et enrichissement adapté, afin de respecter le comportement inné des animaux et les interactions entre individus nécessaires au maintien du bien-être -Observation quotidienne et suivi clinique régulier, effectué aussi souvent que cela sera jugé nécessaire, pour surveiller l’apparition de tous signes cliniques d’atteintes de l’état de santé des animaux -Réalisation de certains actes (administrations ou prélèvements) avec anesthésie/analgésie si nécessaire afin de garantir le bien-être animal. Une surveillance sera mise en place jusqu'au réveil complet de l’animal. -Médication pour le traitement de tous symptômes, tant que le traitement reste compatible avec l’objectif de l’étude -Mise en place de mesures compensatoires telles qu’un régime spécial (pâté en cas de perte d’appétence), enrichissement supplémentaire, nettoyages supplémentaires, surveillance accrue et renforcée,… De plus, pour chaque étude, l’état général de l’animal est suivi et l'utilisation de critères d’arrêt de souffrance sera systématiquement mise en œuvre pour réduire douleur, souffrance et angoisse.
Choix des espèces
De par la réglementation, l’efficacité d’un produit doit être établie sur l’espèce de destination (chien, chat ou furet) afin de garantir la fiabilité des résultats. Des essais préalables peuvent être réalisés sur des modèles rongeurs afin de limiter le nombre de carnivores à utiliser. Les études seront réalisées sur des animaux sevrés juvéniles ou adultes conformément à la réglementation.
Evaluation du travail du cœur par estimation ultrasonore de boucles élasticité déformation
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
180 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, la moitié opérée sans réveil et l'autre moitié dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Quarante-cinq subissent un infarctus provoqué par ligature d'une artère du cœur, suivi de huit à dix semaines de survie, avant une chirurgie finale d'insertion de cathéters sous anesthésie terminale, pour valider une méthode d'imagerie de l'insuffisance cardiaque. Le porteur indique que la thoracotomie peut provoquer infection et douleur, l'infarctus un risque de fibrillation mortelle, et que tous les animaux sont euthanasiés pendant l'anesthésie. Il affirme que le cœur battant ne peut être imité hors d'un "organisme vivant" et présente les résultats comme susceptibles de "révolutionner la pratique clinique".
Objectifs
En 2015, l'insuffisance cardiaque a touché 40 millions de personnes dans le monde. Le risque de décès après le diagnostic est similaire aux cancers les plus agressifs. L'insuffisance cardiaque survient lorsque le cœur ne pompe pas efficacement le sang. Malgré le besoin urgent, il n'existe aucune méthode disponible à l’hôpital pour la détecter avant l'apparition de symptômes aigus. Les principaux effets de l’insuffisance cardiaque sont une modification anormale de l'élasticité et de la déformation du cœur. L’élastographie par onde de cisaillement est une méthode d'échographie développée initialement au laboratoire qui permet d’évaluer l’élasticité. Cependant, le cœur étant un muscle qui se contracte et se relaxe périodiquement, l’altération de son fonctionnement peut survenir à n’importe quel moment du cycle cardiaque. Par conséquent, il est nécessaire de pouvoir mesurer l'élasticité et la déformation tout au long du cycle cardiaque. Lorsqu’on mesure l'élasticité et la déformation du cœur au cours du temps, on obtient une boucle similaire à une boucle pression-volume d’un moteur, qui nous renseigne sur le travail que le cœur fournit. Dans ce projet, nous souhaitons mesurer les boucles élasticité/déformation par ultrasons chez le rat pour évaluer le travail du cœur dans différentes conditions pathologiques et comparer ce nouveau biomarqueur à la méthode de référence qu’est le cathétérisme invasif. Il est crucial de pouvoir valider la méthode sur un système vivant en vue d’une application humaine. Le modèle de cœur de rat a une taille et une complexité suffisante pour permettre cette validation. L’étude s’articule autour de deux procédures : 1) L’imagerie des boucles élasticité/déformation par échographie validé par boucles pression-volume invasives. Des agents pharmacologiques sont injectés pour faire varier ces boucles pour valider notre système. 50 rats sains seront utilisés pour le développement et 40 rats sains seront utilisés dans l'étude des boucles. 2) Un modèle pathologique d’insuffisance cardiaque proche des pathologies humaines est induit en générant un infarctus par ligature d’une coronaire. Un suivi longitudinal des boucles élasticité/déformation sera réalisé sur 90 rats. Des développements complexes dus à la physiologie spécifique du cœur sont à prévoir ce qui implique une durée de 5 ans pour atteindre les objectifs fixés. Il est important de noter que le projet s'inscrit dans la démarche des 3R.
Bénéfices attendus
Malgré le besoin urgent, il n'existe tout simplement aucune méthode disponible à l’hôpital pour détecter suffisamment tôt l’insuffisance cardiaque avant l'apparition de symptômes aigus. Les principaux effets de l’insuffisance cardiaque sont une modification anormale de l'élasticité et de la déformation du cœur. De plus, le cœur étant un muscle qui se contracte et se relaxe périodiquement, l’altération de son fonctionnement peut survenir à n’importe quel moment du cycle cardiaque. Par conséquent, il est nécessaire de pouvoir mesurer l'élasticité et la déformation tout au long du cycle cardiaque pour caractériser l’état du cœur. Dans ce projet, nous souhaitons mesurer les boucles élasticité déformation par ultrasons chez le rat pour évaluer le travail du cœur dans différentes conditions pathologiques. Cette approche pourrait améliorer significativement le diagnostic des patients insuffisants cardiaques ainsi qu'une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents à ces pathologies. De plus, en ayant accès à tous les paramètres définissant l'état du cœur, l'approche pourrait être étendue à plusieurs pathologies cardiaques. Au sein de l’insuffisance cardiaque, les patients atteints de coronaropathie, par exemple, sont classés en cinq catégories différentes décrivant différents ensembles de symptômes. Cependant, le manque de biomarqueurs objectifs rend cette classification très imprécise et entraîne souvent des erreurs de diagnostic altérant les soins et le traitement des patients. L'approche de la boucle pourrait fournir des paramètres objectifs pour le classement des patients. Les boucles ont le potentiel de révolutionner la pratique clinique en proposant pour la première fois un biomarqueur d'imagerie unique pour détecter précocement les insuffisances cardiaques, ainsi qu'en fournissant un biomarqueur pour permettre une évaluation objective des patients atteints de coronaropathie.
Procédures
Un premier groupe de 30 animaux pour la mise au point de la technique chirurgicale et 60 animaux subiront une thoracotomie c'est à dire au cours d'une anesthésie générale , un écartement de deux côtes afin d'intervenir sur le coeur. 45 d’entre eux auront un infarctus. L’opération durera 15 min. Ces animaux auront une réanimation avec des injections régulières d’antalgiques puis un hébergement avec une surveillance régulière en milieu enrichi pendant 8 à 10 semaines. Ce groupe et 90 autres rats auront une opération sous anesthésie générale avec trachéotomie c'est à dire l'introduction d'une canule à l'intérieur de la trachée. Un catheter Millar possèdant des capteurs de pression et de volume sera introduit dans l'artére carotide droite. Un autre catheter sera introduit dans la veine jugulaire gauche pour l'injection ; soit de sérum physiologique , soit d'agents pharmacologiques pendant 20-30 minutes. A la fin de l’opération, tous les animaux seront euthanasiés pendant l’anesthésie.
Impact sur les animaux
Après la thoracotomie, L’animal peut avoir une infection suite à l’opération chirurgicale ou des douleurs dues à la thoracotomie. Pendant le développement de l’insuffisance cardiaque, il y a un risque de fibrillation cardiaque entrainant la mort, et un risque de fatigue à l’effort due au manque d’oxygénation du corps. Pendant l’étude des boucles de la fonction cardiaque, l’anesthésie peut entrainer l’arrêt du coeur en particulier chez les insuffisants cardiaques.
Devenir
Dans la mesure où l'intervention chirurgicale effectuée est invasive et sans réveil ,tous les animaux sont euthanasiés à la fin des procédures.
Remplacement
Avant d’utiliser les animaux, une grande partie de la mise au point des techniques de mesure de boucle élasticité/déformation sont faites en amont par des modélisations mathématiques et en pratique sur des dispositifs synthétiques (fantômes). Cela permet d’aborder l’expérimentation animale avec des techniques optimisées. Mais la complexité des paramètres étudiés ; volume sanguin et contraction cardiaque qui varient au cours du temps, ne peuvent pas être imités en dehors d’un organisme vivant.
Réduction
Pour réduire un maximum le nombre d’animaux nécessaire à l’étude, un premier lot mise au point de N=50 rats sera utilisé pour développer la méthode et nous assurer que le système fournira des résultats fiables et reproductibles. Pour estimer le nombre d’animaux nécessaire nous tenons compte de la sensibilité des deux techniques d’études ; Elastographie et mesure pression/volume ainsi que du rendement du modèle physiopathologique que nous allons utiliser. Sur la base de nos expériences antérieures au laboratoire sur certains modèles et avec les données de la littérature, nous avons effectué des tests de puissance pour déterminer le nombre d’animaux de chaque groupe. Les paramètres de la contractilité déterminés à la fois par élastographie et cathétérisme sur le même animal seront comparés par des tests t. L’effet des agents pharmacologiques sera quantifié par la différence des résultats avant, après injection sur le même animal par des tests t pairés.
Raffinement
Les animaux seront reçus au moins une semaine avant la procédure et seront manipulés régulièrement afin de les habituer et éviter le stress le jour de la procédure. Les animaux seront hébergés en groupe de 3 rats pour favoriser leurs comportements sociaux dans un environnement enrichi (tunnel en carton et bâton en bois) avec un accès illimité en eau et nourriture. Durant l’opération sous anesthésie générale, la température et les constantes de l’animal (température corporelle, fréquences respiratoire et cardiaque et saturation d’oxygène) seront contrôlés et toute anomalie conduirait à l’arrêt la procédure. En plus de l’anesthésie des antalgiques seront administrés avant et après la chirurgie. Après l’opération, Les animaux seront surveillés très régulièrement. Un barème de quantification de la douleur à partir du comportement et de l’aspect du rat sera utilisé pour estimer la douleur éventuelle de l’animal. En fonction du score établi, des doses supplémentaires d’antalgiques seraient administrés. Dans le cas où les douleurs persisteraient malgré les traitements, les animaux seraient euthanasiés.
Choix des espèces
Dans le cadre de ce projet, il est crucial de pouvoir valider la méthode d’évaluation du travail du cœur par mesure de courbe élasticité déformation sur un système vivant en vue d’une application clinique humaine. Ceci implique l’accès à un modèle de cœur de taille suffisante et dont la complexité est proche du système humain ce qui est le cas du cœur de rat. Dans toute cette étude, des rats adultes à partir de 4 semaines pour l’induction de l’infarctus du myocarde, puis 15 semaines pour l’étude foncionnelle seront utilisés, afin de s'assurer que l'imagerie sera effectuée sur des coeurs développés. Ils seront systématiquement pesés en début de procédure.
