Procédures sévères
Etude du devenir des microplastiques inhalés dans un modèle de maladie broncho-pulmonaire chez le rat
- Recherche appliquée
- Troubles cardiaques
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
- Système respiratoire
Pour suivre le trajet des microplastiques inhalés dans des poumons malades, 110 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, tous tués à l'issue. Sous anesthésie, chacun reçoit cinq instillations de particules dans la trachée en cinq semaines, un composé qui déclenche une inflammation des poumons, et des échographies du cœur. Les mesures respiratoires finales se font par trachéotomie, sans réveil. Une perte de poids ou une détresse respiratoire sévère déclenche la mise à mort, sans que le seuil de poids soit chiffré.
Objectifs
L’air que nous respirons est de plus en plus pollué : fumées d’usines, poussières fines, et surtout microplastiques (des morceaux de plastique invisibles à l’œil nu). En France, nous en inhalons 30 000 par jour, et jusqu’à 2,8 millions en Chine ! Pourtant, on ne connaît pas encore bien leurs effets sur la santé. Que se passe-t-il dans notre corps ? Ces particules, une fois respirées, peuvent s’enfoncer profondément dans les poumons, affaiblir nos défenses immunitaires, provoquer des inflammations ou des maladies comme l’asthme ou la BronchoPneumopathie Chronique Obstructive (BPCO, une maladie pulmonaire chronique), et enfin passer dans le sang, avec des risques encore mal compris pour le cœur et les vaisseaux sanguins. Les objectifs du projet sont donc les suivants : 1/Comment le corps (poumons et système cardiovasculaire) réagit-il à ces microplastiques, chez une personne en bonne santé ou atteinte de BPCO ? 2/ Où ces particules se propagent-elles dans l’organisme ? 3/ Quels sont les effets sur le fonctionnement des poumons et du cœur ? Les résultats seront comparés à des analyses de tissus pulmonaires de patients atteints de BPCO, pour mieux comprendre les risques réels.
Bénéfices attendus
Le projet vise à étudier la distribution des particules fines d’origine microplastique dans l'organisme et d’approfondir notre compréhension des mécanismes impliqués dans les effets cardiopulmonaires. Cette étude permettra d’identifier les altérations inflammatoires, structurelles et fonctionnelles induites par ces particules, en mettant en évidence leur impact sur les voies physiopathologiques sous-jacentes. Elle contribuera également à mieux cerner les risques associés à une exposition chronique, offrant ainsi des perspectives pour l’évaluation des dangers environnementaux et la mise en place de stratégies de prévention en santé publique. Les résultats obtenus avec le modèle animal seront mis en perspective avec des données obtenues sur des biopsies humaines de patients BPCO.
Procédures
Quand l’animal est éveillé, on observera sa respiration pendant environ 15 minutes dans un espace dédié. Sous anesthésie, on introduira des particules dans la trachée (environ 10 minutes par administration, soit 5 administrations par animal réparties sur 5 semaines) et on lui administrera un composé qui induira une inflammation pulmonaire. On examinera son cœur à l’aide d’échographie sous anesthésie, pendant environ 15 minutes par animal. Pour les mesures terminales de mesure des paramètres respiratoires, ces expérimentations seront faites par la méthode de trachéotomie sur les animaux anesthésiés. L’animal ne se réveillera pas après ces mesures, qui durent environ dix minutes.
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent ressentir du stress ou de l’inconfort, par exemple lorsqu’ils sont manipulés, maintenus dans les chambres d’exploration, ou lors de mesures et prélèvements. Une agitation excessive ou persistante est surveillée pour garantir leur bien-être. Les animaux peuvent présenter des symptômes transitoires liés au modèle de maladie respiratoire chronique, tels qu'une gêne respiratoire modérée, une augmentation de la fréquence respiratoire, une diminution de l'activité physique et une perte de poids. Une perte de poids ou l'apparition de signes de détresse respiratoire sévère constituent des points limites et entraîneront l'euthanasie de l'animal.
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure. Différents organes (cœur, poumons, muscles, vaisseaux sanguins) seront prélevés pour d’autres études. Ce processus est essentiel pour obtenir une compréhension détaillée des éventuelles altérations tissulaires et pour évaluer les atteintes pulmonaires et cardiaques consécutives à l’exposition aux microplastiques.
Remplacement
La BPCO est une maladie complexe mettant en jeu différents types cellulaires qui ne peuvent pas être étudiés in vitro. Le modèle rat BPCO permettra d’élucider les mécanismes complexes conduisant au remodelage des poumons. Parallèlement à ce protocole in vivo, des études in vitro sur les cellules pulmonaires de patients BPCO pourront être réalisées afin de valider les observations réalisées chez les animaux.
Réduction
Nous avons conçu ce projet de manière à utiliser le moins d'animaux possible. Plusieurs mesures et analyses seront réalisées sur chaque animal afin d'obtenir un maximum d'informations à partir d'un même individu. Cette approche permet de réduire le nombre d'animaux nécessaires tout en garantissant la qualité scientifique des résultats. De plus, se souciant de réduire le nombre des animaux en expérimentation, après la mise à mort, nous réaliserons de multiples études ex vivo sur différents organes
Raffinement
Un suivi quotidien sera réalisé par des personnes formées, compétentes et soucieuses du bien-être animal, basées notamment sur l’apparence physique externe, la prise de poids et le comportement des animaux. Ces contrôles permettent de repérer tout animal en inconfort, d’en avertir le responsable du projet et de prendre les mesures appropriées. Des protocoles d’habituation ont été mis en place pour que les animaux s’habituent aux procédures et réduire leur stress. Afin d’éviter tout inconfort, les animaux seront analgésiés puis anesthésiés lors des procédures. L’analgésie sera maintenue post-opératoire si nécessaire en fonction de l’état des animaux par rapport aux points limites.
Choix des espèces
Ce projet s'interesse à l'interaction entre le coeur et les poumons. Le modèle de rat est largement utilisé et bien caractérisé sur le plan cardiovasculaire. Sa physiologie cardiaque présente de nombreuses similitudes avec celle de l’Homme, tant sur le plan de la régulation que de l’organisation anatomique et fonctionnelle du cœur, permettant l’étude approfondie des mécanismes impliqués, de l’échelle moléculaire aux mesures in vivo. Les études seront réalisées sur des rats adultes mâles et femelles âgés de 8 semaines
Rôle d’AhR et de MCP1 dans les processus de sténose et de thrombose de la fistule artério-veineuse -MODIFICATION
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
288 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, et chacune subit trois chirurgies en trois semaines, à 8, 9 et 11 semaines de vie. Les deux premières visent à provoquer une maladie rénale chronique, la troisième relie une veine à une artère pour créer une fistule, et une partie des souris reçoit en plus 24 gavages en sept semaines. Chez les souris malades des reins, le porteur attend une perte de poids et une atteinte plus précoce des points limites : poils hérissés, dos courbé, prostration. Les bénéfices pour les patients dialysés restent au stade de "proposer des cibles thérapeutiques".
Objectifs
Au stade terminal de maladie rénale chronique (MRC) les patients bénéficient d’un traitement par dialyse qui consiste à épurer le sang en remplacement des reins qui ne fonctionnent plus. La fistule artério-veineuse (FAV) qui consiste à relier chirurgicalement une veine superficielle du bras à une artère, est indispensable pour épurer le sang par dialyse. Cependant, il arrive fréquemment que la FAV rétrécisse ou se bouche amenant à son dysfonctionnement. C’est une complication majeure qui est responsable de 30% des hospitalisations des patients en dialyse et les mécanismes liés à cette dysfonction ne sont pas décrits à ce jour. Notre hypothèse est que des toxines, dont la concentration est élevée dans la circulation sanguine de ces patients, provoquent ce dysfonctionnement amenant à l’échec de fistule artério-veineuse. Notre objectif est d'étudier in vivo, dans un modèle animal de maladie rénale chronique et de FAV, le rôle des toxines et de leur récepteur dans l’échec de création de fistule artério-veineuse (FAV). Nous testerons : 1) Si la maladie rénale chronique augmente le taux d’échec de FAV, et 2) si l’inhibition du récepteur aux toxines permet d’augmenter le taux de réussite de création de FAV.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de mettre en évidence des mécanismes liés à l'échec de création de fistule artério-veineuse (FAV) et de proposer des cibles thérapeutiques afin d'améliorer la qualité des séances de dialyse et par conséquent la qualité de vie des patients atteints de maladie rénale chronique.
Procédures
Dans la première procédure, les animaux seront soumis à des 2 interventions chirurgicales pour reproduire une maladie rénale chronique, sous anesthésie générale, espacées d'une semaine et chaque interventionchirurgicale durera 20 minutes. Deux semaines après, ces mêmes animaux seront soumis à une 3ème intervention chirurgicale pour la création de la fistule artério-veineuse (FAV) qui durera 20 minutes également. Les animaux de la procédure n°2 seront soumis aux mêmes interventions chirurgicales que ceux de la première procédure à savoir 3 chirurgies de 20 min (à 8, 9 et 11 semaines de vie). Ces mêmes animaux seront également soumis à un gavage oral toutes les 48h pendant 7 semaines et chaque gavage durera quelques secondes, soit 24 gavages sur animaux vigiles.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sont liées aux différentes procédures chirugicales (douleur et/ou risque infectueux), aux gavages par voie orale (stress), ainsi qu'à la détérioration de la fonction rénale des souris qui aurons une maladie rénale chronique (MRC). Chez ces souris MRC, nous nous attendons à observer une perte de poids et une apparition plus précoce des points limites par rapport à l’apparence physique (poils hérissés, dos courbé ou posture anormale), aux signes cliniques (augmentation de la fréquence respiratoire par exemple) et aux comportements non provoqués (attitude prostrée par exemple).
Devenir
A l’issue de chaque procédure, tous les animaux seront euthanasiés pour réaliser des prèlèvements de tissus à des fins d'histologie. Ceci permettra de comprendre les mécanismes liés aux échecs de fonctionnement des fistules artério-veineuses.
Remplacement
Les animaux de ce projet ne peuvent pas être remplacés. Il n'existe pas de modèles in vitro suceptibles d'apporter le même niveau d'information sur les mécanismes de dysfonctionnement des fistules artério-veineuses (FAV) qui sont fréquentes chez les patients traités par dialyse. Il est donc nécessaire d'utiliser des animaux sauvages et génétiquement altérès afin d'envisager des approches thérapeutiques transposables à l'homme.
Réduction
Dans ce projet, nous utiliserons tous les animaux, à savoir 288 souris (MODIFICATION). Seules les expériences considérées comme absolument indispensables seront réalisées afin d’utiliser le moins d’animaux possibles : rédaction d'un protocole expérimental avant toute expérimentation, utilisation des statistiques lors de la conception du protocole expérimental pour une estimation préalable du nombre d'animaux nécessaire et suffisant à l'obtention de résultats statistiquement exploitables. Afin de réduire le nombre d'animaux, le partage d'organes ou de tissus d'animaux mis à mort sera également effectué, avec d’autres d’équipes du centre de recherche et d'autres équipes s'intéressant à la maladie rénale chronique.