Mesure de l’efficacité chez la souris des anticorps humanisés anti-VEGFC dans le contexte des cancers du sein et du rein
- Recherche appliquée
- Cancers
- Recherche fondamentale
- Oncologie
200 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Dépourvues de système immunitaire, elles reçoivent une greffe de cellules tumorales humaines sous la peau puis des injections deux fois par semaine, pour tester des anticorps anti-VEGFC contre les cancers du sein et du rein métastatiques. Le porteur indique que la croissance tumorale peut provoquer poils hérissés, dos voûté, perte de poids, mobilité réduite et nécrose de la peau, et que les souris sont tuées par dislocation cervicale quand la tumeur atteint un centimètre cube. Il présente le projet comme une étape vers un essai clinique et la création d'une société, et affirme qu'il n'existe aucune méthode alternative.
Objectifs
Les cellules cancéreuses disséminent dans l’organisme (métastase) en grande partie via un réseau de vaisseaux lymphatiques intra-tumoral. La création de ces vaisseaux dépend de facteurs de croissance des cellules endothéliales les constituant. Le VEGFC (Facteur de Croisance des cellules Vasculaires Endothéliales) est l’un des facteurs de croissance majeurs impliqués dans ce phénomène. Nous avons obtenu des anticorps anti-VEGFC chez la souris qui freinent la croissance de tumeurs du rein expérimentales. Forts de cette preuve de concept, nous proposons de développer des formes humanisées de ces anticorps murins. Les anticorps humanisés actuellement utilisés en clinique représentent le « Gold standard » en thérapie anticancéreuse. Dans le cadre du projet de prématuration, les anticorps anti-VEGFC générés par génie génétique subiront des tests ex vivo et in vivo pour valider leur efficacité. Adossés à une propriété intellectuelle par dépôt de brevet, ces outils thérapeutiques seront proposés pour un essai clinique de phase précoce chez l’homme.
Bénéfices attendus
Le projet aboutira à une preuve de concept de validation d’anticorps thérapeutiques humanisés pour le traitement des pathologies avec lymphangiogenèse exacerbée. Cette étape est nécessaire pour l’introduction des anticorps en clinique et aboutir à un nouveau traitement des cancers métastatiques. La mission fondamentale de ce projet est d’améliorer la survie des patients et de répondre à leurs besoins non satisfaits. Sur le plan économique, le projet mènera vers la création d’une nouvelle société française développant des technologies innovantes. A plus long terme, le projet amènera à l’initiation d’essais de phase II/III avec un partenaire industriel pour approbation de l’utilisation d’anticorps anti-VEGFC pour le traitement de cancers métastatiques. Le but ultime est d’améliorer l’efficacité des traitements des cancers métastatiques et d’obtenir des rémissions plus longues/guérisons. Il est envisagé d’étendre l’utilisation de ces anticorps aux pathologies avec lymphangiogenèse délétère.
Procédures
1/ 200 souris seront Injectées par les véhicules ou différentes cellules tumorales en sous-cutanée au début des procédures (environ 10 sec). 2/ Ensuite, une fois que les tumeurs seront préformées, une injection en IP (environ 10 sec) deux fois par semaine sera réalisée sur la totalité des souris. Dans les groupes injectées par les cellules tumorales, nous attendrons que la taille de la tumeur atteigne 1cm3. L’atteinte de ce point limite (quel que soit le groupe expérimental concerné) dictera la fin de l’expérimentation. 3/ Une fois ce point limite atteint, la mise à mort par dislocation cervicale des 200 souris sera réalisée. Pas d'intervention prévue sur animaux vigiles. » La durée totale de l’expérimentation est évaluée à 4 semaines.
Impact sur les animaux
Les animaux pourront subir des nuisances et des effets indésirables auxquels nous serons très attentifs. Ces effets indésirables pourront être causés soit par la croissance de la tumeur, soit par l’injection des véhicules ou cellules tumorales. La croissance de la tumeur pourra entrainer des comportements significatifs d’une gêne ou d’une souffrance (poils hérissés, dos voûté, perte de poids, mobilité réduite, prostration), ainsi que des altérations visibles de la peau (nécrose, rougeur, infection). L’injection des véhicules ou cellules tumorales pourraient également entrainer des comportements significatifs d’une gêne ou d’une souffrance et des altérations local au site d’injection (rougeur, infection, nécrose).
Devenir
Les animaux seront mis à morts pour effectuer des prélèvements lorsque la tumeur atteint 1 cm3 . Les souris ayant été injectées avec des cellules tumorales, elles ne pourront pas etre réutilisées, remplacées ou adoptées.
Remplacement
Il n‘existe pas de méthodes alternatives ni substitutives l‘utilisation de souris pour nos objectifs.
Réduction
Avant de passer au modele in vivo, toutes nos expériences ont été préalablement validées in vitro et in vivo. Nous avons également effectué une large recherche bibliographique. Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés, nous nous baserons sur les données de la littérature et sur nos résultats antérieurs pour les doses administrées de composés pharmacologiques. Le nombre minimum de souris est établi à 10 par groupe pour etre statistiquement significatif (en nous basant sur le fait que les traitements expérimentaux induiront une diminution de la prise/croissance tumorale d'environ 25%).
Raffinement
Les animaux agés de 6 à 8 semaines seront mis dans des cages enrichies (maison et morceaux de papiers) sur portoirs (5 animaux/cage), nourriture et boisson ad libitum. De plus, les expériences seront menées de sorte qu'aucune souris ne reste isolée. Les expérimentateurs procéderont à une évaluation quotidienne de l'état général des souris pour déterminer la présence de signes de stress ou de souffrance (attitude soumise, dos vouté, respiration difficile, extrémités pales, démarche anormale, diarrhée). Des points limites précis sont définis dans chaque procédure.
Choix des espèces
NMRI-_Foxn1nu /Foxn1nu (nude), qui constituent le meilleur modele d'étude de xénogrefffe des cellules cancéreuses. Injection de cellules humaines sans rejet. Nous utiliserons ici des animaux agés de 6 à 8 semaines. Une fois les groupes expérimentaux réalisés, les animaux seront acclimatés durant une semaine avant de réaliser les injections sous-cutanées des cellules tumorales, ce qui implique de débuter les expériences sur des animaux agés de 7 à 9 semaines (utilisation de souris jeunes mais ayant déjà atteints leur maturité sexuelle et ayant une courbe de poids stable).
Evaluation de molécules à visée thérapeutique dans un modèle mimant le syndrome du côlon irritable ou maladies inflammatoires chroniques de l’intestin induit par une administration intra-colique d’acide trinitrobenzène sulfonique (TNBS) chez le rat.
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
1 580 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils reçoivent de l'acide trinitrobenzène sulfonique dans le côlon pour provoquer une inflammation, puis subissent des distensions colorectales et le test de Von Frey, pour cribler des candidats médicaments contre le syndrome du côlon irritable à la demande de clients. Le porteur indique qu'aucun antalgique ni anti-inflammatoire ne sera administré pour ne pas interférer avec la douleur et l'inflammation recherchées, et que le modèle peut provoquer crampes abdominales, perte de poids et dégradation pouvant conduire à la mort. Il affirme qu'aucun modèle in vitro ne reproduit la pathologie dans sa complexité, ce qui rendrait le recours aux animaux "incontournable".
Objectifs
L’objectif de ce projet est d’évaluer l’effet de nouveaux candidats médicaments sur l’inflammation et la douleur dans un modèle d’IBS induit par administration de TNBS au niveau du côlon proximal ou distal chez le rat
Bénéfices attendus
Le projet permettra de tester de nouveaux candidats médicaments pour trouver de nouvelles molécules plus efficaces et avec moins d’effets secondaires que les molécules utilisées actuellement pour traiter les patients atteints du syndrome du côlon irritable (IBS) ou de MICI.
Procédures
Dans ce projet, les animaux ne subiront au maximum qu’une seule procédure chirurgicale qui sera réalisée sous anesthésie générale (durée de 10 minutes environ). Les animaux pourront avoir des administrations de candidats médicaments ou réactifs (durée de 5 minutes environ par geste). Selon la demande du client, un prélèvement sanguin pourra être réalisé au cours ou à la fin de la procédure expérimentale (durée de 5 minutes par prélèvement environ). La fréquence et le volume dépendront des demandes. Cependant, les prélèvements seront effectués en concertation avec le responsable éthique de l’entreprise et en total respect de la réglementation internationale et européenne. Un prélèvement sanguin plus important terminal pourra être réalisé sous anesthésie avant le sacrifice de l’animal. Lors des distensions colorectales, le rat sera placé dans une cage individuelle et son comportement en fonction de la pression exercée par le ballon sera observé pendant 45 minutes en tout (pallier de gonflement de 30 secondes avec des paliers de repos de 10 minutes).
Impact sur les animaux
Nous testoLe modèle d’hypersensibilité viscérale induit par le TNBS provoque des douleurs abdominales, une inflammation du colon provoquant une douleur importante pouvant s’accompagner d’une perte de poids, une diminution de l’état général et du comportement pouvant conduire à la mort de l’animal. Le test de Von Frey peut provoquer un stress du fait de la manipulation des animaux et une certaine douleur lors de l’application de filaments. La distension colorectale provoque une douleur viscérale caractérisée par des crampes abdominales et un changement de comportement de l’animal (arrêt de l’observation, prostration possible, posture avec le dos vouté…).Nous testons des molécules clients dont nous ne connaissons ni la nature ni les effets secondaires possibles, il nous est, pour cette raison, difficile d’anticiper les nuisances pour les animaux dûes au traitement pharmacologique.
Devenir
A l’issue de chaque procédure, les animaux seront soit gardés en vie pour suivre une autre procédure, soit euthanasiés à la fin du projet.
Remplacement
Aujourd’hui il n’existe pas de thérapie pharmacologique efficace pour le traitement du syndrome du côlon irritable (IBS) ou MICI. Actuellement, aucun modèle in vitro ne peut mimer la pathologie dans son ensemble et dans sa complexité. Ces limitations rendent incontournables le recours à l’expérimentation animale pour tester l’efficacité de nouveaux candidats médicaments.