Raffinement
Les conditions d'élevage, d'hébergement, de soins et les méthodes utilisées seront les plus appropriées pour réduire le plus possible toute douleur, souffrance, et angoisse que pourraient ressentir les animaux. Les animaux resteront sous surveillance journalière pendant la durée entière du projet. La douleur ou la détresse de l’animal sera évaluée sur les paramètres suivants : poids, apparence physique externe, signes cliniques, changement dans les comportements non provoqués, réponses comportementales aux stimuli externes. Des scores seront établis en fonction de ces observations et grâce à une grille d’évaluation de la douleur. Des mesures seront prises en fonction de ces scores pour éviter tout inconfort de l’animal. Nous serons particulièrement attentifs à la perte de poids qui est un symptôme lié à la détérioration de la fonction rénale et aux suivis postopératoires. Le contrôle quotidien des animaux sera réalisé par un technicien animalier et la mesure du poids sera réalisée au moyen d'une petite balance de paillasse deux fois par semaine. Les animaux seront hébergés par groupes de 5 individus au maximum par cage et un enrichissement sera mis en place par l’ajout de dômes ou de matériaux de nidification de type « Nestlets ». Les quantités de nourriture et d'eau de boisson seront aussi vérifiées quotidiennement. Concernant la chirurgie, l’utilisation de l’anesthésie gazeuse est établie comme permettant une induction rapide des animaux, un ajustement facile de l’anesthésie pendant les chirurgies en fonction de la fréquence respiratoire, et permettant un réveil plus rapide et plus facile pour les animaux. La température des animaux sera maintenue grâce à un tapis chauffant pendant et après chirurgie et une analgésie avant et après les chirurgies sera mis en place pour permettre un rétablissement rapide. L’augmentation du nombre de visites après la chirurgie est prévue. Pour l'administration d'un composé par gavage, des canules en plastique seront utilisées afin de réduire le risque de blessure et cette procédure d'administration sera réalisée par une personne expérimentée à cette technique.
Choix des espèces
Les modèles animaux de maladie rénale chronique (MRC) sont essentiels pour l’étude des évènements physiopathologiques permettant ainsi des études translationnelles dont le but est d’améliorer la prise en charge des patients présentant une MRC. L'espèce animale utilisée sera la souris car c’est le modèle le mieux maitrisé pour générer des animaux génétiquement altérés. Les animaux utilisés pour notre projet seront utilisés à partir de 8 semaines car nous souhaitons que la période de la puberté soit révolue (vers 4-6 semaines chez les mâles, 6-7 semaines chez la femelle). Toutes les expérimentations seront réalisées avec des souris au stade adulte. En effet, la maladie rénale chronique est une pathologie qui touche principalement les sujets humains adultes. Il faut donc utiliser un modèle murin adulte pour ce projet. Par ailleurs, il est beaucoup plus aisé de réaliser les procédures chirurgicales sur des souris de taille adulte et ainsi d’effectuer les bons gestes, ce qui justifie également d'utiliser les souris au stade adulte.
Etude de la biocompatibilité de dispositifs médicaux : essai réglementaire de toxicité systémique aigue
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
22 000 souris vont être utilisées pour contrôler la toxicité de dispositifs médicaux avant leur mise sur le marché, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger pour les témoins et sévère pour les souris exposées. Chacune reçoit une injection d'extrait de dispositif ou de solvant, puis est examinée et pesée chaque jour. Selon le produit, les effets vont d'une perte de poids et d'une baisse d'activité jusqu'aux tremblements, aux convulsions, aux hémorragies et à la mort. Les souris exposées au produit sont mises à mort à la fin du test, et les témoins sans signe clinique, 7 400 selon le champ structuré, peuvent être réutilisés dans d'autres procédures. Pour ces essais commandés par un donneur d'ordre, le porteur affirme que la norme ISO 10993 impose la souris et qu'il n'existe "aucune méthode alternative".
Objectifs
Dans ce projet, le paramètre évalué est le potentiel de toxicité systémique aigue (i.e. la toxicité/effets néfastes au niveau du corps survenant à tout moment dans les 72 heures suivant une exposition unique, multiple ou continue pendant 24 heures) des dispositifs médicaux chez la souris. Ces études réglementaires, requises par la loi, ont pour objectif d’évaluer le risque biologique de toxicité systémique considérant que ces dispositifs médicaux sont susceptibles d’introduire des constituants ou des particules dans le corps humain.
Bénéfices attendus
Ce projet participe à l’autorisation de mise sur le marché de dispositifs médicaux en vérifiant que leur utilisation ne compromet ni l’état clinique et la sécurité des patients, ni la sécurité et la santé des utilisateurs. Ce projet permet spécifiquement d’évaluer les risques éventuels de toxicité systémique aigue liés à l’utilisation de dispositifs médicaux et s’assurer le cas échéant qu’ils constituent des risques acceptables au regard des bienfaits/bénéfices apportés aux patients et sont compatibles avec un niveau élevé de protection de la santé et de la sécurité des patients comme des utilisateurs. Les résultats seront disponibles à l’issue des études et leur incorporation dans les dossiers de soumissions aux autorités de santé compétentes avant leur mise (ou pour leur maintien) sur le marché pourront en découler à court terme.
Procédures
Les animaux recevront une injection intra-veineuse ou sous cutanée ou intrapéritonéale. La durée de cette injection est de moins d’une minute et se fait sur animal vigile, avec une contention appropriée. Les animaux sont manipulés quotidiennement afin de les examiner et de les peser. Cette manipulation dure également moins d’une minute à trois minutes.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables pouvant être observés sont principalement dus à l’administration, avec par exemple, un stress léger de courte durée lié aux contentions (pour l’injection et les observations), une douleur locale liée à l’injection ou à des réactions tissulaires locales (inflammation : rougeur, gonflement, douleur). En cas de toxicité du produit testé, les effets indésirables attendus sont des effets systémiques dépendant du produit, pouvant être par exemple une atteinte métabolique, avec des signes généraux comme une baisse d'activité ou d'appétit, une perte de poids et/ou un poil piqué, une atteinte neurologique, une atteinte digestive... Une baisse d’activité et une difficulté respiratoire transitoire (1 à 2 minutes) est également attendue avec certains produits. Tout signe clinique sera observé et pourra servir de point limite précoce.Dans certains cas, le produit peut également provoquer des effets plus sévères tels que des tremblements, des convulsions, des hémorragies etc… pouvant aller jusqu’à la mort de l’animal.
Devenir
Mise a mort de tous les animaux tests car il ne peuvent être réutilisés dans une nouvelle procédure (car déjà mis en contact avec un produit ou son extrait). Réutilisation possible des animaux témoins n'ayant montré aucun signe clinique anormal et aucune perte de poids significative au cour du test, pour d'autres procédures jugées scientifiquement compatible. La procédure est de degré prospectif sévère pour les animaux tests ayant été injectés avec un produit pouvant conduire à des signes cliniques pouvant aller jusqu'a la mort des animaux. Les animaux témoins étant injectés uniquement avec du solvant témoin (Sérum physiologique ou Huile de sésame) auront une gravité réelle légère autorisant la réutilisation.
Remplacement
L’utilisation d’animaux est requise dans la réglementation pour répondre aux exigences de la norme ISO 10993. Il n’existe actuellement aucune méthode alternative permettant d’évaluer le potentiel de toxicité systémique aigue. De ce fait, l’utilisation d’animaux est toujours requise par la règlementation et par les autorités.
Réduction
Le donneur d'ordre demandant la réalisation de ces tests s'engage à ne pas renouveler à l'identique un essai déjà mené précédemment. Le nombre minimal d'animaux requis par les textes de références (norme ISO 10993-11) est pris en compte afin de permettre la détection d'un risque toxique (5 animaux par groupe (test et témoin)). Les animaux témoins négatifs sont, dans la mesure du possible, mutualisés entre les différents essais (un même groupe d’animaux "témoin" pour plusieurs groupes d’animaux "test" recevant des produits à tester différents mais préparés dans les mêmes conditions). Des études de faisabilité sur un nombre d’animaux restreint (par exemple 2 animaux) peuvent être conduites avant de réaliser l’essai pour les produits à tester pour lesquels des effets secondaires sont craints pour des raisons autres qu’une toxicité du produit (e.g. si l’extrait ou le produit pur présente des caractéristiques physicochimiques inhabituelles (en pH, osmolarité, présence de particules...), si les résultats d’autres tests déjà menés le supposent...). Cela permet d’adapter la dose et la voie d’injection avant de procéder à une injection de 5 animaux.
Raffinement
En cas de détection de signes de douleur ou d'anomalie clinique pouvant laisser penser que l’animal présente une souffrance lors des suivis quotidiens ou des observations attendues dans l’étude, un examen par l’équipe vétérinaire est réalisé si nécessaire, afin d’assurer une prise en charge adaptée de l’animal (e.g. en intensifiant la fréquence de suivi de l’animal). En cas d’anomalie persistante et dès que les points limites tardifs sont atteints, l’animal est euthanasié.
Choix des espèces
La souris est l’espèce animale définie dans le (ou les) texte(s) de référence(s). De plus il s’agit d’un modèle connu, largement utilisé, rendant disponibles de nombreuses données dans la littérature et permettant ainsi une interprétation robuste des effets observés. Le choix du stade de développement est décrit dans le(s) texte(s) de référence qui recommande(nt) généralement l'utilisation d'animaux adultes. Les textes de référence mentionnent également l’utilisation de souris pesant entre 17 et 23 g au début du test. Ce stade est recommandé pour les études de toxicité systémique selon la norme ISO 10993- 11, car il permet une évaluation fiable et reproductible des effets systémiques, sans interférence liée à la croissance ou au vieillissement, et limite la variabilité biologique.
Mise en place et caractérisation du modèle de cholestase hépatique par ligature du canal biliaire commun chez le rat. Application à l’évaluation de composés dans la défaillance hépatique aigüe.
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
Ouverts à l'abdomen pour une ligature du canal biliaire, 1 040 rats développent ensuite une jaunisse et une fibrose du foie. Ils sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, et tous sont tués à l'issue. Le porteur affirme que les rats "se remettent très bien de la chirurgie", puis décrit dans le même paragraphe un possible gonflement de l'abdomen par déchirement du sac résiduel. Trois à quatre semaines après l'opération, une injection de LPS mimant une infection bactérienne majeure provoque prostration et troubles de la température, et chaque rat est observé jusqu'à 24 heures : mis à mort au point limite, sa durée de survie servant de mesure, ou tué à la fin s'il survit.
Objectifs
La cirrhose hépatique est une maladie chronique caractérisée par le développement progressif d’une fibrose hépatique, conduisant à une altération de l’architecture du foie, à des perturbations de la circulation sanguine intra-hépatique et, à terme, à une insuffisance hépatique. Les patients peuvent évoluer vers une décompensation aiguë, pouvant conduire à une insuffisance hépatique aiguë sur maladie chronique (ACLF, Acute-on-Chronic Liver Failure), syndrome grave associé à des défaillances multiples d’organes et à une mortalité élevée. La fibrose résulte d’agressions hépatiques répétées ou continues entraînant une accumulation excessive de matrice extracellulaire et la formation d’un tissu cicatriciel non fonctionnel. Parmi les causes de fibrose, la cholestase induite par une obstruction des voies biliaires provoque une accumulation d’acides biliaires toxiques, responsable de lésions hépatiques, d’inflammation et d’une progression rapide vers la cirrhose. Afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la décompensation de la cirrhose et de développer de nouvelles approches thérapeutiques, des modèles expérimentaux reproduisant les principales caractéristiques de la maladie humaine sont nécessaires. La ligature du canal cholédoque chez le rat est un modèle reconnu permettant d’induire rapidement une fibrose hépatique et une cirrhose présentant des similitudes avec la cirrhose biliaire humaine, constituant ainsi une étape essentielle pour l’étude de l’ACLF.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif de mettre en évidence une efficacité de nos molécules d'intérêt afin d'améliorer la qualité de vie des patients atteints d'ACLF, de diminuer l'inflammation, de retarder voire stopper la défaillance multi-organes et de prolonger la survie des patients.
Procédures
Les animaux subiront une chirurgie d'une durée de 30mn par animal, lors de laquelle ils seront ouverts au niveau de l'abdomen pour effectuer une ligature du canal biliaire. Cette dernière se fait sous anesthésie générale gazeuse et sous analgésie avec un dérivé morphinique. L'analgésie se poursuivra au cours des 3 jours suivant l'opération. 2 semaines après la chirurgie, ils auront un prélèvement de sang toujours sous anesthésie de l'ordre de 0.75 à 1mL. 3 à 4 semaines post chirurgie, ils subiront le challenge ACLF par injection d'un agent précipitant. Le traitement avec la molécule testée sera appliqué soit par voie orale, soit par voie intrapéritonéale, pour ces voies l'administration dure environ 5s, soit par voie intraveineuse et durera environ 10 à 15s. Des micro-prélèvements à la veine de la queue ou à la veine saphène (intérieur de la cuisse) pourront être réalisés, ils seront de très faible volume, de l'ordre de quelques gouttes, d'une durée de 10s chacun et seront de 6 au maximum. Enfin, après anesthésie générale, le sang des animaux sera prélevé avant mise à mort sous sédation.
Impact sur les animaux
Le modèle est réalisé en deux phases : 1) La première phase correspond à la chirurgie lors de laquelle la ligature du canal biliaire est réalisée, entrainant par la suite ,une accumulation de bile au niveau hépatique responsable du développement de la fibrose. La chirurgie est réalisée sous anesthésie gazeuse, une analgésie est prévue en amont et en aval de la chirurgie, la prise en charge de la douleur est assurée et les animaux se remettent très bien de la chirurgie. Ils développent ensuite une jaunisse. L’intervention qui est réalisée peut dans certains cas provoquer le gonflement de l’abdomen de l’animal, cela peut être le reflet du déchirement du sac résiduel qui se forme après l’opération. 2) La seconde phase qui correspond à la précipitation de l'ACLF par injection du composé qui mime un infection bactérienne majeure (LPS) est par définition aigue. Elle génère rapidement des signes de stress et d'inconfort chez le rat (trouble de la régulation de la température corporelle, prostration, pâleur des muqueuses etc). Ces effets sont évalués et scorés à la fois dans le but de grader la sévérité ce qui reflète aussi un effet pharmacologique du produit testé, et pour évaluer les points d'arrêts anticipés ou points limites.
Devenir
A l'issue de la procédure expérimentale, les animaux seront observés au cours d'une période de 24heures maximum après le déclenchement de la phase aigue de la défaillance multi organe. Cette phase d'observation se traduira soit par la mise à mort de l'animal pour atteinte des points limites (avec mesure de la durée de survie = étude de survie) soit par une mise à mort pour les animaux survivants. La justification repose sur l'objectif de ce projet qui consiste à évaluer les effets de composés sensés réduire la mortalité lors de défaillance aigue de l'organisme. Les animaux qui survivent seront mis à mort et seront nécropsiés.
Remplacement
La possibilité de disposer d’un modèle animal qui permet d’évaluer les effets des nouveaux composés sur tous les aspects d'une pathologie présente chez l’homme constitue une étape clé dans la lutte contre ces maladies et font de nos modèles un outil translationnel très pertinent. Nous ne disposons pas actuellement de modèles in vitro ayant des caractéristiques permettant d'évaluer les propriétés de composé sur l'ACLF. Une première phase de sélection des meilleurs composés est effectuée sur des modèles acellulaires ou cellulaires, et même sur des modèles de tyoe organoïdes contribuant ainsi à l’utilisation de méthodes alternatives visant à remplacer partiellement l’utilisation des animaux. L’évaluation finale du potentiel thérapeutique des produits dans des modèles animaux reste cependant nécessaire. L’administration des composés dans le contexte d’un animal vivant permet d’évaluer la réelle efficacité des composés dans un système biologique complexe et «global ».
Réduction
La stratégie de réduction consiste à ne réaliser que les essais avec les composés les plus prometteurs ayant satisfait aux étapes de sélection préliminaires in vitro. La chimie des médicaments peut produire des familles de composés chimiques très importante, la stratégie de sélection de produits intéressants à l’aide de tests in vitro exclut une très grande majorité des produits et diminue donc drastiquement le nombre de tests à réaliser chez l’animal.
Raffinement
Les chirurgies sont réalisées sous anesthésie gazeuse sur tapis chauffant. L'anesthésiant est mélangé à de l'oxygène au lieu d'air pour permettre une meilleure oxygénation de l'animal. Une pré-médication est réalisée en amont, 30mn avant le début de la chirurgie. Les animaux reçoivent également une injection en sous-cutané de Ringer Lactate afin d'éviter toute deshydratation et en reçoivent potentiellement une seconde en sortie de chirurgie si nécessaire. Un anesthésique local est appliqué au niveau de la laparotomie. Le principal raffinement dans ce projet se traduit par la méthode d'administration de l'analgésie en post op grâce à l'implantation de pompes osmotiques permettant une diffusion lente et constante d'un dérivé morphinique durant 48h. Des gels nutritifs sont fournis pour aider à la récupération après la chirurgie. La température de la zone d'hébergement est relevée à 22°C toujours pour que les animaux se remettent au mieux de la chirurgie. Les animaux sont identifiés à l'aide de puce RFID permettant la prise de température facile lors de l'épisode d'ACLF. Lors de l'épisode d'ACLF, les animaux sont observés selon une grille de scoring permettant d'évaluer les points d'arrêt anticipés précoces.
Choix des espèces
Sur la base de la littérature scientifique, aucun modèle invertébré ne permet à ce jour dans le cadre de la cirrhose du foie de valider l’efficacité d’une nouvelle molécule dans le traitement de cette pathologie. Le génome du rat et celui de l'homme ont 90% de leurs gènes en commun et ces derniers sont présents dans le même ordre sur les chromosomes, ce qui fait des petits rongeurs un modèle de choix dans les études pharmacologiques. Le choix de l'espèce rat a été fait en se basant sur la littérature scientifique et sur nos connaissances des caractéristiques des molécules à tester. Les rats sont agés de 5 à 6 semaines (poids 250-275g), à ce stade la masse adipeuse n'est pas trop élevée.
Rôle de la réponse inflammatoire dans la récupération fonctionnelle après traumatisme cérébral et lésion médullaire chez la souris
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système immunitaire
- Système nerveux
Une partie des souris porte des modifications génétiques de la réponse inflammatoire, dont le porteur veut mesurer l'effet sur la récupération après une lésion du système nerveux. 960 souris mâles et femelles vont être utilisées, dans des procédures que le porteur classe toutes au niveau de souffrance sévère. Sous anesthésie, elles subissent un traumatisme crânien ou une lésion de la moelle épinière, qui peut laisser des déficits locomoteurs et une difficulté à atteindre l'eau et la nourriture. Pendant trois mois, elles passent des tests de locomotion spontanée, de coordination motrice et de course sur tapis roulant, puis toutes sont tuées pour prélever le cerveau et la moelle épinière.
Objectifs
Le projet vise à étudier l’impact de la modification génétique de la réponse inflammatoire sur la récupération fonctionnelle après lésion traumatique du système nerveux central, incluant la lésion médullaire et le traumatisme cérébral, chez la souris adulte mâles et femelles. L’objectif principal est de déterminer comment certaines modifications génétiques associées à l'inflammation influencent la récupération motrice et la réparation des tissus endommagés par une lésion du système nerveux central. Les animaux subiront soit une lésion de moelle épinière, soit un traumatisme crânien sous anesthésie générale adaptée. Des évaluations fonctionnelles longitudinales seront réalisées à l’aide de tests fonctionnels standardisés, notamment des tests de locomotion spontanée, de coordination motrice et de course sur tapis roulant. Des analyses complémentaires seront effectuées à différents temps post-lésionnels afin d’étudier les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la récupération fonctionnelle.
Bénéfices attendus
Le projet permettra de mieux comprendre les mécanismes inflammatoires impliqués dans la récupération fonctionnelle après ces lésions traumatiques du système nerveux central. Plus précisément, il vise à identifier le rôle de certaines voies inflammatoires et de modifications génétiques dans les processus de neuroinflammation, de réparation tissulaire et de récupération motrice. Les résultats attendus permettront d’améliorer les connaissances fondamentales sur les interactions entre cellules inflammatoires et tissu nerveux lésé après traumatisme du système nerveux central. Le projet pourrait également permettre d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques susceptibles de limiter les déficits neurologiques et d’améliorer la récupération fonctionnelle. À plus long terme, ces travaux pourraient contribuer au développement de stratégies thérapeutiques innovantes ciblant la réponse inflammatoire post-traumatique, avec un potentiel intérêt translationnel pour les pathologies neurologiques traumatiques humaines. Le projet permettra également de générer des données précliniques utiles pour de futurs développements thérapeutiques et pour une meilleure compréhension des mécanismes de plasticité et de réparation du système nerveux central après lésion.
Procédures
Les animaux subiront soit un traumatisme cérébral expérimental, soit une lésion médullaire expérimentale sous anesthésie générale et analgésie adaptée. Des injections intrapéritonéales ou sous-cutanées seront réalisées au cours du protocole. Les animaux participeront également à des évaluations locomotrices, motrices et comportementales répétées pendant une période maximale de 3 mois. Les procédures chirurgicales dureront environ 20 à 45 minutes selon le modèle expérimental. Les tests comportementaux dureront entre quelques minutes et une quinzaine de minutes selon les évaluations réalisées. À l’issue du protocole, les animaux seront euthanasiés afin de réaliser des analyses histologiques, cellulaires et moléculaires.
Impact sur les animaux
Les animaux inclus dans ce projet pourront subir différentes nuisances liées aux procédures chirurgicales, aux injections, aux évaluations comportementales et aux prélèvements biologiques réalisés dans le cadre de ces modèles. Les principales nuisances attendues sont associées aux procédures chirurgicales réalisées sous anesthésie générale. Ces interventions peuvent entraîner une douleur postopératoire modérée, une diminution transitoire de l’activité spontanée, une perte de poids, une fatigue, une altération temporaire du comportement alimentaire ainsi que des déficits neurologiques et locomoteurs variables selon la sévérité de la lésion. Dans le modèle de lésion de moelle épinière, des troubles locomoteurs plus marqués, une diminution de la mobilité et une difficulté d’accès à la nourriture ou à l’eau peuvent être observés durant la période postopératoire. Les injections répétées (intraperitonéales, et sous-cutanées) peuvent provoquer un stress transitoire lié à la manipulation et à la contention, ainsi qu’une gêne locale limitée au site d’injection. Les tests comportementaux, locomoteurs et d’effort peuvent induire une fatigue transitoire et un stress modéré lié aux manipulations et à l’environnement expérimental.
Devenir
Mise à mort pour le prélèvement des tissus (cerveau, moelle épinière) en vue des analyses moléculaires ultérieures.
Remplacement
Il n’existe actuellement aucune méthode alternative permettant d’étudier de façon intégrée les interactions entre la réponse inflammatoire, les mécanismes neurologiques et la récupération fonctionnelle après traumatisme cérébral (TBI) ou lésion médullaire (SCI). Les approches in vitro, ex vivo ou in silico ne reproduisent pas la complexité des interactions entre le système immunitaire, le système nerveux central et les fonctions locomotrices. La souris, notamment grâce à l’utilisation de lignées génétiquement modifiées, constitue un modèle indispensable et largement validé pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. En l’absence de méthode substitutive adaptée, le recours à l’animal est justifié.
Réduction
Le nombre d’animaux a été limité au strict nécessaire grâce à une analyse de puissance statistique a priori (α = 0,05 ; puissance = 80 %). Une approche longitudinale permettra de réaliser plusieurs évaluations chez un même animal afin de réduire les effectifs. Les animaux seront randomisés entre les groupes expérimentaux et des analyses statistiques adaptées aux mesures répétées seront utilisées. Plusieurs analyses seront réalisées à partir des mêmes tissus lorsque cela est possible. Des cohortes indépendantes restent toutefois nécessaires pour certaines analyses moléculaires et histologiques en raison de contraintes techniques liées aux différents modes de préparation des tissus.
Raffinement
Une période d’acclimatation de 7 jours sera respectée avant le début des expérimentations. Les animaux seront hébergés en groupes sociaux compatibles et bénéficieront d’enrichissements environnementaux adaptés. Une surveillance clinique quotidienne sera réalisée à l’aide d’une grille d’évaluation du bien-être et des points limites prédéfinis seront appliqués. Les procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie générale avec analgésie préventive et postopératoire systématique. Les animaux bénéficieront d’un maintien de la température corporelle, d’une protection oculaire et d’une surveillance renforcée après chirurgie. Une alimentation adaptée sera mise à disposition si nécessaire. Les animaux seront progressivement habitués aux manipulations et aux dispositifs expérimentaux, et les tests locomoteurs seront réalisés selon des protocoles non aversifs. Toute fatigue excessive, blessure ou aggravation neurologique entraînera l’arrêt immédiat de la procédure concernée et une prise en charge adaptée.