Réduction
Nous avons établi une stratégie d’expérimentation nous permettant dans la mesure du possible, de mesurer la valeur basale de chaque animal (l’animal est son propre contrôle). Cette stratégie permet donc de réduire sensiblement le nombre d’animaux par groupe. Ce modèle se faisant sous anesthésie, cela permet de réduire la douleur et le stress chez l’animal. La procédure du von Frey (procédure 1) est une méthode non invasive et avant toute expérimentation, les animaux sont habitués au set-up de von Frey pour limiter au maximum le stress. De par notre expérience sur les différentes techniques utilisées (Von Frey, TNBS, distension colorectale), un minimum de 10 animaux/groupe est nécessaire afin d’avoir des résultats statistiquement significatifs. De plus pour la distension colique, la distension est stoppée dès l’observation de la première crampe abdominale donc dès l’apparition de la douleur.
Raffinement
En accord avec la règle de raffinement, les procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie générale avec maintien de la température corporelle via l’utilisation de plaque chauffante thermo-régulée. Dès leur arrivée dans la zone d’exploration fonctionnelle, les animaux seront hébergés (3/cage au maximum) dans des conditions définies par la directive européenne 2010/63/UE et un enrichissement sera introduit dans l’hébergement des animaux (tunel, aspen brick). L’état des animaux sera suivi quotidiennement par du personnel compétent afin de s’assurer de leur bien-être et de l’absence de point limite à savoir prostration, perte de poids, difficulté à se mouvoir, s’alimenter, boire, piloérection, présence de blessure, … . Après chaque intervention chirurgicale, une attention particulière sera apportée sur le réveil des animaux et l’absence d’agressivité vis-à-vis de ces congénères. Aucun antalgique ne sera utilisé lors de cette expérimentation car la procédure classée légère de suivi des fécès n’engendre pas une gêne telle qu’un antalgique soit nécessaire. Concernant la procédure de Von Frey (modèle de test comportemental de douleur), l’administration d’antalgique quel que soit son type pourrait interférer avec les résultats observés. Le modèle TNBS est un modèle inflammatoire provoquant une douleur viscérale donc durant ce projet aucun antalgique ou anti-inflammatoire ne sera utilisé pour ne pas interférer avec l’inflammation obtenue provoquant une douleur. L’administration de produit à tester se fait en parallèle des tests de Von Frey, des administrations de TNBS et de distension colorectale donc aucun antalgique ou anti-inflammatoire ne sera administré d’autant plus que ces derniers pourraient interférer avec l’effet du candidat médicament à tester. Si un animal présentait un point limite, il serait isolé dans un premier temps et hydraté et mis en présence de nourriture dans la litière si besoin. Si son état ne s’améliorait pas dans les 48h, les expérimentateurs compétents excluraient l’animal de l’étude et l’euthanasieraient.
Choix des espèces
Le modèle de TNBS ainsi que les études comportementales sont bien décrits et couramment utilisés chez le rat. Classiquement, les animaux utilisés seront âgés d’au moins 6-8 semaines afin d’avoir des animaux sexuellement matures permettant de mimer au mieux les conditions cliniques humaines. Cependant, selon les demandes des clients, l’âge des animaux pourrait être modifié.
Implication de l’inflammation intestinale dans le développement et la résistance aux traitements du glioblastome
- Recherche fondamentale
- Oncologie
380 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent une injection de cellules de glioblastome dans le cerveau, parfois suivie d'une résection de la tumeur puis de séances de radiothérapie et de chimiothérapie, avec des prélèvements de sang et de selles chaque semaine. Le porteur indique que la tumeur cérébrale et les traitements peuvent provoquer douleur, anxiété, troubles de la mémoire et signes neurologiques invalidants, comme la désorientation et le déséquilibre. Il présente ce travail comme une étude du lien entre l'intestin et le cerveau dans ce cancer, les souris étant tuées pour analyser leurs tissus cérébraux et intestinaux.
Objectifs
Le glioblastome (GB) est la forme la plus agressive des tumeurs cérébrales de l'adulte. La survie médiane est de seulement 14-15 mois. L’objectif du projet est d’identifier in vivo le rôle de l’axe intestin – cerveau dans l’initiation, le développement et la résistance aux traitements du glioblastome, avec un focus sur le microbiote, l’inflammation intestinale et la sérotonine. Le but est de pouvoir améliorer la prise en charge des patients atteints de ce cancer de mauvais pronostic.
Bénéfices attendus
Les facteurs à l’origine de l’étiologie du glioblastome (GB) sont peu connus. Leur identification permettrait d’apporter de nouveaux éléments pour prévenir ce cancer de mauvais prognostic. Ce projet a pour objectif d'apporter des éléments quant à l'implication de l'axe microbiote-intestin-cerveau (MIC), et notamment du microbiote, des métabolites dont la sérotonine et de l'inflammation intestinale, dans le développement du GB et au cours du protocole standard de traitement (résection + TMZ/irradiation). Cette thématique de recherche n’est que très peu développée actuellement et pourrait, à long terme, permettre d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour améliorer les traitements actuels et la survie des patients atteints de GB.
Procédures
Les animaux vont subir une procédure chirurgicale : injection intra-cérébrale de cellules de glioblastome associée ou non à l’utilisation d’un agent promouvant l’inflammation intestinale. Certains animaux subiront également un protocole préclinique de résection tumorale suivi d’un traitement par radio et chimiothérapie. - Les chirurgies d'implantation cérébrales sont des procédures qui durent environ 25 minutes et seront réalisées deux fois dans le cas des résections. - Les souris seront soumises à des injections intrapéritonéales de chimiothérapie 2 fois par jour pendant 3 jours, puis le lendemain de l'irradiation un cycle de 5 jours de traitement sera réalisé. L'injection dure 1 minute par souris. - Les souris seront soumises à des rayonnements ionisants 2 fois. Cela dure 5 minutes par souris. - Les souris seront soumises à des prises de sang chaque semaine. Cela dure 5 minutes par souris. - Les souris seront soumises à des prélèvements de fèces chaque semaine. Cela dure 5 minutes par souris.
Impact sur les animaux
Les injections intra-cérébrales peuvent atteindre le bien-être animal en terme d'alimentation. L'irradiation et le Témozolomide peuvent induire des symptômes ressemblant à l'anxiété, des troubles de la mémoire spatiale et d'apprentissage chez la souris. Les souris seront exposées à des douleurs post chirurgie à l’issue des 2 injections intra-cérébrales (implantation et résection). Le développement de tumeurs cérébrales peut générer des souffrances se manifestant par des pertes d’appétit donc de poids, des signes neurologiques invalidants (désorientation, déséquilibre). De manière générale, chaque manipulation est génératrice de stress. C’est pourquoi l’administration d’un analgésique sera réalisée dès les premiers signes de souffrance, en complément d’une réhydratation et de mise à disposition de nourriture sous forme de poudre enrichie dans la cage. Durant les interventions chirurgicales, la couverture analgésique est permanente depuis le début de la procédure jusqu’au rétablissement de l'animal, un tapis chauffant est utilisé lorsque l’animal est anesthésié et de l’Ocry gel est appliqué pour éviter le dessèchement des cornées.
Devenir
Les animaux seront mis à mort à la fin de l'expérimentation afin de pouvoir collecter et analyser les tissus cérébraix et intestinaux.
Remplacement
Ce projet se propose d’étudier l’axe intestin – cerveau qu’il est, pour le moment, très compliqué de modéliser in vitro. Il nécessite donc l’utilisation de souris. De plus, pour l’étude de l’invasion du glioblastome dans le cerveau, il n’existe pas de meilleure méthode alternative, l’utilisation de méthodes in vitro de culture cellulaire ne permettant pas d’apporter tous les éléments de réponse.
Réduction
Le nombre d’animaux a été calculé pour atteindre une significativité statistique et correspond à un total de 380 souris sur 5 ans, chaque groupe expérimental étant accompagné d’un groupe contrôle.
Raffinement
À leur arrivée, les animaux sont hébergés en cages collectives, garnies de litières leurs permettant de reproduire un comportement naturel de fouissage et d’un enrichissement constitué d’un nid végétal et de tubes de cartons, pour leur permettre d’explorer, de jouer et de ronger. Ces cages offrent aux animaux un espace important pour se redresser. Après un premier contrôle de leur état, les souris bénéficient d’une période d’acclimatation. Un suivi quotidien limites (week-ends, vacances et jours fériés inclus) des souris sera effectué par les soigneurs de l’animalerie pour prévenir tout inconfort, souffrance ou comportement anormal des animaux. En cas de douleurs post-opératoire, une injection d'antalgique sera réalisée.
Choix des espèces
Nous utilisons un modèle de souris immunodéficientes car les cellules humaines se développent de manière très reproductible dans le modèle, gage d’utilisation de moins d’animaux pour nos expériences. Nous avons une grande expérience d'implantation de cellules de glioblastome dans ce modèle et nous avons l'habitude du développement du glioblastome dans ces souris. Ce modèle est idéal d'un point de vue pré-clinique car nous reproduisons grâce aux cellules humaines, des caractéristiques complexes observées chez les patients humains. Afin de travailler également sur un modèle immunocompétent et possédant donc tous les composants de la réponse immunitaire qui pourrait avoir un impact sur l’axe intestin-cerveau, nous étudierons des souris immunocompétentes dans lesquelles nous implanterons des cellules murines. Nous utiliserons des souris de 7 à 9 semaines pour avoir une croissance tumorale optimale. En effet, les expériences peuvent s’étaler sur plusieurs mois, donc l’implantation dans de jeunes animaux permet de s’affranchir de l’affaiblissement d’individus plus âgés.
Etude de l’impact de la neuropathie sur la neuroinflammation et le métabolisme de la morphine chez la souris mâle et femelle. Mise en évidence du rôle de l’IL1 alpha.
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour savoir si la morphine soulage moins les souris femelles que les mâles lorsqu'elles sont rendues neuropathiques, 440 souris, 220 mâles et 220 femelles, vont être utilisées, toutes tuées pour des prélèvements de tissus, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Opérées dix minutes sous anesthésie générale, elles passent un test de douleur de 30 minutes chaque jour pendant 14 jours avant une injection de morphine, puis un groupe subit une prise de sang toutes les dix minutes pendant trois heures, et un autre reçoit deux injections d'anticorps neutralisants. Le porteur annonce une perte de poids, de l'anxiété, des œdèmes "importants" et une hypersensibilité mécanique. Il fixe pour les tests un seuil maximal de stimulation, présenté comme point limite, sans nommer ces tests ni mentionner d'antidouleur avant la morphine du quatorzième jour.