Choix des espèces
Le choix de la souris permet donc de répondre à ces contraintes et nous permet aussi d’envisager l’emploi d’animaux transgéniques. Les animaux seront soumis au TBI à partir de p60 (âge adulte) et leur évolution sera suivie sur une période de 3 mois pour observer d'une part les effets à long terme du TBI et SCI au niveau comportemental et moléculaire et d'autre part l'impact des traitements proposés sur la récupération post-lésionnelle.
Etude de la dynamique de la sénescence au cours de la fibrose pulmonaire résolutive et non résolutive liée à l’âge
- Recherche fondamentale
- Système respiratoire
Anesthésiées, des souris reçoivent par le nez un agent qui déclenche une fibrose pulmonaire, sur deux ou cinq jours, puis sont pesées trois fois par semaine et, pour beaucoup, suivies en imagerie deux fois par semaine sous anesthésie. Une partie reçoit en plus un traitement contre les cellules sénescentes, par voie orale ou par injection quotidienne pendant deux à quatre semaines. Au total, 1 812 souris, jeunes de deux mois ou âgées de 18 mois, dont des lignées génétiquement modifiées, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, la fibrose pouvant provoquer une gêne respiratoire jusqu'à sévère. Le porteur intègre à ses effectifs des "pertes attendues liées à l'âge des animaux et aux procédures expérimentales". Après 14 à 74 jours de suivi, toutes sont tuées pour prélever leurs poumons.
Objectifs
La fibrose pulmonaire idiopathique est une maladie grave des poumons qui évolue progressivement et dont la fréquence augmente avec l’âge. Elle se caractérise par une cicatrisation anormale du tissu pulmonaire, ce qui rend la respiration de plus en plus difficile. Chez les personnes âgées, non seulement la maladie est plus sévère, mais le poumon a aussi plus de mal à se réparer, ce qui favorise l’installation durable des lésions. Des travaux récents suggèrent qu’un processus appelé « sénescence cellulaire » joue un rôle important dans ce phénomène. Il s’agit de cellules qui, au lieu de disparaître, restent dans les tissus et produisent des signaux favorisant l’inflammation et la fibrose. Dans des expériences préliminaires réalisées chez la souris, nous avons observé que ces cellules apparaissent en même temps que la fibrose et pourraient contribuer à son maintien. Nous faisons l’hypothèse que, dans le poumon âgé, ces cellules s’accumulent dans des zones spécifiques des lésions et empêchent leur guérison en maintenant un environnement défavorable à la réparation. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre quelles sont ces cellules, où elles se regroupent dans le poumon, comment elles interagissent entre elles et avec leur environnement, et quels mécanismes biologiques entretiennent la fibrose. Pour cela, le projet se déroule en deux temps. Dans un premier temps, un nombre restreint d’animaux reçoit uniquement la substance qui déclenche la fibrose, sans aucun traitement, afin d’identifier et de cartographier précisément ces cellules sénescentes ainsi que les zones où elles s’accumulent au fil du temps. Dans un second temps, des traitements destinés à éliminer ou à neutraliser ces cellules sont évalués afin de déterminer s’ils aident le poumon à mieux se réparer. À terme, ces travaux pourraient permettre d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour améliorer la prise en charge de cette maladie.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à mieux comprendre le rôle de certaines cellules particulières, dites « sénescentes », dans la persistance des lésions de fibrose pulmonaire. Il permettra d’identifier précisément les différents types de cellules impliqués, de décrire leur organisation au sein du tissu pulmonaire, de comprendre comment leur présence évolue au cours du temps et comment elles participent au maintien des lésions fibrotique. Les résultats obtenus contribueront à mieux expliquer pourquoi, avec l’âge, le poumon perd sa capacité à réparer correctement les lésions et évolue vers une fibrose chronique plutôt que vers une guérison. À plus long terme, ces travaux devraient améliorer la compréhension des mécanismes de la fibrose pulmonaire et du vieillissement. Ils pourraient également permettre d’identifier de nouvelles pistes thérapeutiques. Ces avancées sont particulièrement importantes car les traitements actuellement disponibles pour la fibrose pulmonaire idiopathique restent limités et ne permettent pas de guérir la maladie.
Procédures
Après leur arrivée, l'ensemble des animaux (1812 souris) est acclimaté à son nouvel hébergement pendant 7 à 10 jours. Une première étape consiste à administrer, sous anesthésie légère, soit un agent inducteur de fibrose pulmonaire, soit une solution de contrôle, par voie nasale. Selon les groupes, cette administration a lieu sur 2 jours, ou sur 5 jours avec une pause d'un jour au milieu de cette période. Les animaux sont ensuite pesés trois fois par semaine pendant toute la durée du suivi. Pour une partie des animaux, un traitement expérimental visant à cibler les cellules vieillissantes impliquées dans la fibrose est ensuite administré, soit par voie orale pendant plusieurs jours consécutifs suivis d'une pause de deux semaines, soit par injection quotidienne pendant deux à quatre semaines. Le moment de début de ce traitement varie selon le groupe, entre quelques jours avant et plusieurs jours après l'induction de la fibrose. Pour un grand nombre d'animaux, la progression de la sénescence cellulaire est suivie de manière non invasive par imagerie, deux fois par semaine, sous anesthésie de courte durée (environ 30 minutes au total, incluant la préparation et l'acquisition d'image). La durée totale de suivi d'un animal varie de 14 à 74 jours selon son groupe, ce délai correspondant au temps nécessaire pour observer les différentes phases de la fibrose pulmonaire : son apparition, son intensité maximale, puis sa réparation ou sa persistance selon les groupes.
Impact sur les animaux
Les animaux recevront des administrations par voie orale, des injections et des administrations intranasales sous anesthésie légère afin d’induire une fibrose pulmonaire et de suivre son évolution. Ces procédures peuvent entraîner un stress léger et transitoire lié à la manipulation et à la contention. L’induction de la fibrose peut provoquer une perte de poids, une diminution transitoire de l’activité et une gêne respiratoire modérée à sévère. Les animaux seront surveillés régulièrement tout au long de l’étude, avec une surveillance renforcée après les administrations. Les traitements seront administrés selon des schémas intermittents afin de limiter les effets indésirables potentiels. Les anesthésies gazeuses nécessaires aux procédures d’imagerie seront de courte durée et réalisées de manière à limiter l’inconfort des animaux.
Devenir
A la fin de chaque procédure, les animaux seront mis à mort afin de prélever les poumons dans le but d’étudier la fibrose et la sénescence dans ces organes.
Remplacement
L’objectif du projet est d’identifier et de caractériser les populations cellulaires impliquées dans la persistance de la fibrose pulmonaire, leurs interactions et leur évolution au cours du temps. L’étude de ces mécanismes nécessite le recours à l’expérimentation animale. En effet, les modèles cellulaires ne permettent pas de reproduire la complexité de la fibrose pulmonaire, qui implique de nombreux types cellulaires interagissant de manière dynamique au sein d’un organisme entier.
Réduction
Les méthodes utilisées dans ce projet reposent sur des protocoles déjà validés et largement utilisés afin de limiter le nombre d’animaux nécessaires tout en garantissant des résultats fiables. Un système d’imagerie permettant de suivre les mêmes animaux au cours du temps sera utilisé afin de réduire le nombre total d’animaux inclus dans l’étude. Certaines analyses nécessitent toutefois le prélèvement des poumons à différents moments de l’étude. Le nombre de ces prélèvements a été limité et optimisé afin de respecter le principe de réduction du nombre d’animaux utilisé en expérimentation. Le nombre d’animaux a été déterminé à l’aide d’une méthode statistique permettant d’utiliser uniquement l’effectif nécessaire pour obtenir des résultats interprétables. Les effectifs ont également été ajustés afin de prendre en compte les pertes attendues liées à l’âge des animaux et aux procédures expérimentales. Au total, ce projet, prévu sur une durée de 5 ans, impliquera un maximum de 1812 souris.
Raffinement
Le personnel impliqué dans ce projet est qualifié sur le plan technique et formé en continu sur les pratiques en expérimentation animale. Afin de limiter au minimum toute souffrance, stress ou angoisse des animaux, ces derniers seront hébergés selon les recommandations établies à raison de maximum 5 animaux par cage dans un environnement enrichi avec des cotons de nidification, et dans des conditions classiques de stabulation (température régulée, cycle jour/nuit). Avant toute manipulation, les animaux seront acclimatés de 7 à 10 jours dans leur salle d’hébergement. Les animaux seront manipulés individuellement avant la mise en place de l’expérimentation et dans une pièce séparée des autres animaux afin de réduire leurs stress et angoisse. Un suivi quotidien des animaux sera réalisé de manière à s’assurer qu’ils ne présentent pas de signes de souffrance nécessitant l’arrêt des procédures et leur mise à mort. La souffrance sera évaluée par l’observation de paramètres de poids, de comportement et d’apparences reportés dans une grille standard permettant d’établir un score à ne pas dépasser. Tout animal dépassant ce score sera exclu du protocole et mis à mort.
Choix des espèces
Le modèle murin est couramment utilisé pour l’étude de la fibrose pulmonaire car il reproduit plusieurs caractéristiques observées chez l’Homme au cours de cette maladie. Pour étudier la sénescence cellulaire, des souris génétiquement modifiées permettant de suivre cet état cellulaire par imagerie non invasive seront utilisées. L’étude sera réalisée chez des souris jeunes adultes ainsi que chez des souris âgées afin de mieux comprendre l’impact du vieillissement sur l’apparition et la persistance de la sénescence cellulaire au cours de la fibrose pulmonaire. Nous utiliserons des souris jeunes adultes (2 mois), c’est-à-dire après la phase de croissance ainsi que des souris âgées (18 mois) afin de pouvoir étudier l’impact du vieillissement sur la cinétique d’apparition et de persistance de la sénescence cellulaire après une lésion fibrosante, et si la sénescence contribue à l’évolution vers une fibrose non résolutive.
Rôle de l’exercice physique dans un modèle inflammatoire et un modèle de récidive post-opératoire chez le rat HLA-B27 avec et sans nouveau traitement
- Recherche appliquée
- Troubles gastrointestinaux
- Recherche fondamentale
- Système gastrointestinal
Rats : 840
Une perte de poids de 10 à 15 % et un arrêt du transit sont attendus après l'ablation d'une partie de l'intestin, une résection iléo-cæcale. Au total, 1 320 rongeurs, 840 rats et 480 souris, vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures que le porteur classe toutes au niveau de souffrance sévère. Ils subissent une colite induite chimiquement, au TNBS ou au DSS, ou cette chirurgie, et plusieurs protocoles d'exercice, pour tester l'effet de la course et de molécules candidates sur les maladies inflammatoires de l'intestin. Les rats opérés sont des transgéniques HLA-B27, choisis parce qu'ils développent une colite spontanée vers douze semaines, et le résumé décrit les procédures en une seule phrase : "Les animaux subiront une chirurgie d'une partie d'un organe."
Objectifs
Cette étude a pour objectif de comparer différents protocoles d’exercice dans des modèles expérimentaux d’inflammation intestinale avec et sans traitement : 1 - dans un modèle de colite chez le rat, 2 - dans un modèle de colite chez la souris et 3- dans un modèle de récidive post-opératoire après résection iléocaecale chez un rat transgénique . Il sera ainsi possible d’identifier les mécanismes protecteurs ou délétères associés à l’activité physique et d’optimiser les recommandations en matière d’exercice pour les patients atteints de Maladies Inflammatoires Chronique de l'Intestin. Les molécules candidats utilisées seront des pré et probiotiques mais également des molécules ciblant les voies de l'inflammation et de la fibrose. Ces molécules seront au préalable testées sur des cellules puis séléctionnées afin de limiter aux mieux le nombre d'animaux utiliser (Réduire). Il n'est cependant pas possible de mettre en place un modèle in-vitro concernant l'activité physique (Remplacer). Plusieurs études cliniques suggérent que l'activité physique comme la course à pieds modérée peut apporter des effets bénéfiques. Les procédures seront donc définies au mieux pour offrir le maximum de confiance dans les résultats générés dans le respect du bien-être des animaux en limitant la souffrance (Raffiner). Le nombre total d'animaux sur les 5 ans à venir est estimé à 1320 animaux.