Objectifs
La douleur neuropathique (atteinte des nerfs conduisant à une douleur persistante) affecte 10% de la population et est traitée par des antidépresseurs qui sont peu ou pas efficaces. Les morphiniques sont alors utilisés pour soulager ce type de douleurs. Une fois administrée chez la souris, la morphine est transformée (ou métabolisée) en morphine-3-glucuronide (M3G). Alors que la morphine soulage la douleur, la M3G provoque de la douleur. Des différences de sensibilités face à la douleur et aux traitements analgésiques sont décrits chez l’homme et la femme, et chez les rongeurs. Ainsi, les rongeurs femelles sont plus sensibles à la douleur et les médicaments analgésiques sont moins efficaces. Nous avons récemment montré que le métabolisme de la morphine est diffèrent en fonction du sexe. Ainsi, nous avons observé une diminution des effets analgésiques de la morphine chez la souris femelle et une apparition plus rapide de ses effets secondaires. Cette découverte pose la question de la bonne prise en charge de la douleur chez les femmes par les opiacés. La plupart des études portant sur la morphine ont été réalisées sur des souris non douloureuses. Or, les douleurs neuropathiques induisent une inflammation du système nerveux qui a des répercussions sur l’analgésie. Par ailleurs, lors d’une neuropathie, des molécules sont produites en plus grande quantités dans le cerveau et influencent la dégradation de la morphine. Notre but est de déterminer s’il existe une différence d’analgésie et de métabolisation de la morphine entre les souris mâles et femelles rendues neuropathiques. Nous voulons définir s’il existe une altération de l’expression des enzymes de dégradation de la morphine et des facteurs liés à l’inflammation cérébrale. Ces résultats permettraient de développer par la suite des prises en charge de la neuropathie chez l’être Humain différentes en fonction du sexe, avec des posologies adaptées aux sexes.
Bénéfices attendus
Il existe des différences entre les effets analgésiques de la morphine entre les hommes et les femmes. Chez la souris, Les femelles nécessitent 30% de morphine en plus comparé aux mâles pour avoir une analgésie identique. Notre équipe a démontré que les souris femelles dégradent la morphine 2 fois plus en M3G qui est proalgique que les mâles. Or, une neuropathie produit une neuroinflammation et module l’analgésie à la morphine. L’étude proposée vise à définir s’il existe des différences sexe-spécifiques d’analgésie à la morphine dans le cas d’un modèle de neuropathie. Si des différences existent, cela signifierait qu’il existe potentiellement une mauvaise prise en charge de la douleur des femmes neuropathiques du fait d’une posologie non adaptée. Si des différences sont observées lors de notre étude, une étude clinique sera mise en place pour vérifier si c’est également le cas chez l’être humain.
Procédures
Un groupe de souris subira une intervention chirurgicale de 10 minutes et un test de douleur par jour (durée 30min) sera réalisé durant 14 jours, puis une injection de morphine sera réalisée. Un groupe de souris subira une intervention chirurgicale de 10 minutes et un test de douleur par jour (durée 30min) sera réalisé durant 14 jours, puis une injection de morphine (30s) et des prises de sang répétées seront réalisées durant 3h toutes les 10min . Un groupe de souris subiront des interventions chirurgicales de 10 minutes et un test de douleur par jour (durée 30min) sera réalisé durant 14 jours. Ces souris recevront deux injections d’anticorps neutralisant (4min ; total de 8min). Une injection de morphine sera réalisée le 14ème jour.
Impact sur les animaux
Les animaux des groupes Sham et SNI peuvent faire l'objet d'une perte de poids ou d'anxiété. Il est également possible que ces animaux développent des œdèmes importants. De plus, une hypersensibilité mécanique sera observée sur les animaux du groupe SNI. Concernant les injections de morphine, celle-ci possède un effet analgésique qui apaisera la douleur neuropathique.
Devenir
Les animaux seront mis à mort pour des prélèvements de tissus.
Remplacement
L'utilisation d'un modèle murin est indispensable pour mener à bien ce projet. Le modèle de la souris permet à la fois d'étudier de façon très précise la nociception et la pharmacocinétique de la morphine. Pour ces raisons, il nous est impossible d'utiliser un autre modèle.
Réduction
Réduire : Un minimum de 220 souris C57BL6/J mâles et 220 femelles est nécessaire à la réalisation des études statistiques (total de 440 animaux). L’effet attendu étant inconnu, une analyse de puissance n’est pas possible. Toutefois, nos études antérieures ont montré que des effectifs de 8-12 animaux par groupe étaient généralement suffisants pour obtenir la significativité statistique de l’effet d’un traitement antiallodynique en conditions neuropathiques. Les effectifs de 10 animaux tiennent également compte de la possibilité de devoir écarter un animal en cours de procédure (par exemple suite à des blessures consécutives à des bagarres) ou de la possibilité d’un problème technique (décès pendant la chirurgie). Si ces éléments ne sont pas anticipés, une nouvelle cohorte avec tous les groupes contrôles devra être ajoutée ce qui va à l’encontre de la réduction du nombre d’animaux. Les expériences sont réalisées en plusieurs lots successifs avec un maximum de 40 animaux répartis sur les différentes conditions à tester dans chaque lot.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupes de 5 animaux du même sexe pour respecter leurs besoins d'interactions sociales et leur cage enrichie avec des carrés de coton pour favoriser le comportement de nidation. Le changement de litière se fait avec des tunnels pour éviter la prise par la queue et réduire le stress des animaux. Pour aider à la reprise de poids, des aliments sous forme de gel sont déposés dans la cage. Les blessures superficielles sont désinfectées avec une solution de chlorhexidine. Avant toute procédure expérimentale, une phase d'habituation à l'expérimentateur et au contexte du test (i.e. boites du test) est réalisée. Dans les tests comportementaux où on évalue la sensibilité à un stimulus nociceptif, un seuil maximal de stimulation est déterminé (point limite afin d'éviter une souffrance à l'animal ou des dommages tissulaires) même en absence de réaction de l'animal. Les chirurgies sont effectuées sous anesthésie générale et du gel oculaire est appliqué durant la procédure. Une veille de la littérature et la participation à des séminaires dans le cadre de la formation continue en expérimentation animale permettent d'intégrer aux procédures tout nouvel élément contribuant au bien-être animal.
Choix des espèces
Le modèle de souris reste la référence dans les études pré-cliniques pour réaliser des expériences en condition de douleur neuropathique. De plus, en plus d'avoir la possibilité de tester la sensibilité nociceptive chez la souris, dans le cadre de notre étude métabolique, la physiologie de cette espèce s'apparente facilement à celle de l'homme (biotransformation majoritaire de la morphine en M3G). Ces études seront réalisées sur des souris mâles et femelles âgées de 10 semaines. En effet, les prises de morphine en tant qu’analgésique concernent principalement les populations adultes. D’autre part, la mise en place du système opioïdergique est uniquement mature chez l’adulte (i.e., expression des récepteurs Mu à la morphine).
Ciblage de fibroblastes activés (CAF) dans le cadre du cancer du sein chez la souris par l’intermédiaire d’inhibiteurs des NADPH oxydases
- Recherche appliquée
- Cancers
390 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ces souris transgéniques développent spontanément des tumeurs mammaires multiples et métastatiques, et reçoivent chaque jour par gavage un inhibiteur pendant neuf semaines, pour tester une molécule censée rendre les tumeurs sensibles à l'immunothérapie. Le porteur indique qu'aucune analgésie ni anesthésie n'est prévue, jugeant que ces gestes auraient un impact "égal ou supérieur" à celui des procédures, et que les animaux seront tués au CO2 puis par dislocation cervicale. Il affirme que ces interactions entre tumeur et système immunitaire ne peuvent pas encore être reproduites hors de l'animal.
Objectifs
Aujourd'hui des progrès considérables ont été faits dans les traitements apportés aux cancers. La médecine proposée est de plus en plus personnalisée et l'analyse des mutations des cellules tumorales permet d'ajuster et de proposer les traitements les plus adaptés. L'arrivée des immunothérapies a aussi permis de faire en sorte que le corps et le système immunitaire du patient puisse combattre lui même les cellules tumorales. Cependant un grand nombre de patients ne répondent pas à ces nouvelles thérapies car dans ce cas précis il a été observé qu'une capsule fibreuse entourait les tumeurs et rendait invisible ces cellules au système immunitaire du patient. Ce stroma fibreux a été montré composé de CAF (fibroblastes) dont leur recrutement et leur activation étaient liés aux NADPH oxidase, enzymes responsables de la production de radicaux libres. Notre société développant des inhibiteurs des NADPH oxidase nous pensons donc que l'inhibition principalement de NOX1 et NOX4 pourrait amener une avancée significative dans la prise en charge de ces patients qui ne répondent pas aux immunothérapies. Les travaux préliminaires des professeurs Gareth Thomas (UK) et Natalie Sampson (Autriche) ont montré en effet que la combinaison d'une immunothérapie avec l'inhibition de NOX1 et NOX4 conduisait à une réduction totale des tumeurs fortement constituées de CAF. Nous souhaitons donc tester nos nouvelles générations d'inhibiteurs de NOX1/4 dans ce modèle de cancérologie.
Bénéfices attendus
Les résultats attendus dans ce modèle pourraient fournir une alternative de traitement chez les patients souffrant de cancers qui ne répondent aujourd'hui pas bien aux immunothérapies. L'inhibition de NOX1 et NOX4 permettra ainsi de réduire cette capsule fibreuse entourant la plupart des tumeurs réfractaires aux immunothérapies et permettra ainsi aux immunothérapies de permettre au propre système immunitaire du patient de reconnaitre les cellules tumorales comme un hôte étranger et de les combattre. Nous pouvons ainsi espérer non seulement combattre la croissance des tumeurs sur le court terme mais également prévenir la survenue de métastases sur d'autres organes et ainsi améliorer la survie des patients en ayant de meilleures prise en charge et réponse aux traitements.
Procédures
Les animaux seront traités au quotidien par gavage soit avec nos composés inhibiteurs de NOX1 et NOX4 soit avec le véhicule qui servira à leur préparation. Le type de sonde ainsi que le volume administré (10mL/kg maximum) seront adaptés au poids des animaux utilisés. Cette procédure a une durée de 10 à 15 secondes. Tout au long des 9 semaines maximum de traitement, une évaluation clinique quodienne sera effectuée sur chaque animal lors de ce gavage. Une pesée bi hebdomadaire (5 à 10 secondes) et la mesure de la taille des tumeurs à l'aide d'un pied à coulisse (20 à 30 secondes) seront réalisées ces mêmes jours. Ces actes seront réalisés sur tous les animaux et sur animaux vigiles. L'étude ne comprend pas de prélèvement sur animaux vigiles.