Bénéfices attendus
Des études précliniques ont mis en évidence l'influence de l'intensité et du type d'activité physique sur le contrôle de l'inflammation intestinale. Elles montrent que l'exercice forcé à haute intensité aggrave l'inflammation et les lésions intestinales, tandis que l'exercice volontaire et modéré exerce des effets protecteurs. Cependant, il n'existe pas de données directes et spécifiques de l'effet de l'activité physique sur la récidive post-opératoire dans la maladie de Crohn. Nous voudrions montrer avec ce travail d'une part les bénéfices et les mécanismes associés de l'activité physique chez les patients atteints de maladies inflammatoires chroniques de l'intestin. Et d'autre part, selectionner des molécules candidates permettant d'améliorer et d'approfondir la connaissance des mécanismes d'action dans la physiopathologie des maladies inflammatoires digestives.
Procédures
Les animaux subiront une chirurgie d'une partie d'un organe.
Impact sur les animaux
L'induction des colites ainsi que les gestes de la chirurgie sont totalement maitrisés.Tout rongeur montrant des signes de douleur ou de mal-être au cours des procédures (vocalisation, prostration, poil hérissé, perte de masse corporelle supérieure ou égale à 20 % ) par rapport à la masse initiale, sera euthanasié. Les animaux en phase expérimentale seront observés et pesés quotidiennement pour une attention particulière de ces points limites. Le nombre d’animaux estimé tient compte de la règle des 3R et respecte au mieux le bien-être animal en limitant la douleur. Une baisse de poids de 10 à 15% est attendue suite chirurgie et ainsi qu'un arrêt du transit mais tout doit revenir à la normale dans la semaine qui suit l'opération (récupération du poids initial et transit repris avec fécès dans la cage). Aucun effet indésirable attendu pendant ou après la distension colorectale ou l'endoscopie des rats. Concernant le poids des animaux avec colite, une baisse de poids d'environ 10 à 15% maximum est attendue aussi bien pour les rats TNBS que pour les souris avec DSS.
Devenir
Pour chacune des procédures les animaux seront tous euthanasiés
Remplacement
Il est nécessaire de travailler in vivo pour reproduire la physiopathologie complexe de la maladie de Crohn, et ainsi utiliser les mêmes techniques chirurgicales et d’imagerie que chez l’homme. Aucun modèle in vitro n’est possible dans ce contexte. De même, une activité physique ne peut être effectuée que sur un modèle in vivo.
Réduction
Dans le respect des règles des 3R, le nombre minimum d'animaux sera utilisé pour garantir une analyse statistique correcte prenant également en compte la variabilité de l'expression des gènes. Les paramètres mesurés seront analysés par des tests non-paramétriques pour petits échantillons. Le nombre d’animaux par groupe est de n = 10, qui est calculé sur la base de la puissance statistique des tests utilisés (intégrant la dispersion des valeurs individuelles, déterminées grâce à la littérature et suite à nos expériences pilotes).
Raffinement
Les conditions d'hébergement respecteront les exigences de l'animalerie de l'Institut Pasteur de Lille pour le respect de l'animal. Il y aura 2 à 3 rats par cage selon le poids des animaux, avec nourriture et eau à disposition et enrichissement du milieu. Les animaux ont un cycle de lumière jour/nuit de 12H (lumière allumée de 7H à 19H) et sont en portoir ventilé avec température (20-24°c) et taux d'humidité (30-70°c) contrôlés. Afin de limiter le stress des rats, leur milieu sera enrichi avec du matériel de nidification afin que les animaux puissent s'y cacher. Les procédures sont définies au mieux pour offrir le maximum de confiance dans les résultats générés dans le respect du bien-être des animaux en limitant leur souffrance. Tout animal montrant des signes de douleur ou de mal-être sera euthanasié par dislocation cervicale pour les souris et par boite CO2 pour les rats. Les souris et les rats avec colite induite sont observés et pesés quotidiennement pour une attention particulière aux points limites suivants: -une modification du comportement (prostration, poils hérissés, cris) -une perte de poids supérieure ou égale à 20%. Les rats opérés recevront un analgésique en pré-opératoire et toutes les 12H durant 72H. Ces derniers seront observés 3 fois par jour et pesés 3 fois par semaine pour une attention particulière aux points limites de l'annexe 3 : analyse des rats 5 jours après l'opération si - score de 0 : tout est normal, - score de 1 : perte de poids mineure et reprise du transit, - score de 2 : perte de poids importante, prostration et aucune reprise du transit, le rat continuera à être surveillé 3 fois par jour, l'antalgique continué au delà de 72H puis euthanasie si aucune amélioration, - score de 3 après 5 jours, l'animal sera euthanasié car perte de poids supérieure ou égale à 20% et suspicion de sténose souvent due à une complication chirurgicale.
Choix des espèces
La souris et le rat représentent les modèles les plus accessibles et les plus pertinents pour modéliser la physiologie digestive des vertébrés supérieurs à sang chaud; en particulier, le système immunitaire complexe et la diversité des microbiotes qui sont relativement proches. Les modèles de colite dans ces éspèces sont bien validés. Une cinquantaine de modèles de colite sont décrits chez les rongeurs, mais un seul d’entre eux concerne la récidive post-chirurgicale. Ce modèle a été décrit en 2011 chez la souris IL-10 KO, après résection iléo-caecale et anastomose iléo-colique. Le modèle de colite chez le rat transgénique HLA B27 est intéressant car: - colite spontanée autour de leur 12ème semaine de vie - animal plus gros que la souris ne nécessitant pas de microchirurgie Pour les procédures de colites TNBS et DSS, ce seront des animaux adultes agés de 8-10 semaines (pesant entre 24 et 26 g pour les souris et 250-275g pour les rats), offrant ainsi une physiologie digestive mâture. Pour la procédure de résection iléocaecale, nous utiliserons des rats âgés de 8 semaines car il est impératif de les faire commencer à courir avant l'installation de la colite à leur 10ème semaine de vie.
Etude de l’implication de récepteurs neuronaux dans les mécanismes de la migraine et son traitement
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Pour vérifier si le blocage d'un récepteur neuronal atténue la migraine, 1 656 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à sévère. Une migraine aiguë ou chronique est induite chez elles, par un moyen que le résumé ne décrit pas, et aucun antidouleur n'est donné, la douleur étant le paramètre mesuré. Les souris passent les filaments de von Frey sur la peau, la boîte claire-obscure pour la sensibilité à la lumière, le rotarod et l'open field. La douleur peut durer jusqu'à quinze jours après l'induction, avec un relevé du poids et du pelage une fois par semaine seulement.
Objectifs
La migraine est une pathologie très invalidante, touchant 12 à 15 % de la population. Les formes chroniques sont particulièrement difficiles à traiter et les traitements actuels ne soulagent pas toujours correctement les patients. Parmi les symptômes les plus handicapants on retrouve la sensibilité accrue au toucher, la sensibilité à la lumière et la douleur spontanée. Ces signes peuvent aussi être observés chez l’animal et servent alors de repères pour mieux comprendre les mécanismes de la migraine. Nos travaux précédents ont montré que l’activation d’un récepteur neuronal est nécessaire et suffisante pour générer une douleur neuropathique (douleurs liées aux nerfs) chez les rongeurs. Plus important encore, nous avons montré que, lorsque l’état de douleur neuropathique était installé, l'inhibition de ce récepteur suffisait à annuler les symptômes douloureux. Puisque les douleurs neuropathiques et les douleurs migraineuses partagent plusieurs mécanismes communs — comme une amplification anormale des signaux de douleur — nous pensons que ce même récepteur pourrait également être impliqué dans la migraine. L’objectif de ce projet est donc d’étudier le rôle de ce récepteur dans le développement et le maintien des crises migraineuses, notamment au niveau du réseau de nerfs qui gère la sensibilité du visage, une zone clé dans la migraine. Nous testerons également si une molécule capable de bloquer ce récepteur pourrait diminuer la douleur, la sensibilité à la lumière et les autres symptômes associés. Ce travail pourrait ouvrir la voie à un nouveau traitement pour les personnes souffrant de migraine.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à améliorer la prise en charge des patients migraineux, pour lesquels les traitements actuels, tant curatifs que prophylactiques, restent peu efficaces. En approfondissant notre compréhension des mécanismes d'initiation et de maintien de la douleur migraineuse, ces travaux s'inscrivent dans une démarche directement orientée vers le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. Nos recherches menées depuis plusieurs années ont déjà permis d'identifier un acteur clé dans les douleurs d'origine nerveuse, constituant une cible pharmacologique prometteuse. Nous cherchons désormais à caractériser le rôle de ce récepteur neuronal dans l'initiation et le maintien de la douleur migraineuse, afin d'évaluer son potentiel thérapeutique dans ce contexte. Les bénéfices attendus sont concrets : identifier de nouveaux composés actifs, les valider en préclinique, puis ouvrir la voie à des essais cliniques permettant à terme de proposer des traitements mieux adaptés et plus efficaces aux patients souffrant de migraine chronique.
Procédures
Aucune intervention chirurgicale ou prélèvements sur animaux vigiles ne sera réalisés dans le projet. Les animaux seront uniquement soumis à des administrations de composés par voie sous-cutanée, intrapéritonéale ou orale . L'évaluation des effets sera réalisée à l'aide de tests comportementaux validés et non invasifs : les filaments de von Frey pour l'évaluation de la sensibilité mécanique cutanée, le test light/dark box pour la sensibilité à la lumière, le rotarod pour les fonctions motrices, et l'open field pour l'évaluation du comportement anxieux.
Impact sur les animaux
La douleur étant le paramètre étudié aucun anti-douleur ne peut être utilisé dans ce projet. D’autre part, des tests de toxicologie in vitro sont systématiquement réalisés sur nos composés avant tout test sur l’animal pour garantir la sûreté de nos produits. Aucun des composés déjà testés n’ont montré de problème de toxicologie, ni l’apparition d’effets secondaires sur l’animal. Les animaux recevront également des injections par voies sous-cutanée et intrapéritonéale ainsi que des administrations par voie orale, pouvant entraîner un stress lié à la contention et une gêne légère et de courte durée.
Devenir
La migraine aigue et chronique étant étudiée, et donc induite, chez ces animaux, le devenir de ceux-ci en fin de procédure expérimentale sera systématiquement la mise à mort afin de ne pas prolonger inutilement la douleur. Et dans le certains cas des prélèvements post-mortem de tissus seront éffectués pour être analysés. Aucun placement ou mise en liberté n’est donc prévu pour ce projet.
Remplacement
A ce jour, il n'y a pas de modèles non animaux permettant d'étudier les mécanismes du système nerveux impliqués dans la transition entre douleur aiguë (court terme) et douleur chronique (long terme), mécanismes impliqué dans la chronicisation des crises de migraine. Les effets pharmacologiques des molécules utilisées sur la chronicisation douloureuse, l'analgésie et l'état émotionnel, doivent être évalués au travers de systèmes intégrés par différents tests comportementaux, qui viennent appuyer et confirmer les données obtenues par des approches cellulaires. Il est donc indispensable d'avoir recours à des investigations sur l'animal afin de proposer des alternatives thérapeutiques pour une amélioration de la prise en charge de la douleur. La souris étant un mammifère dont la physiopathologie est proche de l'Homme, cette espèce sera utilisée dans le cadre du projet.
Réduction
Le nombre de souris par lot a été déterminé sur la base d’expérimentations précédentes réalisées.
Raffinement
Précédent chaque expérimentation, une habituation de minimum une semaine est réalisée au cours de laquelle les animaux sont placés dans la pièce expérimentale pendant minimum 1h et exposés aux différents tests sans application du stimulus. Cela permet aux animaux de s’habituer à l’environnement et à l'expérimentateur limitant ainsi l’impact du stress (angoisse) lié à la procédure expérimentale. Ces périodes d’habituation sont fondamentales afin d’assurer une reproductibilité des tests et donc de limiter l’hétérogénéité des animaux, réduisant ainsi le nombre d’animaux utilisés. Par ailleurs, afin de limiter la douleur chez les animaux, toute expérience est limitée dans le temps (maximum 15 jours après l’induction de la douleur). Un animal partage sa cage avec les autres animaux de la même portée ; ils bénéficient également d'un enrichissement du milieu de leur cage (copeaux, igloos en plastique, bâtonnets de cellulose). Un suivi hebdomadaire de l’animal sera mis en place où seront relevés : le poids de l’animal, l’aspect de son pelage, ses comportements ainsi que sa vitesse de respiration. Ces paramètres pourront nous indiquer les potentiels soins à apporter aux animaux.
Choix des espèces
La souris étant un mammifère dont le fonctionnement biologique est proche de l'Homme, cette espèce sera utilisée dans le cadre du projet. Les souris utilisées seront adultes et auront entre 6 et 12 semaines afin que les animaux ne soient ni en croissance ni en phase de vieillissement.
Rôle des lymphocytes T dans l’auto-immunité
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
4 128 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, et une partie d'entre elles reçoit une injection par semaine pendant douze mois, une prise de sang mensuelle et jusqu'à trois tests comportementaux par semaine, jamais nommés. D'autres développent après injection une maladie inflammatoire du système nerveux : perte de poids, queue sans tonus, pattes arrière affaiblies jusqu'à la paralysie possible. Aucun antidouleur ne leur est donné, pour ne pas fausser la réponse immunitaire étudiée, et le seuil de mise à mort est fixé à la paralysie des pattes avant et arrière, à une perte de poids importante ou à l'incapacité de boire et manger seule. Les procédures impliquent un niveau de souffrance modéré à sévère, pour des traitements contre la sclérose en plaques que le porteur renvoie au conditionnel et au "long terme".
Objectifs
La sclérose en plaques touche un grand nombre de personnes et représente un enjeu important de santé publique. Dans cette maladie, le système immunitaire, qui est normalement chargé de défendre l’organisme contre les infections, devient trop actif et attaque certains tissus du corps. Cette inflammation persistante peut entraîner une dégradation progressive des organes ou des tissus concernés et conduire à des douleurs, une perte de fonction et parfois un handicap durable. Dans notre organisme, certaines cellules du système immunitaire jouent un rôle essentiel pour limiter ces réactions excessives. Parmi elles, les cellules immunitaires régulatrices agissent comme des « freins » du système immunitaire. Elles permettent de contrôler l’inflammation et d’éviter que l’organisme ne s’attaque à lui-même. Des recherches récentes suggèrent que ces cellules peuvent aussi s’adapter aux différents tissus du corps et participer non seulement au contrôle de l’inflammation mais aussi à la réparation des tissus endommagés. Cependant, on comprend encore mal comment ces cellules fonctionnent dans les situations d’inflammation chronique. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre comment ces cellules fonctionnent dans les maladies auto-immunes. Nous chercherons notamment à déterminer comment certaines voies de signalisation biologiques influencent leur capacité à contrôler l’inflammation et à favoriser la réparation des tissus. Ce projet repose sur des modèles murins génétiquement modifiés, qui permettent d’étudier précisément le rôle de certains gènes impliqués dans la régulation du système immunitaire. Les souris constituent aujourd’hui un modèle essentiel pour comprendre les interactions complexes entre les cellules immunitaires et les différents organes du corps, ce qui ne peut pas être reproduit uniquement avec des cellules cultivées en laboratoire. Les résultats de ce projet permettront de mieux comprendre les mécanismes à l’origine des maladies inflammatoires chroniques et pourraient, à plus long terme, contribuer au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à restaurer l’équilibre du système immunitaire.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet permettront de mieux comprendre comment le système immunitaire fonctionne dans certaines maladies auto-immunes chroniques, comme la sclérose en plaques. En identifiant plus précisément les mécanismes responsables de l’inflammation et du dérèglement du système immunitaire, ces travaux pourraient aider à développer, à long terme, de nouveaux traitements plus ciblés et plus efficaces pour les patients. Ce projet contribuera également à améliorer les modèles expérimentaux utilisés en recherche. Une meilleure connaissance de ces modèles permettra d’optimiser les expériences, de réduire le nombre d’animaux nécessaires et d’améliorer leurs conditions d’utilisation, tout en obtenant des résultats scientifiques plus fiables. Les premiers résultats seront disponibles à court et moyen terme sous forme de publications scientifiques et permettront d’identifier de nouvelles pistes de recherche. À plus long terme, ces découvertes pourraient contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques. Les connaissances acquises pourront être utilisées par des chercheurs en France et à l’international pour mieux comprendre ces maladies et améliorer les stratégies de traitement.
Procédures
Dans ce projet, les souris seront utilisées pour mieux comprendre certaines maladies inflammatoires et auto-immunes. Les animaux pourront recevoir des injections afin d'induire expérimentalement une forme contrôlée de maladie reproduisant certains aspects de l'inflammation du système nerveux observée chez l'être humain. L'évolution de la maladie est ensuite suivie pendant une durée maximale de 30 jours, par une observation quotidienne et une évaluation de l'état de santé général de chaque animal. Certains animaux recevront des substances destinées à modifier la réponse du système immunitaire, administrées par injection au maximum deux fois par semaine, ou par l'eau de boisson pendant une période de deux semaines. Ces animaux sont surveillés quotidiennement. Un second groupe d'animaux sera suivi sur une durée plus longue, jusqu'à l'âge de dix-huit mois, afin d'étudier l'effet du vieillissement sur le système immunitaire. Ces animaux recevront une injection hebdomadaire à partir de six mois, feront l'objet d'un prélèvement de sang et de selles une fois par mois, et participeront à plusieurs tests comportementaux, réalisés sur animal éveillé après une période d'habituation, à raison de trois tests par semaine au maximum et de quelques minutes chacun. À la fin des expériences, les animaux sont mis à mort selon des méthodes réglementées afin de permettre l'analyse des organes.
Impact sur les animaux
Les souris reçoivent sous la peau du dos une injection d'une substance qui stimule le système immunitaire, ce qui entraîne un stress et une douleur légers de courte durée. Cette injection provoque fréquemment une réaction locale au point de piqûre (rougeur, gonflement, plus rarement une croûte ou une petite plaie) responsable d'un inconfort léger à modéré pouvant persister plusieurs semaines. Injections dans l'abdomen, jusqu'à deux fois par semaine pendant un mois pour certains groupes, ou une fois par semaine pendant douze mois pour les animaux suivis au long cours : stress léger et douleur légère de très courte durée à chaque injection. Les souris développent ensuite une maladie inflammatoire du système nerveux qui ressemble à la sclérose en plaques humaine. Les premiers signes apparaissent une dizaine de jours après l'injection : les animaux perdent du poids, leur queue perd son tonus, puis leurs pattes arrière s'affaiblissent progressivement et peuvent devenir paralysées. Les souris se déplacent alors difficilement et peuvent avoir du mal à atteindre leur nourriture et leur eau, qui sont pour cette raison déposées au sol. Cette phase représente une nuisance modérée d'une durée de quelques jours à deux semaines. Aucun médicament contre la douleur ou contre l'inflammation ne peut être administré à ces animaux : ces traitements agiraient directement sur la réponse immunitaire qui fait l'objet de l'étude et rendraient les résultats ininterprétables. Le bien-être des animaux repose donc sur une surveillance quotidienne et sur des limites strictes, appliquées sans délai : dès qu'une souris présente une paralysie de ses deux pattes avant et arrière, une perte de poids importante ou qu'elle ne peut plus se nourrir ni boire seule, elle est mise à mort. Les souris seront maintenues jusqu'à l'âge de dix-huit mois, ceci peut induire l’apparition possible de troubles liés à l'âge (tumeurs, lésions de la peau, perte de poids, baisse d'activité), sans lien avec les interventions expérimentales. En parallèle, des tests comportementaux sont également réalisés, après une période d'habituation destinée à limiter le stress, qui reste léger et de courte durée. Des prélèvements mensuels d'une petite quantité de sang et recueil de selles induiront un stress léger et une douleur brève.
Devenir
À la fin des expériences, les souris seront mises à mort selon des méthodes réglementaires et réalisées par du personnel formé, afin de garantir une procédure rapide et de limiter toute souffrance. Cette étape nous permettra de prélever différents organes et tissus nécessaires à l’analyse scientifique. Les échantillons seront ensuite étudiés grâce à plusieurs types d’analyses complémentaires : des analyses immunologiques pour mieux comprendre le fonctionnement des cellules du système immunitaire, des analyses histologiques pour observer les tissus au microscope et évaluer les éventuels signes d’inflammation ou de lésions. Ces différentes approches permettront d’obtenir une vision détaillée des mécanismes impliqués dans les maladies étudiées et d’identifier de nouvelles pistes pour améliorer leur compréhension et, à terme, leur traitement.
Remplacement
Aujourd’hui, certaines méthodes réalisées en laboratoire, comme les cultures de cellules ou les organoïdes, permettent d’étudier certains aspects des maladies auto-immunes. Ces approches ont déjà permis d’observer comment certaines cellules réagissent à différentes stimulations et d’identifier des modifications moléculaires importantes. Cependant, ces systèmes restent limités, car ils ne reproduisent pas toute la complexité d’un organisme vivant. Des maladies comme la sclérose en plaques expérimentale impliquent en effet de nombreuses interactions entre différentes cellules du système immunitaire et plusieurs organes du corps, comme le cerveau. Pour comprendre pleinement comment ces maladies apparaissent et évoluent, il est nécessaire d’étudier ces interactions dans un organisme entier où tous les systèmes biologiques fonctionnent ensemble. L’utilisation de modèles chez la souris nous permet d’observer le développement et la progression de ces maladies dans des conditions proches de celles d’un organisme vivant. Cela permet également d’étudier le rôle de certaines cellules du système immunitaire et d’évaluer l’effet de modifications génétiques ou de nouvelles approches thérapeutiques sur l’ensemble de l’organisme. Ces modèles sont donc indispensables pour mieux comprendre les mécanismes des maladies et préparer le développement de futurs traitements.
Réduction
Pour garantir des résultats scientifiques fiables tout en utilisant le moins d’animaux possible, le nombre de souris utilisées dans chaque groupe est déterminé à l’avance grâce à des méthodes statistiques. Ces calculs permettent d’estimer le nombre minimal d’animaux nécessaire pour détecter de véritables différences entre les groupes étudiés. Dans ce projet, ces analyses montrent que 11 à 20 souris par groupe sont nécessaires pour obtenir des résultats solides et interprétables. Cette approche permet d’éviter l’utilisation d’un nombre excessif d’animaux tout en assurant la qualité scientifique des expériences
Raffinement
Pour faciliter leur alimentation et leur hydratation, des sources d’eau sous forme de gel seront mises à disposition dans les cages, et de la nourriture sera placée directement au sol pour qu’elle reste facilement accessible. Si certains animaux développent des signes de maladie plus marqués, des mesures supplémentaires seront mises en place, comme l’ajout d’une bouteille d’eau supplémentaire et d’aliments adaptés, afin de leur permettre de boire et de se nourrir plus facilement. Ces dispositions visent à améliorer leur confort et leur bien-être tout au long de l’expérience. Une grille de scoring du bien-être animal (BEA) servira de support pour identifier les effets sur le BEA. D’après cette évaluation, des mesures spécifiques seront mises en place afin de minimiser les nuisances observées, notamment : - Augmentation de la fréquence de surveillance clinique ; - Mise à disposition de nourriture et d’eau facilement accessibles (hydrogel, nourriture humidifiée ou déposée au sol) ; - Ajout de matériaux favorisant le maintien de la température corporelle en cas de diminution de la mobilité ; - Limitation des manipulations au strict nécessaire afin de réduire le stress ; - Hébergement adapté avec surveillance renforcée ou séparation temporaire si les interactions sociales compromettent le bien-être de l’animal ; - Consultation de la structure chargée du bien-être animal (SBEA) et/ou du vétérinaire et mise en œuvre d'une mise à mort anticipée (si perte de poids importante, incapacité à s’alimenter ou à s’abreuver ou signes de souffrance persistante). Un arbre décisionnel définit, pour chaque niveau de score, les mesures à mettre en œuvre : renforcement de la surveillance, adaptation de l'hébergement et de l'accès à l'alimentation, consultation du vétérinaire, puis mise à mort anticipée lorsque les critères d'arrêt sont atteints. Ces critères d'arrêt sont fixés à l'avance, identiques pour tous les animaux, et leur application ne dépend pas de l'avancement de l'expérience.