Impact sur les animaux
Nous pouvons distinguer les effets indésirables liés au phénotype des souris de ceux liés aux procédures techniques qui seront réalisées au long des 9 semaines maximum de traitement. Les souris vont développer de manière spontanée des tumeurs mammaires localisées dans la graisse ce qui peut générer un inconfort ainsi qu'une perte de mobilité. Cependant un suivi strict 2 fois par semaine de la taille de ces tumeurs permettra de fixer la limite de taille à ne pas excéder pour que cela puisse effecter la qualité de vie ainsi que les interactions sociales des souris. Une fois la limite de taille définie dans les procédures expérimentales, la décision sera prise d'euthanasier les souris. Les animaux seront observés de manière quotidienne au moment des traitements et si des signes de douleur ou de prostration sont observés nous pourrons faire appel aux conseils de notre vétérinaire référent et prendre la décision de l'euthanasie de l'animal. Enfin, il n'a pas été décrit de perte de poids significative dans ce modèle pour autant que le point limite de la taille de tumeur soit respecté mais nous pèserons également les animaux 2 fois par semaine. Cet indicateur permettra d'évaluer que les animaux présentent bien une mobilité correcte pour se nourrir et avoir des interactions sociales. Les animaux seront également traités au quotidien par gavage oral ce qui peut créer un inconfort et un stress limité dans le temps. La formation du personnel, la taille adaptée de la sonde de gavage ainsi que l'adaptation du volume adminsitré permettront de réduire au strict minimum le stress généré par cette technique de traitement.
Devenir
A l'issue de chaque procédure, l'ensemble des animaux seront mis à mort par absorption progressive de CO2 après anesthésie gazeuse. La mort sera vérifiée par le test des reflexes au niveau d'une patte postérieure et assurée par dislocation cervicale. Cette mise à mort est nécessaire pour le prélèvement des tumeurs et des poumons.
Remplacement
Les progrès de la technologie permettent en permanence le remplacement des animaux par d'autres modèles dans la science expérimentale. Ces évolutions sont évidemment souhaitables et, chaque fois que possible, nous réalisons des essais in vitro appropriés pour identifier les composés actifs présentant le plus grand potentiel avant d’être testés in vivo. Cependant, nous étudions les effets des molécules qui interagissent avec le stroma tumoral et l'effet que cela a sur différents axes du système immunitaire murin, en vue du traitement des maladies humaines. Ces interactions se produisent entre différents tissus et organes et sont également susceptibles d'être influencées par la présence de tumeurs en croissance et elles ne peuvent ainsi pas encore être reproduites in vitro ce qui nécessite toujours le développement chez l'animal.
Réduction
Des inhibiteurs des Nox ont déjà été testés dans ce modèle. Nous utilisons les données de croissance tumorale déjà obtenues pour déterminer le nombre d'animaux nécessaires pour obtenir des différences significatives dans la croissance tumorale entre les groupes témoins et traités. Nous testerons au préalable chaque composé dans des essais in vitro (tests cellulaires, ADME...). Nous obtiendrons également au préalable les données ADME des différents composés ainsi que leur profil de pharmacocinétique. Nous ne sélectionnerons ainsi uniquement que les composés les plus puissants dans nos essais de pharmacologie, ainsi que les composés présentant toutes les caractéristiques d'un potentiel futur médicament. Nous n'utiliserons pas non plus d'animaux sham (souris ne développant pas de tumeurs) car l'ensemble des données analysées le seront au niveau de la taille des tumeurs ainsi que de l'infiltration des cellules immunitaires dans les tumeurs. Afin de montrer l'effet d'une dose par rapport au groupe contrôle ou au groupe de référence, les données seront analysées par des tests statistiques. Pour normaliser les données des groupes à variances significativement différentes, une correction sera appliquée en fonction des tests statistiques utilisés.
Raffinement
Les souris seront hébergées en cage ventillée, par groupe social stable, avec l’enrichissement leur permettant d’explorer leur comportement naturel (enfouir, ronger, se cacher). L’hébergement correspond aux recommandations internationales et les constantes sont surveillées quotidiennement. Les composés seront administrés par voie orale aux souris. Les souris tolèrent bien cette technique. Le volume classique de 10mL/kg maximum (5mL/kg si possible) est bien toléré. Comme les tumeurs se formeront sur le tampon graisseux mammaire, la taille de celles-ci pourra être facilement mesurée sans aucun stress causé aux animaux. Des points limites sont définis en fonction du volume des tumeurs et l'apparition éventuelle de nécrose. Si la tumeur a une influence sur l'état général de l'animal (pelage sale, perte de poids, prostation, isolement...), les animaux seront soignés selon leurs besoins, sur les conseils du vétérinaire référent. Ce dernier décidera de leur sortie, ou non, de l'étude. Les procédures d'analgésie ou d'anesthésie ayant un impact égal ou supérieur aux gestes techniques de ces procédures expérimentales, il n'est pas prévu au protocole d'utiliser de telles substances.
Choix des espèces
Pour modéliser une tumeur riche en tissu stromal, nous avons choisi d'étudier les souris transgéniques FVB / N-Tg (MMTV-PyVT) 634Mul / J ou MMTV-PyMT. Ces souris expriment l'antigène T moyen du Polyomavirus sous le promoteur/activateur du virus de la tumeur mammaire de la souris (MMTV). Les femelles MMTV-PyMT développent spontanément des tumeurs mammaires palpables multifocales, hautement fibrotiques et qui métastasent dans le poumon, caractéristiques proches d'un cancer du sein humain. Nous utiliserons des animaux adultes de 6 à 14 semaines environ. Des femelles seront surveillées à partir de 6 semaines d’âge, les tumeurs mammaires commençant à se développer à cet âge (dès l'apparition des tumeurs). Les traitements commenceront entre 6 et 8 semaines d'âge, dès l'apparition des tumeurs, et ce pour 9 semaines maximum.
Trouble neuroendocrine dans l’encéphalite murine à anticorps anti-RNMDA, interactions tPA/RNMDA et implications du tPA dans les barrières cérébrales
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
- Système nerveux
490 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures allant du sans réveil au niveau de souffrance sévère. Elles subissent des injections dans les ventricules du cerveau, une immunisation reproduisant une encéphalite auto-immune, des tests comportementaux et des séjours en cage métabolique isolée, avant une mise à mort par ouverture du thorax et perfusion du cœur. Le porteur indique que l'immunisation provoque une perte de poids allant jusqu'à 12 %, de l'anxiété et des troubles de la mémoire. Il écrit ne pas pouvoir "souscrire au principe de remplacement" et juge "nécessaire d'utiliser des animaux" pour tester ces paramètres.
Objectifs
Nos données préliminaires montrent des troubles de la prise alimentaire dans notre modèle murin d'encéphalite. En effet les souris développent un comportement anorexique en comparaison de leur contrôle sham, seulement l'origine de ce comportement est inconnu au sein de cette pathologie. Aussi nous avons pu montrer la présence en grande quantité de tPA (tissue Plasminogen Activator), dans les épendymocytes et dans les neurones du noyau arcqué, en moindre quantité dans les tanycytes. Ainsi nous désirons déterminer les rôles du tPA au niveau des échanges et des flux entre LCR et parenchyme cérébral, mais aussi dans la plasticité de la barrière épendymaire et tanycytaire situées dans la région médiobasale de l'hypothalamus, où il existe un carrefour de signaux métaboliques impliqués dans le comportement alimentaire et la reproduction. De plus la mise en évidence du récepteur NMDA à la surface des tanycytes suggère une implication dans la plasticité de la barrière hémato-épendymaire, par l'interaction du tPA et du récepteur NMDA. Enfin, il existe chez l'homme d'autres troubles neuro-endocrines associés à cette pathologie. L'étude du sommeil et des variations de la température corporelle dans notre modèle nous permettrons d'établir des liens avec la pathologie chez l'homme et ainsi de permettre une étude de ces troubles visant à leur compréhension et à une meilleure prise en charge thérapeutique.
Bénéfices attendus
En premier lieu, en tant que bénéfice à long terme, nous pensons d'après nos résultats préliminaires, que le récepteur NMDA tanycytaire pourrait avoir un rôle similaire à celui des récepteurs NMDA que l'on trouve sur les cellules endothéliales des vaisseaux sanguins cérébraux. En effet, ceux-ci possèdent un rôle dans la plasticité de la barrière hémato-encéphalique, l'interaction entre le tPA (tissue Plasminogen Activator) et le récepteur NMDA entraine une ouverture de la barrière. Ainsi la modification de la barrière tanycytaire sous l'influence du récepteur NMDA et du tPA, constituerai une nouvelle cible de traitement thérapeutique des pathologie liés aux troubles de de la prise alimentaire, en vue des résultats observés lors de l'analyse du métabolisme du modèle murin d'encéphalite anti-récepteur NMDA. En effet l’utilisation de l’anticorps Glunomab (en cours de développement pour une utilisation chez l’homme), permettrai d’empêcher cette interaction en tPA et récepteur NMDA. Secondement, à court terme nous pourrons déterminer les bénéfices liés à la présence du tPA épendymocytaire. C’est un évènement nouvellement mis en évidence, nous n’avons alors, aucunes informations quant à son rôle dans ce type cellulaire. Ainsi nous pourrons mettre en évidence de nouvelles fonctions de cette protéase, qui pourrait être lié à la motilité des cils des épendymocytes, et donc aux flux de LCR dans les ventricules et le parenchyme, à la recapture d’ions et autres molécules présents dans le LCR favorisant la clairance de celui-ci, enfin il peut aussi interagir avec d’autres cellules bordants les ventricules mais aussi dans les espaces du parenchyme en bordure des zones perméable des ventricules cérébraux (e.g. murs latéraux du 3e ventricule).
Procédures
1. Injection intraventriculaire de molécules fluorescentes, de MPIO ou Gadolinium (traceur IRM), et des AAV (30 minutes, n=390) 2. Immunisation active avec ou sans peptide GluN1 359-378 (15 minutes, n=220) 3. Tests comportementaux (de 5 à 30 minutes, n=150) 4. Cages métaboliques (6 jours à 3 semaines, n=160) 5. Injection dans la cisterna magna de Dextran fluorescents (15 minutes, n=90) 6. Pose d'un cathéter intraveineux pour injection de molécules fluorescentes (30 minutes n=90) 7. Mise à mort par thoracotomie et perfusion intracardiaque (10 minutes, n=220) 8. Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) (1 heure ou 20 minutes, n=90) 9. Mesure du sommeil par système piezoeclectric (15 jours, n=30) 10. Implantation sous cutanée d'un capteur de température corporelle (30 minutes, n=30).