Choix des espèces
L’utilisation de souris comme modèle animal est particulièrement pertinente pour l’étude des maladies auto-immunes telles que la sclérose en plaques, car elles permettent de reconstituer de manière fidèle les interactions complexes entre les cellules immunitaires et les tissus cibles dans un organisme complet. Les souris offrent également la possibilité de manipulations génétiques précises, telles que la délétion ou la mutation de gènes spécifiques dans des populations cellulaires définies, ce qui est essentiel pour comprendre le rôle de molécules spécifiques dans la régulation immunitaire. Enfin, ces modèles permettent de suivre la progression de la maladie, la sévérité des symptômes et la réponse aux interventions thérapeutiques dans des conditions physiologiques, ce qui serait impossible à reproduire in vitro ou sur des organoïdes, garantissant ainsi la pertinence des résultats. Les animaux sont utilisés au stade adulte. Pour l'étude de la maladie inflammatoire, il s'agit de jeunes adultes âgés de deux à trois mois, âge auquel la réponse immunitaire est pleinement mature et pour lequel nos données préliminaires ont été obtenues, ce qui garantit la cohérence des comparaisons. Pour l'étude du vieillissement, les animaux sont suivis de six à dix-huit mois, ce qui correspond au passage de l'âge adulte à l'âge avancé chez la souris et permet d'observer les modifications progressives du système immunitaire. Aucun animal n'est utilisé au stade fœtal, néonatal ou juvénile.
Impact des composés bioactifs produits par des cyanobactéries sur le microbiote des larves de poisson-zèbre et son rôle dans la protection contre l’infection
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Oncologie
La mort des larves tient lieu de point limite : infectées par une bactérie après exposition à des extraits de cyanobactéries, celles que leur microbiote ne protège pas peuvent mourir sans signe de souffrance repérable auparavant, selon le porteur. 4 644 larves de poisson-zèbre vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à sévère. Elles subissent d'abord 24 heures de balnéation dans ces extraits, à des doses dont le porteur ne peut exclure des "effets néfastes", puis trois heures de balnéation infectante. Il reconnaît une douleur ou un stress "que l'on ne peut quantifier", qu'il dit de courte durée puisque "la mort intervient alors très rapidement".
Objectifs
Les altérations des milieux aquatiques par les efflorescences de cyanobactéries sont susceptibles de modifier le fonctionnement des écosystèmes aquatiques. Les préjudices associés à ces efflorescences comprennent des perturbations de la chaîne trophique, une diminution de la pénétration de la lumière dans l’eau, une diminution de l’oxygène dissous disponible, mais également la production de métabolites secondaires potentiellement bioactifs et parfois toxiques pour certains organismes qui y sont exposés. En effet, de nombreux genres de cyanobactéries sont susceptibles de produire et/ou de relarguer dans le milieu aquatique des molécules aux propriétés potentiellement bioactives, délétères, voire toxiques. Si les effets toxicologiques (sensu-stricto) de ces microorganismes et de leurs métabolites sont connus sur certaines cellules ou tissus de vertébrés, notamment téléostéens, on ignore leur impact sur le microbiote procaryote associé (i.e. la communauté microbienne associée) et les répercussions sur la santé de l’organisme hôte. Des travaux menés ces dernières années ont montré que le microbiote, localisé à l’interface entre un organisme et le milieu extérieur, peut jouer un rôle important dans la physiologie de l’hôte, mais aussi dans de nombreux traits dont la résistance aux pathogènes. A ce jour, peu d’études se sont ainsi efforcées de caractériser la réponse des poissons à différentes compositions d’efflorescences de cyanobactéries (incluant différents génotypes produisant différents cocktails de métabolites bioactifs). Le présent projet propose d’étudier l’effet de l’exposition à des doses non toxiques de différentes efflorescences de cyanobactéries sur le microbiote de la larve du poisson-zèbre en s’intéressant notamment à son rôle protecteur contre l’infection par un pathogène.
Bénéfices attendus
Les relations entre hôte, microbiote et environnement sont encore peu explorées, encore moins dans le cadre de stress éco-toxicologiques. Cette étude constituera un prérequis indispensable au développement de ce sujet encore vierge et, à terme, ces travaux permettront de mieux appréhender les conséquences (éco)toxicologiques des efflorescences de cyanobactéries et de la production de métabolites bioactifs associés.
Procédures
Aucun prélèvement sur animaux vigiles ou procédures chirurgicales ne seront réalisés dans le cadre de ce projet. Les interventions sur larves vigiles seront les suivantes : - Balnéation extraits de bactéries – 1 fois pendant 24 h sur larves vigiles à 5 jour post-fertilisation. - Infection par balnéation – 1 fois pendant 3 heures sur larves vigiles à 6 jour post-fertilisation.
Impact sur les animaux
En procédure 1, les larves seront exposées par balnéation à des extraits de cyanobactéries contenant différents cocktails de métabolites bioactifs et susceptibles d’avoir potentiellement des effets toxiques à hautes doses. Les extraits aux dilutions les plus fortes ne devraient induire que des effets légers (modifications de composition bactérienne) sans effets toxicologiques au niveau anatomopathologique ou comportemental. Cependant, nous ne pouvons pas exclure d’effets néfastes aux doses les plus importantes ici testées, d’où une classification sévère de cette procédure. En procédure 2, les larves seront exposées à une seule dose non toxique d’extraits de cyanobactéries mais seront ensuite infectés par une bactérie capable de tuer les larves axéniques (absence de microbiote) ou arborant un microbiote non protecteur. En effet, afin d’évaluer l’impact des extraits sur le microbiote des larves de poisson-zèbre, nous nous baserons sur la protection conférée par la flore, la mort des larves sera alors majoritairement considérée comme point limite. Des signes de souffrance en amont ne sont en effet que très peu listés et /ou adaptés au stade larvaire et à notre procédure d’hébergement. Leur niveau d’appétit ou leur taille exacte ne peuvent pas être mesurés dans notre système et à ce stade de développement, et l’absence de réponse au stimulus souvent synonyme de souffrance chez l’adulte n’est pas observée de manière systématique avant la mort de la larve. Le développement de l’infection doit engendrer une douleur et/ou un stress à l’animal que l’on ne peut quantifier mais qui reste de courte durée puisque la mort intervient alors très rapidement.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort en fin de procédure car : (i) une majorité aura été en contact avec le pathogène et ils ne peuvent ainsi pas être réutilisés, ni replacés, ni adoptés. (ii) cela permettra les différentes analyses de microbiote prévues
Remplacement
Tandis que des expériences seront d’abord menées in vitro pour déterminer l’impact des métabolites bioactifs produits lors des efflorescences de cyanobactéries directement sur les bactéries isolées du microbiote de la larve de poisson-zèbre, leur impact sur le microbiote et son hôte ne peut être étudié que dans un contexte in vivo nécessitant ainsi le recours à l’expérimentation animale utilisant ici, des larves de poisson-zèbre. En effet, seule une analyse intégrée sur organismes entiers permet de générer une compréhension fine des processus éco-toxicologiques et le poisson zèbre est un modèle in vivo bien caractérisé et pertinent dans ce contexte.
Réduction
Le nombre d’animaux a été déterminé afin d’être minimum tout en permettant l’application des approches statistiques choisies et est basé essentiellement sur des données de la littérature et notre expérience du modèle d’infection chez la larve du poisson-zèbre (voir référence ci-dessous). La première procédure permettra notamment de déterminer une dose non toxique des extraits de cyanobactéries sur la larve du poisson-zèbre pour la suite du projet. Pour cela, celle-ci sera réalisée en deux fois pour minimiser au maximum le nombre de larves exposées aux plus fortes doses toxiques. En effet, seule une première expérience sera faite en utilisant le nombre total de dilutions de chaque extrait. Afin de valider la dose maximale non toxique mais également de déterminer différents paramètres toxicologiques, deux répétitions seront ensuite réalisées mais nous envisageons alors de n’utiliser que les doses égales et inférieures à la plus faible dose ayant entrainé une mortalité pour les larves lors de la première expérience. Cela nous permettra de réduire le nombre de larves exposées à une dose fortement toxique. De plus, ces chiffres ont été établis avec l’aide d’un biostatisticien.
Raffinement
Une observation quotidienne des larves sera réalisée afin de repérer rapidement les signes de souffrance tels que présence de malformation, œdème, hémorragie ou abcès (visible à l’œil ou après observation sous loupe binoculaire), comportement de nage particulier et répété (souvent liée à un problème de développement), courbure inhabituelle. La durée du protocole sera limitée à maximum 15 jours post-fertilisation, contribuant ainsi à réduire la douleur. Enfin, les plaques 12-puits choisies pour l’hébergement des larves (2 larves / puits) satisfont à leurs besoins à ce stade de développement et permettent d’éviter qu’elles ne soient hébergées individuellement.
Choix des espèces
Les préjudices associés aux efflorescences de cyanobactéries sont nombreux et comprennent notamment la production de métabolites secondaires relargués et pouvant affecter certains organismes du milieu aquatique. On ignore notamment l’impact de ces métabolites sur le microbiote des poissons dont les téléostéens et les répercussions d’éventuelles modifications sur leur santé. Ainsi, le présent projet propose d’étudier l’effet de l’exposition à des doses non toxiques de divers efflorescences de cyanobactéries sur le microbiote de la larve de poisson-zèbre en s’appuyant notamment sur son rôle protecteur contre l’infection, et cela ne peut se faire sans le recours à l’expérimentation animale. Seule une analyse sur organismes entiers permet de générer une compréhension fine de ces processus éco-toxicologiques et le poisson zèbre est un modèle in vivo bien caractérisé (notamment du fait de son utilisation en biologie du développement) et pertinent dans ce contexte. Outre l’obtention de pontes, réalisée dans l’animalerie, qui nécessite des poissons-zèbres adultes mâles et femelles, mais non inclus dans ce projet car simplement géniteurs, nos procédures impliquent de n’utiliser que des poissons au stade larvaire de développement. L’utilisation de larves de poissons-zèbre se justifie au niveau scientifique et éthique puisque ces derniers possèdent déjà un système digestif et une réponse immunitaire innée et représentent un modèle pertinent pour la thématique ici proposée, notamment en termes « d’axénisation » et de contrôle de la composition du microbiote intestinal.
Déterminer le mécanisme cellulaire de protection d’un vaccin contre le virus du Nil Occidental EU2/2
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Certaines rendues immunodéficientes par traitement, des souris sont vaccinées puis exposées sous anesthésie aux piqûres de plusieurs moustiques porteurs du virus du Nil occidental. 1 540 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère. Le projet doit soutenir une demande d'essais cliniques pour un vaccin candidat, avant de nouveaux essais sur des "animaux plus grands", selon le porteur. Il résume les effets de l'infection en une ligne, "Troubles liés à l'infection par le virus", sans dire quels symptômes justifient la classe sévère ni à quels seuils les souris sont mises à mort.
Objectifs
Le projet de recherche permettra de soutenir une demande d’essais cliniques pour un candidat vaccin contre le virus du Nil Occidental. C'est un virus transmis par les moustiques. Il circule surtout chez les oiseaux, qui servent de réservoir naturel. Chez l’être humain, la plupart des infections ne provoquent aucun symptôme (environ 80 % des cas). Cependant, environ 20 % des personnes peuvent avoir de la fièvre et se sentir mal pendant quelques jours. Dans moins de 1 % des cas, le virus peut toucher le système nerveux et provoquer des complications plus graves, comme des inflammations du cerveau ou des méninges, voire une paralysie soudaine ou encore la mort. Ces formes graves sont plus fréquentes chez les personnes âgées ou dont le système immunitaire est affaibli. Il est présent dans de nombreuses régions du monde dont l’Europe. Il n’existe actuellement pas de vaccin contre cette maladie et le vaccin candidat que nous proposons pourra répondre à un besoin en santé publique mondiale. Le projet se déroulera dans 2 EU.
Bénéfices attendus
Le bénéfice à court terme est la compréhension des mécanismes cellulaires de protection du vaccin candidat. A long terme, les résultats soutiendront le développement d’un vaccin contre ce virus transmis par les moustiques. Le vaccin qui découlera de ce projet a le potentiel de sauver la vie de milliers de personnes chaque année et d’atténuer le fardeau sanitaire, social et économique de cette maladie transmise par les moustiques.
Procédures
Dans un premier temps, nous optimiserons les conditions pour explorer les mécanismes de l’immunité responsable de la protection vaccinale. Des prélèvements seront effectués pour permettre l’analyse de la réponse immunitaire et des acteurs impliqués. Nous évaluerons ensuite l’effet des facteurs immunitaires sur la protection conférée par le vaccin. Des souris avec les mêmes types de déficiences immunitaires que précédemment seront injectées avec le vaccin, puis exposées à la piqûre de moustiques infectés par le virus. Dans l’EU2 seront réalisés les protocoles de vaccination, d’injection des traitements et les prélèvements. Dans l’EU1 seront réalisées les protocoles d’infection par piqûre de moustique et toutes les procédures sur des animaux infectés.
Impact sur les animaux
Douleur passagère au niveau du site d’injection des traitements altérant l’immunité cellulaire, du candidat vaccin et de l’anesthésique. Douleurs légères au point des prélèvements sanguins. La piqûre de moustique se fera sous anesthésie donc sans douleur. Une faible irritation peut être attendue aux points de piqûres des moustiques. Troubles liés à l’infection par le virus. Les souris seront surveillées quotidiennement pour évaluer leurs éventuels symptômes.
Devenir
Les animaux utilisés pour l'étude de la localisation des cellules immunitaires seront euthanasiés afin de permettre la collecte de leur peau et de leurs ganglions lymphatiques. Tous les animaux infectés seront euthanasiés à la fin des procédures, conformément à l’obligation légale.
Remplacement
Dans notre cas, le modèle animal est incontournable. A ce jour, aucun modèle autre que le modèle animal ne permet d’évaluer la réponse immunitaire à un vaccin et la protection contre une infection par exposition à une piqûre de moustique infecté. Néanmoins, nous avons généré les données préliminaires nécessaires pour supporter notre hypothèse sur des modèles cellulaires. Ces travaux antérieurs nous on permit d’identifier notre vaccin candidat.
Réduction
Afin de réduire le nombre de souris, nous avons calculé le nombre limite nécessaire pour obtenir des résultats significatifs. Des travaux préliminaires ont été réalisés pour calculer ce nombre au plus juste. De plus, nous effectuerons les expériences suivant un arbre décisionnel qui validera ou non la poursuite des expériences à chaque étape pour limiter le nombre de souris utilisé.
Raffinement
Les souris auront un temps d’acclimatation (7 jours) avec visite quotidienne pour limiter le stress lié à la manipulation. Les souris seront hébergées de 3 à 5 individus/cage avec de la litière et des enrichissements variés, tels que des tunnels en carton, des abris en carton et en bois, des copeaux de carton pour fabriquer un nid et du carton rigide à ronger. Elles seront anesthésiées durant l’exposition aux moustiques pour limiter la gêne de la piqûre. Une grille de score évaluant l'état général des souris sera quotidiennement suivie. Cette grille permet d’observer différents signes de bien-être ou de malaise (comme l’apparence, l’activité, le comportement ou la perte de poids). Nous avons défini des seuils à ne pas dépasser pour garantir la santé et le bien-être des animaux. Si l’un de ces seuils est atteint, l’expérience sera immédiatement arrêtée afin d’éviter toute souffrance inutile.
Choix des espèces
Nous allons utiliser des souris avec lesquelles nous avons développé et évalué la stratégie vaccinale. Nous continuerons à documenter la protection conférée par notre vaccin candidat sur souris avant de tester le vaccin candidat sur des animaux plus grands pour soutenir une demande d’essais cliniques. Nous allons utiliser des souris adultes de 6-8 semaines car elles ont un système immunitaire mature permettant une réponse immunitaire adéquate. Leur taille permet aussi la piqûre simultanée par plusieurs moustiques, nécessaire pour maximiser l’effet de l’infection.
Evaluation de l’efficacité thérapeutique d’un anticorps anti interleukine 6 dans un modèle de myocardite auto-immune chez le rat : EU2/2
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
Injectés d'un produit qui déclenche une inflammation du muscle cardiaque, 130 rats vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, tous tués à l'issue pour l'analyse de leur cœur. Pendant 35 jours, ils reçoivent quatre injections d'un anticorps anti-interleukine 6, jusqu'à six prises de sang, trois échocardiographies et deux IRM avec pose de cathéter sous anesthésie profonde, dans un second établissement rejoint par les souterrains. L'objectif est de tester cet anticorps contre la myocardite, pour laquelle il n'existe pas encore de traitement spécifique selon le porteur. Il décrit une "légère douleur de courte durée" à l'injection, tout en signalant une insuffisance cardiaque possible dans de rares cas et une mortalité liée à l'induction, que l'emploi d'une demi-dose doit réduire.
Objectifs
La myocardite est une inflammation du tissu musculaire du cœur, le myocarde, qui affaiblit la fonction de contraction de cœur. Elle représente ainsi la 3ème cause de mort cardiaque subite chez le jeune. L’analyse d’un prélèvement du myocarde pour effectuer le diagnostic tend à être remplacée de nos jours par l’imagerie moins invasive. Pour l’instant, il n’existe pas de traitement spécifique de la myocardite. Récemment, l’interleukine 6, un médiateur pro-inflammatoire, apparaît comme une cible intéressante. Objectifs concrets : Nous souhaitons déterminer l’effet d’un traitement visant à inhiber l’interleukine 6 sanguine sur l’inflammation au niveau sanguin et au niveau du myocarde chez des animaux souffrant de myocardite. Ce projet sera réalisé au sein de deux établissements (EU1 et EU2)
Bénéfices attendus
Nos résultats permettront d’identifier le mode d’action du traitement inhibiteur de l’interleukine 6 au cours de la myocardite, afin d’envisager un traitement thérapeutique chez le patient souffrant de myocardite.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes sur une durée de 35 jours : Mise en place d'un modèle de myocardite par injection unique d’un produit induisant l’inflammation, sous anesthésie (durée inférieure à 10min), EU1 Traitement anti-inflammatoire hebdomadaire par injection sous-cutanée ou intraveineuse (Durée par injection : environ 3min) 4 injections sur 4 semaines, EU1 Pesée tous les deux jours (durée : inférieure à 2 min) pendant 4 semaines, EU1 Prélèvements sanguins : maximum 6 prélèvements sur 6 semaines (Durée environ 1mn par prélèvement) EU1 Pose d’un cathéter sous anesthésie profonde (durée : environ 15min) suivie d’une imagerie IRM avec injection de produit de contraste (durée : environ 1h) au 14ème, 28ème jour EU2 Echocardiographies sous anesthésie profonde (durée : 20min) au premier jour, 21ème et 35ème jour EU1
Impact sur les animaux
Le modèle de myocardite auto-immune par immunisation peut induire une légère douleur de courte durée au moment de l’injection du produit induisant l’inflammation au niveau de la patte des animaux. Ce modèle induit une dysfonction du cœur dû au développement de la pathologie, pouvant mener à une fatigue et un essoufflement à l’effort, et dans de rares cas à une insuffisance cardiaque. Lors des protocoles d’imagerie non invasive, un léger inconfort/stress de courte durée peut apparaitre à l’induction de l’anesthésie et au réveil ; de même qu’un stress léger de courte durée lors des manipulations/contentions. Les injections peuvent entrainer une légère douleur de courte durée au point d’injection. Si le traitement par l’anticorps anti IL6 est efficace, nous nous attendons à ce que les animaux appartenant au groupe traité présentent une amélioration notable de leur état évalué par une réduction des marqueurs inflammatoires, une amélioration des paramètres fonctionnels et par conséquent, une potentielle réduction de la mortalité dans ce groupe expérimental.Ce qui pourrait se traduire par une gravité moindre.
Devenir
Les animaux seront mis à mort afin de récupérer et analyser les différents organes d'intérêt (cœur en particulier), permettant ainsi de confirmer et compléter les résultats obtenus in vivo (imagerie) en identifiant les mécanismes impliqués.
Remplacement
L’utilisation d’animaux vivants est justifiée notamment par le rôle central de l’imagerie in vivo dans la caractérisation du modèle de myocardite et de l’imagerie de l’inflammation pour le diagnostic. Le mécanisme d’action de l’anti IL-6 au niveau de l’organisme entier n’est actuellement pas reproductible in vitro ou ex vivo. En effet, il n’existe pas de modèles cellulaires ou ex vivo d’un modèle de myocardite autoimmune dans la littérature actuellement. De plus , une approche in vitro ou ex vivo ne tiendrait pas compte de l’effet sytémique de IL6 que nous voulons explorer dans cette étude car nous nous intéressons à son rôle dans la circulation sanguine et le mécanisme d’action de l’interleukine 6 requiert la communication entre les organes impliqués dans l’inflammation et le cœur.
Réduction
Le nombre d’animaux par procédure a été calculé à l’aide d’un logiciel de statistiques afin de déterminer le plus précisément possible le nombre minimal d'animaux permettant d'obtenir des résultats statistiquement exploitables, soit au maximum 130 animaux sur 4ans. Le suivi longitudinal par imagerie évite de mettre à mort des animaux à chaque point temporel d’intérêt pour récolter les informations.
Raffinement
Les animaux auront un temps d'acclimatation et un enrichissement de leur milieu. Une attention particulière sera accordée à l'évolution de la masse corporelle afin de vérifier que les animaux s'alimentent correctement. La douleur des animaux sera réduite au minimum en veillant à couvrir les différents temps d'études par une analgésie. Les prélèvements sanguins ont été mutualisés avec les examens d’imagerie pour limiter le nombre d’anesthésie et utiliser la même voie que le cathéter utilisé pour l’injection du produit de contraste lors de l’imagerie. Suite à notre expérience dans une précédente étude, l’induction de la myocardite a été raffinée par l’utilisation d’une demi-dose de la solution d’immunisation, diminuant ainsi l’altération cardiaque et la mortalité, et se rapprochant de la majorité des patients myocardite à traiter. L’un des objectifs du projet est également de valider un mode d’injection moins invasif (sous cutanée). Différents point limites ont été définis afin de ne pas poursuivre l'étude si les animaux présentent des signes de souffrance ou de douleur. Plus précisément, l’ensemble des procédures auront lieu dans l’EU1, sauf l’imagerie IRM dans l’EU2. Le transport des animaux sera assuré dans une cage de transport dédiée, et nécessite moins de 5min de marche porte à porte par les souterrains de nos bâtiments (à température ambiante).
Choix des espèces
Le rat est l'espèce animale la plus utilisée dans ce modèle de myocardite expérimentale auto-immune et parmi les espèces animales, celle qui a été la plus étudiée dans le domaine des pathologies inflammatoires. L’anatomie et la physiologie de la circulation sanguine du rat sont également bien connues et sont semblables par leurs grands traits à celles de l’Homme. L’ensemble des connaissances et des acquis dont nous disposons au laboratoire et dans la littérature rend cette espèce particulièrement pertinente pour étudier les pathologies inflammatoires.