Impact sur les animaux
Selon la procédure, des nuisances ou effets indésirable sont à prévoir sur les animaux : Toutes les douleurs liées à des lésions de la peau des animaux (incision, perforation) seront empêchées par l’utilisation de la lidocaïne en spray 10 minutes avant le geste (procédure 1, 2, 5, 6, 7, 10). Ces douleurs seront temporaires et se résorbe sous 48h. Aussi, pour diminuer la douleur en post-opératoire, les animaux auront, accès à une eau dans lequel a été dilué le paracétamol durant 24h à raison de 300mg/kg (procédure 1,5,6,10). Pour les procédures pour lesquels la douleur est plus importante, nous utiliserons la buprénorphine en injection sous cutanée, à raison de 150ul avec une concentration de 0.5mg/kg, sous forme d’une injection unique. Nous observons une perte de poids 24h après immunisation (procédure 2) jusqu'à 12% de leur poids total, mais retrouve un poids d’origine 48 à 72h après immunisation. De plus, deux semaines après immunisation, des comportements anormaux apparaissent chez les animaux. Ils développent une anxiété, une résilience et des troubles mnésiques. Ces troubles deviennent plus légers 3 semaines après immunisation et inexistant 4 semaines après immunisation (procédure 2). Les procédures 3, 4 et 9 sont indolores, mais peuvent engendrer un léger stress qui ne perdure pas dans le temps, due soit à un nouvel environnement (procédure 3) soit à l’isolement social (procédure 4 et 9). Les animaux retournent à un état basal dès qu’ils sont de retour dans leur cage et leur boxe de stabulation. Toutes les procédures sont effectuées sous anesthésie générale grâce à l’Isoflurane 1% N2O/O2 (80%/20%), aucune souris ne sera vigile lors des procédures.
Devenir
A la suite des procédures 1, 2, 3, 4, 9, 10, les animaux sont maintenus en vie. La procédure 7 est la procédure d'euthanasie, les procédures 5 et 6 sont de classes sans réveil.
Remplacement
Nous ne pouvons souscrire au principe de remplacement dans ce protocole. En effet, il est nécessaire d'utiliser des animaux dans le cadre de notre protocole. Que ce soit pour les effets de l'immunisation ou bien encore du comportement, il est important de pouvoir tester ces paramètres chez l'animal. De plus, cette étude utilisant des animaux se base sur une bibliographie pertinente rendant cette étude sérieuse et fondée sur des bases déjà établies. Egalement, le système immunitaire est bien connu chez la souris. Il existe notamment d'autres modèles de maladie auto-immunes touchant le système nerveux central tel que l'encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE) mimant une sclérose en plaque. Ce modèle est bien connu et décris dans la littérature scientifique ce qui en fait un modèle pertinent et sérieux au regard de notre travail. Néanmoins, il y a des paramètres que nous devons étudier et qui n'ont pas fait l'objet de publication dans le monde scientifique, notamment le métabolisme des animaux suite à l'immunisation.
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. 490 souris seront nécessaires pour réaliser cette étude, et l’utilisation d’outils d’imagerie non invasive permettant de mesurer les lésions cérébrale et l'activité in vivo des flux cérébrales permet de réduire significativement le nombre d’animaux utilisés.
Raffinement
Afin de souscrire au principe de raffinement, les animaux seront anesthésiés et sous une couverture analgésique adaptée au niveau de sévérité du geste, durant chaque 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, notamment par l'hébergement en groupes sociaux de 5 ou 6 animaux, l'enrichissement de leur environement avec maison et matériel de nidification. 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.
Choix des espèces
La souris (Mus musculus) est l’espèce animale qui a été étudiée dans le modèle d'encéphalite à anticorps anti récepteur NMDA par immunisation active (Wagnon et al., 2020). L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement intéressante pour étudier le métabolisme. Aussi L’anatomie du système nerveux murin et la physiologie de la souris sont également bien connus et sont proches de celles de l’Homme, ce qui fait des modèles utilisés dans ce projet des approches expérimentales fiables. Les expériences envisagées nécessitent l’utilisation d’animaux transgéniques tPA WT, tPA Null, de GluN1 Flox +/+ et -/-. Ces modèles transgéniques ne peuvent être réalisés que chez la souris (Mus musculus). Les animaux seront utilisés au stade jeunes adultes. En effet c'est à ce stade du développement que les animaux sont classiquement utilisés dans la littérature pour des modèles de pathologie auto-immune. En effet le modèle spécifiquement utilisé a été développé chez des animaux de 8 semaines (Wagnon et al., 2020). De plus, l'encéphalite à anti-récepteur NMDA concerne majoritairement chez l'Homme une population de jeunes adultes, rendant le développement de la pathologie et la symptomologie plus approrié pour une étude translationnelle.
Analyse du rôle du peptide AETA dans le contrôle de l’activité neuronale in vivo et de la cognition
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
640 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Une partie subit une chirurgie du cerveau pour implanter des électrodes ou des canules, reste branchée à des appareils d'enregistrement pendant 72 heures, ou reçoit un composé qui déclenche des crises d'épilepsie. D'autres passent des tests comportementaux de mémoire et d'anxiété, avant que toutes soient tuées par dislocation cervicale ou au CO2 pour localiser les implants. Le porteur présente ce travail comme une étude du rôle d'un peptide dans la maladie d'Alzheimer et affirme que seules les lignées de souris existantes permettent d'analyser ces réseaux neuronaux.
Objectifs
Cette étude vise à étudier le rôle d'une protéine dans le cerveau potentiellement impliquée dans la maladie d’Alzheimer. A l’heure actuelle nous n’avons toujours pas de traitements curatifs pour cette pathologie, il est donc fondamental de comprendre le rôle de toutes les protéines impliquées dans cette maladie. Pour cela, nous allons utiliser des souris modifiées génétiquement qui ont des quantités modifiées de cette protéine. Sur ces souris, nous allons successivement étudier les aspects comportementaux dans des tâches cognitives (mémoire, anxiété) et enregistrer l’activité globale du cerveau . Nous allons ensuite adresser la question de la susceptibilité éventuelle de ces lignées de souris aux crises épileptiques.
Bénéfices attendus
A court terme, nous allons pouvoir comprendre l'implication des peptides AETA, protéine impliquée dans la maladie d'Alzheimer, dans la régulation de l'activité du cerveau. A plus long terme, nos données pourront aider à mieux comprendre l’origine de la maladie d'Alzheimer et pourront potentiellement aider à élaborer de nouvelles stratégies thérapeutiques innovantes pour prévenir les déficits comportementaux éventuels et les altérations de l'activité cérébrale.
Procédures
Des souris subiront de la chirurgie sous anesthésie générale gazeuse plus anesthésie locale qui durera 1h30 par animal pour implanter des electrodes dans le cerveau. Ces animaux seront ensuite branchés à des machines pendant 72 heures pour enregister l'activité du cerveau. D'autres souris seront traitées avec un composé pharmacologique suivi de temps d’observation de 20 minutes pour vérifier leur sucéptibilité à des crises d'épilépsies. D'autres souris seront entrainées pour des analyses de comportement afin de comprendre leurs capacités de mémorisation et leurs niveaux d'anxiété. Ces analyses de comportement dureront quelques minutes par jour par souris sur une durée d'un mois. Enfin un groupe de souris subira de la chirurgie sous anesthésie générale gazeuse plus anesthésie locale qui durera 1h30 par animal pour implanter des canules dans le cerveau. Après cette chirurgie, les animaux seront utilisés pour injecter une protéine via cette canule lors des analyses de comportement décrites plus haut.
Impact sur les animaux
Certains animaux vont subir des chirurgies au niveau de la tête sous anesthésie gazeuse générale renforcée d'une anesthésie locale pour implanter des electrodes ou des canules dans leur cerveau. Cette chirurgie n'engendre pas de douleur et un suivi post-opératoire strict sera mis ne place pour traiter tout problème eventuel post-chirurgie. Après s'être remis de cette chirurgie, les animaux implantés avec des éléctrodes seront reliés à des machines d'analyse pour plusieurs jours. Cette manipulation n'entraine aucune douleur. Les animaux implantés avec des canules seront soumis à des protocoles de comportement allant d'un inconfort léger à modéré sur plusieurs jours. D'autres animaux ne subiront que les protocoles de comportement allant d'un inconfort léger à modéré sur plusieurs jours. Enfin, d'autres animaux vont être traités avec un composé pharmacologique ce qui peut engendrer des crises d'épilepsie.
Devenir
Ces souris génétiquement modifiées seront mis à mort soit par dislocation cervicale pour analyser ensuite la localisation des électrodes ou cannules implantées et raffiner nous résultats, soit par méthode chimique (CO2), technique de choix pour le rongeur car elle est totalement indolore.
Remplacement
L’activité et la sensibilité aux crises du réseau neuronal ainsi que les comportements étudiés nécessitent l’utilisation d’un cerveau de mammifère. La complexité et l’intégrité de ces réseaux neuronaux qui sous-tendent les fonctions cognitives et comportementales que nous allons analyser ne sont pas présentes dans des modèles moléculaires, in silico ou dans des modèles d’animaux invertébrés. Nous n’avons pas non plus d’autres modèles d’animaux à disposition dans lequels les niveaux de la protéine étudiée sont modifiés. Nous basons donc notre étude sur les seuls modèles existant aujourd’hui que sont les lignées murines.
Réduction
Pour ce projet nous avons réduit le nombre d'animaux utilisés au maximum en calculant le nombre nécessaire par groupe expérimental avec une analyse prédictive du nombre d’animaux en utilisant l’outil statistique G-Power 3.1. De plus, chaque souris suit le maximum de procédures envisageables sans interférences dans les résultats obtenus. Aussi, les experimentations de certaines procedures seront utilisées comme pilote pour déterminer le sexe à utiliser pour d'autres procedures afin de réduire au maximum le nombre d'animaux prévus. Enfin, la mise en groupe de souris est optimisée pour chaque lot d’animaux lors du sevrage grâce au génotypage avant sevrage.
Raffinement
Les animaux seronts maintenus en cage par 6 par sexe, ils auront accès à l'eau et à la nourriture ad libidum. Dans les cages il y aura une petite maison, carré de ouate pour faire leur nid et un morceau de bois à ronger. Le change sera effectué toutes les semaines. Toutes les chirurgies seront sous anesthésie gazeuse ainsi qu'une anesthésie pharmacologique locale. Lors de la chirurgie, la température des animaux sera maintenue constante à 37°C par une sonde rectale et un tapis chauffant. Les yeux des animaux seront protégés par un gel occulaire. Après la chirurgie et jusqu'au réveil, les souris seront isolées dans des cages sous lampe chauffante. Après réveil et vérification post-opératoire, elles seront remises avec leurs congénères et nous ajouterons des carrés de ouate pour nidification supplémentaire pour leur bien-être. Les animaux ayant subi une chirurgie seront soumis à des soins et un suivi post-opératoire rigoureux. Une détérioration de leur état général (perte de poids, prostration, poils souillés) entrainera un arrêt immédiat de la procédure, un suivi journalier de l’animal avec traitement antalgique et eventuellement une mise à mort pour éviter toute souffrance. Pour l’induction de crises épileptiques, les animaux seront mis à mort dès la fin de l’experience. Pour tous les tests comportementaux,les animaux seront habitués à être manipulés par les expérimentateurs avant le début des tests et auront une période de repos entre les tests afin de réduire le stress.
Choix des espèces
L’activité et la sensibilité aux crises du réseau neuronal ainsi que les comportements étudiés nécessitent l’utilisation d’un cerveau de mammifère. La complexité et l’intégrité de ces réseaux neuronaux qui sous-tendent les fonctions cognitives et comportementales que nous allons analyser ne sont pas présentes dans des modèles moléculaires, in silico ou dans des modèles d’animaux invertébrés. Nous n’avons pas non plus d’autres modèles d’animaux à disposition dans lequels les niveaux de la protéine étudiée sont modifiés. Nous basons donc notre étude sur les seuls modèles existant aujourd’hui que sont les lignées murines. L’étude se focalise sur l’activité du réseau neuronal et les tâches cognitives et comportementales associées à l’âge adulte chez la souris donc les souris seront utilisées entre 2 et 8 mois. Pour la souris mutante APPdelEta, nos données obtenues in vitro montrent que l’activité neuronale est perturbée dès le début de l’âge adulte (8 semaines) et ce modèle sera en priorité étudié entre 2 et 4 mois. Pour la souris transgentique AETA, nous données obtenues in vitro montrent que l’activité neuronale est perturbée à partir de 6 mois, donc ce modèle sera en priorité étudié entre 6 et 8 mois.
Modèle d’hépatite alcoolique aigue sévère chez la souris avec transplantation de microbiote intestinal et combinaisons thérapeutiques
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
840 souris axéniques vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles reçoivent par transplantation le microbiote de patients atteints d'hépatite alcoolique, puis un apport chronique d'éthanol par gavage, avec prélèvements de fèces et de sang, jusqu'à une mise à mort par dislocation cervicale selon une grille de score. Le porteur indique qu'aucun antalgique ne pourra être administré, ces molécules faussant le microbiote étudié. Il affirme qu'il n'existe "aucun exemple" de modélisation cellulaire de cette maladie et que l'animal est "indispensable".
Objectifs
L’Hépatite Alcoolique Aigüe sévère (HAA) est l’une des formes les plus graves de maladie du foie liée à la consommation chronique et excessive d’alcool. La mortalité de l’HAA est de 40 à 45% à 6 mois. La corticothérapie, seul traitement recommandé, améliore la survie à court terme. L’identification précoce des patients non-répondeurs aux corticoïdes (30%) est un enjeu thérapeutique majeur. Récemment, le rôle du microbiote intestinal (MI) a été mis en lumière, le transfert du MI d’un patient avec une HAA chez des souris induisant une inflammation hépatique. Cette inflammation est réversible par une nouvelle transplantation d’un MI provenant d’un sujet sain, suggérant un concept de traitement de l’HAA par la transplantation fécale. Un modèle de transplantation fécale de MI de patients HAA chez des souris dépourvues de MI (axéniques) sera utilisé. Au total, 840 souris axéniques seront nécessaires. Dès leur arrivée à l’animalerie et jusqu’à leur mort, les animaux seront surveillés régulièrement pour s’assurer de leur bonne santé. Si une détérioration de l’état d’un animal est observée, une grille de notation sera réalisée pour s’assurer que celle-ci ne dépasse pas les points limites. L’objectif de cette étude est d’évaluer de nouveaux traitements chez des souris axéniques reconstituées avec le MI de patients HAA. Le rôle d’une transplantation fécale seule comme traitement de l’HAA ne pouvant être évalué en clinique (les patients recevant obligatoirement des corticostéroïdes), nous souhaitons déterminer l'efficacité du traitement sur la réponse inflammatoire en fonction de l'origine du MI (répondeurs aux corticostéroïdes versus non-répondeurs) et identifier les modifications du microbiote associées à la réponse au traitement. Ce modèle préclinique pourra être une référence pour évaluer l’efficacité de nouveaux traitements dans l’HAA.
Bénéfices attendus
Il s’agit d’évaluer l’effet d’une transplantation fécale avec ajout d’un MI « thérapeutique » chez des souris préalablement reconstituées avec le MI de patients HAA et recevant un apport chronique d’éthanol. La démonstration de l’efficacité de cette transplantation dans un modèle préclinique pourrait, à plus long terme, faire progresser les connaissances sur le bénéfice d'une transplantation fécale dans le traitement de l’HAA et ainsi encourager de nouveaux essais cliniques. De plus, le traitement équivalent chez l’homme se présente sous forme de gélules orales auto-administrées et cela ouvre de nombreuses perspectives d'utilisation pour des pathologies démontrant une dysbiose/altération du MI, en particulier chez des patients se trouvant en impasse thérapeutique.
Procédures
Plusieurs prélèvements de fèces seront réalisés pour étudier le MI : 1 avant gavage, 1 pour vérifié la monocolonisation, 1 avant mise en éthanol, 1 après 15 jours d’éthanol et 1 au sacrifice. Deux prélèvements sanguins (
Impact sur les animaux
Pour la procédure d'induction de l'HAA, comme le précise Bertola et al., doi:10.1038/nprot.2013.032, ce protocole peut induire une perte de poids importante. Les souris plus jeunes et plus légères ont un taux de mortalité accru. Cependant, la perte de poids observée est de 5% sur la base des données préliminaires récemment communiquées par notre collaborateur.
Devenir
L'ensemble des animaux seront mis à mort pour réaliser différentes analyses biologiques et histologiques.
Remplacement
Il n’existe aucun exemple dans la littérature de modélisation cellulaire de l’HAA. De plus, pour vérifier l’efficacité du traitement, l’utilisation d’animaux est une étape indispensable. Dans ce projet, le modèle animal préclinique permet de tester l’efficacité d’une transplantation fécale seule ce qui ne peut être évalué en clinique.
Réduction
Pour chaque flore de patient, il est proposé de recoloniser 7 groupes de 8-10 souris axéniques (4-5 mâles et 4-5 femelles) qui seront hébergées dans le même isolateur, afin de comparer l’efficacité des thérapies (prednisolone en combinaison ou non avec Maat013) avec le test de Kruskal-Wallis. Les associations seront considérées comme significatives après une correction du taux de fausses découvertes (FDR) de la valeur p (q < 0,05). La comparaison par paire sera ensuite effectuée par le test de somme des rangs de Wilcoxon. Pour obtenir des résultats statistiquement exploitables, un biostatisticien a estimé à 8-10 animaux le minimum par groupe expérimental sur la base des données préliminaires de nos collaborateurs et par les données de la littérature, en particulier l’article suivant : Gut. 2021 Jul;70(7):1299-1308.
Raffinement
Les animaux seront maintenus en présence d’enrichissement (litière foisonnante, maison) avec un accès ad libitum à l’eau et la nourriture. Dès leur arrivée à l’animalerie et jusqu’à leur mort, les souris seront surveillées de manière régulière par du personnel formé. Durant le protocole d’induction de l’HAA, les animaux seront surveillés quotidiennement lors du gavage. Si une détérioration de l’état d’un animal est observée, une grille de notation sera réalisée, un score cumulé de 5 ou plus entrainant l’euthanasie immédiate de l’animal par dislocation cervicale : Attitude : 0 = Normal (alerte et enjoué) 1 = Légèrement amorphe, mange encore 2 = Modérément amorphe, yeux ternes, poils rudes 5 = Automutilation, ne mange plus, couché ; Poids corporel : 0 = Poids normal 1 = Perte de poids < 5 % 2 = Perte de poids 20 % ; Déshydratation : 0 = Retour du repli de la peau de 1 à 2 secondes 1 = Retour du repli de la peau de 2 à 3 secondes 2 = Retour du repli de la peau de plus de 3 secondes ; Diarrhée : 0 = fèces normales 1 = fèces plus molles que la normale 2 = fèces liquides avec plus de particules solides que de liquide 3 = fèces liquides avec plus de liquide que de particules solides 4 = fèces totalement liquides. Dans notre protocole, il sera impossible d’administrer des antalgiques en raison de leur impact sur le MI selon des données disponibles dans la littérature (Front Pharmacol. 2020; 11: 1153).
Choix des espèces
La souris est l’espèce de référence dans l’étude de l'HAA pour laquelle un modèle préclinique a été etabli. Comme le précise Bertola et al., nprot.2013.032, le protocole d’induction de HAA peut induire une perte de poids importante et les souris mâles et femelles doivent peser au moins 20 et 19 g respectivement, les souris plus jeunes ayant un taux de mortalité accru. Nous devrons commander des souris axéniques mâles âgées de 4 à 6 semaines (ou plus) et des souris femelles âgées de 6 à 8 semaines (ou plus). En effet, 4-5 semaines seront nécessaires pour stabiliser la transplantation de MI d’intérêt et acclimater les souris à la nourriture liquide (sans éthanol) avant induction de l'HAA.
Evaluation de l’hyperexcitabilité corticale dans des modèles murins de Sclérose Latérale Amyotrophique par électrocorticographie et électroencéphalographie
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
800 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Reproduisant la sclérose latérale amyotrophique, elles développent une paralysie progressive des pattes et peuvent perdre jusqu'à 40 % de leur poids, subissent des chirurgies, des injections quotidiennes pendant deux mois et des isolements de 24 heures pour enregistrer leur activité cérébrale. Le projet cherche à valider une méthode de diagnostic précoce et à tester des molécules censées restaurer le fonctionnement du cerveau. Le porteur affirme qu'il n'est "pas possible de recréer in vitro un cerveau entier", ce qui écarterait selon lui le remplacement.
Objectifs
La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est la plus fréquente des maladies neurodégénératives du neurone moteur adulte. Elle induit une paralysie progressive des patients et conduit irrévocablement au décès 2 à 5 ans après l’apparition des premiers signes. Elle demeure encore incurable. Environ 10% des patients présentent des mutations dans des gènes qui ont été identifiés et ont permis le développement de souris transgéniques qui reproduisent les symptômes de la maladie. La SLA découle de la mort de neurones présents dans le cerveau et la moelle épinière. Il est suspecté que la maladie pourrait commencer dans le cerveau. En effet, il a été montré que les personnes porteuses de mutations induisant la SLA présentent une altération du fonctionnement du cerveau bien avant l’apparition de la paralysie. L’enregistrement de l’activité du cerveau pourrait donc servir de marqueur précoce de la SLA. Cependant, les techniques actuelles sont chères, difficiles à appliquer et peu utilisées. Pour pallier à ce problème nous proposons une méthode alternative que nous souhaitons tester sur des souris génétiquement modifiées et qui reproduisent les symptômes de la SLA. Notre hypothèse est que l’utilisation d’une nouvelle méthode d’analyse du fonctionnement du cerveau permettrait de diagnostiquer les patients SLA plus tôt, pour leur permettre d’avoir accès plus rapidement aux traitements disponibles et permettre à un plus grand nombre de patients de participer aux essais cliniques visant à développer de nouveaux traitements. Tester cette hypothèse constitue le premier objectif de notre projet. Le second objectif consiste à tester l’effet de diverses molécules, sélectionnées sur les bases de nos résultats d’analyses moléculaires, pour leur capacité à restaurer des dysfonctionnements du cerveau propres à la SLA.
Bénéfices attendus
A l’heure actuelle, deux conditions sont nécessaires pour établir un diagnostic de SLA: 1) un signe de mort des neurones du cerveau, et 2) un signe de mort des neurones de la moelle épinière. Malheureusement, les premiers sont souvent masqués par les seconds, ce qui ralentit grandement le diagnostic de la maladie : il faut en moyenne 17 mois pour diagnostiquer la maladie. Or la maladie progresse très vite, 24 à 60 mois en moyenne, et le retard de diagnostic ralentit l’accès des patients aux traitements et limite leur participation aux études cliniques. Pour contourner la difficulté de mettre en évidence les signes de mort des neurones du cerveau et accélérer le diagnostic de la maladie, nous proposons de révéler les dérèglements du fonctionnement du cerveau par des approches d’investigation déjà présentes en clinique, afin d’accélérer le diagnostic de la SLA. Plusieurs études scientifiques suggèrent que le dysfonctionnement du cerveau pourrait être à l’origine de la SLA. Nous proposons donc également de tester l’effet de médicaments choisis pour améliorer le fonctionnement du cerveau, afin de déterminer s’ils pourraient constituer de nouveaux traitements de la SLA.
Procédures
Les animaux seront soumis à trois types d’interventions : - Une partie des animaux subira une chirurgie d'une durée de 30 minutes, puis une injection d'une durée de 30 secondes. - Une partie des animaux subira également une chirurgie d'une durée de 45 minutes puis sera isolé 24h tous les 15 jours ou tous les mois pour des enregistrements sur animal vigile. - En parallèle, les animaux recevront une injection/jour d'une durée de 30 secondes pendant 2 mois.
Impact sur les animaux
Trois types de nuisances sont attendues au cours de cette étude : 1- une partie des animaux aura des altérations motrices évoluant des pattes arrière vers les pattes avant et une perte de poids pouvant aller jusqu'à 40%. Pour d'autres animaux, une altération de l'extension des pattes arrière ou une diminution de la capacité à s'agripper seront observés. 2- L’isolement des animaux durant les 24 heures nécessaires à l’enregistrement de leur activité cérébrale, avant retour dans la cage avec leurs congénères. 3- Suite aux chirurgies, une inflammation, un saignement ou une réouverte de la plaie peuvent être observés. Suite aux injections répétées, une inflammation au point d'injection peut également être observée.
Devenir
Tous les animaux seront tous mis à mort à l’issue des procédures.
Remplacement
Ce projet consiste à déterminer si l’altération du fonctionnement du cerveau qui caractérise les patients atteints de sclérose latérale amyotrophique pourrait aider au de diagnostic de la maladie et constituer une nouvelle cible thérapeutique. A l’heure actuelle, il n’est pas possible de recréer in vitro un cerveau entier. En conséquence, dans le cadre de la question biologique posée, le modèle animal ne saurait être remplacé par un modèle cellulaire.
Réduction
Le nombre d'animaux nécessaires a été calculé, d’après nos travaux préliminaires, de manière à obtenir des résultats statistiquement fiables et robustes. De plus, pour limiter le nombre total d’animaux générés, nous proposons ici d’utiliser les mâles pour les suivis longitudinaux de l’activité du cerveau, et les femelles pour les analyses histologiques et moléculaires.
Raffinement
L’enrichissement de l’environnement des animaux (bâtonnets à ronger, coton compressé pour faire des nids, maisons de carton blanc), le maintien des interactions sociales et la surveillance quotidienne des animaux permettront d’assurer de leur bien-être et de détecter rapidement tout changement de comportement associé ou non à la pathologie étudiée afin qu’il puisse être pris en charge. Des points limites permettant de soustraire l’animal à la souffrance ont été établis. Les chirurgies seront réalisées sous anesthésie et analgésie pré et post opératoire.
Choix des espèces
Parmi les modèles de SLA, les souris sont les plus appropriées à notre étude car 1) elles présentent le niveau de complexité du cerveau et de la moelle épinière adéquat, 2) il existe plusieurs lignées de souris qui, dans leur ensemble couvrent plusieurs mutations retrouvées chez les patients contrairement aux modèles de primates (très rares) ou de rats (peu fréquents) et que la multiplication des modèles est désormais requise pour convaincre la communauté scientifique, et 3) elles permettent davantage de manipulations génétiques, par croisement, qui permettent en outre de répondre également à des questions mécanistiques. Les animaux seront utilisés à partir de 12 jours ou 40 jours et jusqu'à 12 mois maximum.
Evaluation de la tolérance d’agents de transfection et d’acides nucléiques chez le petit animal
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
3 060 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour 2 880 d'entre elles et sévère pour 180. Elles reçoivent par voie intraveineuse ou intramusculaire des agents de transfection et des acides nucléiques dont on évalue la tolérance, avec un risque de thrombose, de réactions inflammatoires et de troubles du comportement. Une partie de l'étude suit la ligne directrice de toxicité aiguë de l'OCDE, fondée sur la mortalité et l'état moribond des animaux. Le porteur décrit un projet mené pour une société de biotechnologie visant des "thérapies révolutionnaires" à base d'acides nucléiques pour la santé humaine.
Objectifs
Notre partenaire est une société de biotechnologie qui soutient la thérapie génique et cellulaire, la fabrication de produits biologiques et la recherche en sciences de la vie grâce à des solutions innovantes de transfection de l'acide nucléique. La mission consiste ainsi à mettre au point des technologies d'administration de pointe pour permettre aux scientifiques de développer des thérapies révolutionnaires à base d'acides nucléiques afin d'améliorer la santé humaine à chaque étape du processus, de la science fondamentale à la clinique. L'administration d'acides nucléiques doit être efficace, fiable et accessible, dans le développement de thérapies à base d'acides nucléiques pour répondre à des besoins médicaux non satisfaits. L'objectif est ainsi de fournir en permanence des produits de référence en termes de qualité, d'efficacité et de sécurité. Ces réactifs qui permettent la délivrance d'acides nucléiques in vitro et in vivo sont utilisés pour un large éventail d'applications, notamment l'expression génétique, la production de protéines et de virus, l'édition du génome et l'interférence ARN, et ce dans un nombre croissant d'essais cliniques à base d'acide nucléique dans le monde entier dans le domaine de la thérapie génique et cellulaire, de l'immunothérapie et de la vaccination. Dans le cadre du développement de nouvelles formulations, plusieurs objectifs ont été définis pour ce projet: 1) Evaluer si les systèmes de vectorisation seront transférables à des applications thérapeutiques; 2) Evaluer la tolérance d’agents chimiques pour la transfection in vivo d’acides nucléiques (ARN et ADN) et déterminer des signes de toxicité éventuelles; 3) Evaluer la tolérance d’acides nucléiques pour la transfection in vivo et déterminer des signes de toxicité éventuelles.
Bénéfices attendus
Si les agents de vectorisations et les acides nucléiques testés sont toléres par la souris, ils pourraient être transférables à des applications thérapeutiques en clinique humaine. Ce projet aura pour but de dégager des conditions optimales d’utilisation du système n’ayant aucun impact toxique sur la souris.
Procédures
Les animaux recevront une injection des composés de transfection par voie intraveineuse (durée 2-3 minutes) ou par voie intramusculaire (durée 2-3 minutes). On réalisera ensuite un prélèvement sanguin (durée 2-3 minutes) avant l'euthanasie en vue du prélèvement d'organes et des analyses post-mortem.
Impact sur les animaux
Une potentielle toxicité pourra être observée dans ces études, avec notamment un risque de thrombose, de réactions pro-inflammatoires, ou encore du trouble du comportement. Par ailleurs, dans de très rares cas, le prélèvement sanguin peut entrainer une lésion oculaire avec opacification de la cornée.
Devenir
Tous les animaux sont euthanasiés à l'issue des procédures expérimentales en vue du prélèvement d'organes et des analyses post-mortem.
Remplacement
Ce projet a pour objectif d'évaluer l'administration de produits de transfection délivrant des acides nucléiques. Les premières évaluations seront réalisées in vitro, dans des systèmes cellulaires. Les réactifs retenus seront ensuite évalués in vivo, en vue d'utilisation dans le domaine de la thérapie génique et cellulaire, de l'immunothérapie et de la vaccination.
Réduction
Les protocoles d’études seront réalisés en incorporant le juste nombre d’animaux nécessaire pour pouvoir tirer des conclusions. Nous utiliserons 4 males et 4 femelles pour chaque condition utilisée dans l'étude de toxicité (pour chaque réactif à évaluer et selon le délai entre l'administration du produit et les analyses sanguines et histologiques). Cet effectif est réduit au maximum, mais suffisant pour assurer une analyse statistique fiable et reproductible. Dans l'étude de toxicité aigue, nous suivrons la ligne directrice de l'Organisation de Coopération et de Développement Economiques (OCDE), qui consiste en un processus séquentiel, en utilisant 3 femelles par dose. Suivant la mortalité et/ou l’état moribond des animaux, deux à quatre étapes sont en moyenne nécessaires pour évaluer la toxicité aiguë de la substance d’essai. Cette procédure est reproductible et utilise très peu d’animaux. La méthode ne vise pas le calcul d’une valeur précise de la dose léthale dans 50% des animaux, et n'implique donc pas d'analyse statistique, mais repose uniquement sur l'observation des animaux.
Raffinement
Nous réduirons au maximum les techniques douloureuses ou stressantes. Les animaux seront hébergés dans les meilleures conditions possibles dans un environnement contrôlé permettant une réduction du stress. Chaque animal sera suivi tout au long de l’expérience afin de détecter tout indicateur de souffrance. En cas d’observation de la moindre douleur, les animaux seront euthanasiés pour éviter toute souffrance. Les animaux seront pesés avant et après administration des composés et observés toutes les jours, notamment l'apparence physique (toilettage, pelage, posture, pupilles), les modifications du comportement (hyperactivité ou mobilité réduite, léthargie, immbolité) ou le comportement après stimulation (prostration, hyperactivité, agressivité, tremblements, convulsions).
Choix des espèces
Le systèmes de vectorisation évalués dans ce projet sont essentiellement utilisés dans les phases de recherche, qui sont majoritairement effectuées chez la souris. Nous utiliserons des animaux agés de 6 semaines, age qui permet d'identifier une activité maximale des produits lipidiques, autrement dit des réactifs de transfection.