Macaques à longue queue
Valider l’engagement d’une cible par un traceur ou un compétiteur pour une cible à potentiel thérapeutique ou diagnostique par imagerie TEP.
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Réattribués à une nouvelle procédure après validation vétérinaire, dix macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque séance commence par une mise à jeun depuis la veille, se poursuit sous anesthésie continue avec trois cathéters posés, et comporte jusqu'à trente prélèvements sanguins, dans la limite de 15 % du volume circulant de l'animal. Le porteur reconnaît que des prélèvements trop répétés peuvent provoquer une anémie, et que l'hébergement individuel imposé le temps de la décroissance du radioisotope, jusqu'à 72 heures, constitue un stress. Il justifie le recours au macaque par la taille de ses veines, par la ressemblance de son cerveau avec celui de l'humain, et par le fait que ces études pharmacologiques ne sont "souvent pas autorisées chez l'homme".
Objectifs
Ce projet de recherche a pour objectif de vérifier si certaines molécules d’intérêt médical peuvent se fixer de manière fiable à une cible biologique précise, susceptible d’être utilisée en diagnostic ou en thérapie. Pour cela, nous utilisons une technique d’imagerie non invasive appelée tomographie par émission de positons (TEP), qui permet de suivre le comportement de ces molécules dans l’organisme vivant. La première question posée est de savoir si le radiotraceur utilisé se lie réellement à la cible visée, et si cette liaison est suffisamment spécifique et sélective. Autrement dit, il s’agit de vérifier que le signal observé correspond bien à la cible d’intérêt et non à d’autres structures biologiques. Cette étape est étudiée en administrant une molécule compétitrice connue, capable de prendre la place du radiotraceur. La deuxième question porte sur la reproductibilité des mesures, c’est-à-dire les différences de distribution du radiotraceur entre différents individus et également chez un même individu (test-retest). La troisième question concerne le devenir des molécules d’intérêt dans le sang et les tissus : sa répartition entre le sang total et le plasma, sa liaison aux protéines sanguines, sa stabilité dans le temps et sa distribution dans les organes. Enfin, la quatrième question vise à évaluer l’exposition globale de l’organisme au radiotraceur, un paramètre clé pour anticiper une utilisation future chez l’homme.
Bénéfices attendus
Les résultats de ce projet apporteront des résultats significatifs dans la compréhension des mécanismes biologiques impliqués dans certaines maladies, en particulier en ce qui concerne l’interaction entre des molécules d’intérêt médical et leurs cibles dans l’organisme. Ces connaissances contribueront à accélérer le développement de nouveaux outils diagnostiques et thérapeutiques. En définissant des critères clairs de sélection des molécules dès les premières étapes de la recherche, les résultats permettront de mieux orienter les efforts scientifiques vers les solutions les plus efficaces, tout en limitant le recours ultérieur à des études plus complexes et plus lourdes. Le projet produira également des données fiables sur la distribution des molécules dans le cerveau et dans l’ensemble du corps, informations essentielles pour comprendre leur mode d’action et leur devenir dans l’organisme. Ces résultats renforceront la qualité des évaluations pharmacologiques et faciliteront la comparaison entre différentes molécules candidates. À plus long terme, les données générées constitueront une base scientifique solide et réutilisable, pouvant servir à l’identification de biomarqueurs diagnostiques ou à la préparation d’évaluations thérapeutiques ciblant des pathologies spécifiques. Grâce à la forte proximité biologique du primate non humain avec l’être humain, les résultats obtenus permettront une meilleure transposition vers la clinique, augmentant les chances que les avancées issues de ce projet se traduisent en bénéfices concrets pour la santé humaine. L’optimisation des stratégies de recherche contribue aussi à une utilisation plus raisonnée des ressources expérimentales, au bénéfice d’autres espèces et de l’environnement.
Procédures
Avant l’imagerie les animaux sont mis à jeun depuis la veille au soir pour un examen d’imagerie réalisé le matin. Après l’induction de l’anesthésie, trois cathéters sont posés, l’un sert à administrer l’anesthésie de manière continue pendant l’imagerie, l’autre à administrer les ligands, et le troisième pour effectuer des prélèvements sanguins. Le volume sanguin total prélevé et le nombre de prélèvements (maximum 30) correspondra à moins de 15% du volume circulant de l’animal. L’hébergement individuel est limité à la durée de décroissance du radioisotope (min 4h, max 72h.
Impact sur les animaux
Chaque séance d’imagerie sur le PNH est un acte qui peut générer plusieurs nuisances ou effets indésirables : - L’anesthésie peut induire une hypothermie et perte de poids transitoire de l’animal : les animaux sont thermorégulés avec un suivi de la température corporelle. Au réveil, les animaux sont nourris avec quelques fruits ou légumes en plus de leur ratio de croquettes. - L’anesthésie peut induire une déshydratation de l’animal. - Des prélèvements sanguins trop répétés peuvent induire une anémie chez le PNH: le taux d’hémoglobuline est mesuré régulièrement et une période de repos est accordée aux animaux entre les examens. - L’hébergement temporaire en zone TEP lors de la décroissance est un stress pour l’animal : cette période est réduite à la période de décroissance réglementaire. - L’introduction des cathéters peuvent induire des hématomes et douleurs associées.
Devenir
A l’issue de la procédure, après validation par le vétérinaire, les primates non humains peuvent être attribués à une nouvelle procédure.
Remplacement
Avant toute utilisation d’animaux, les radiotraceurs font l’objet d’une stratégie de développement progressive visant à privilégier les méthodes de remplacement. Des approches in silico (modélisation numérique) sont d’abord mises en œuvre afin de sélectionner les candidats les plus pertinents. Ces candidats sont ensuite évalués par des méthodes in vitro (tests de liaison, de spécificité, de stabilité et de métabolisme sur systèmes cellulaires ou biochimiques) et, lorsque cela est possible, par des approches ex vivo. Ces étapes permettent un remplacement partiel de l’expérimentation animale et conduisent à l’élimination précoce des radiotraceurs ne répondant pas aux critères requis. La validation in vivo chez le rongeur constitue une étape intermédiaire indispensable pour étudier la biodistribution, la pharmacocinétique et le signal d’imagerie dans un organisme vivant. Toutefois, pour certains ligands à visée clinique, les données obtenues chez le rongeur ne permettent pas d’obtenir des résultats suffisants, notamment en raison de différences physiologiques, anatomiques et métaboliques limitant la transposabilité à l’homme. Dans ces situations spécifiques, l’évaluation chez le primate non humain devient nécessaire afin de se rapprocher au plus près des conditions cliniques humaines. À ce stade du développement, il n’existe pas d’alternative complète permettant de reproduire de manière intégrée l’ensemble des paramètres requis (biodistribution, métabolisme, cinétique du radiotraceur, passage de barrières biologiques et signal d’imagerie). Ces phénomènes ne peuvent pas être modélisés de façon fiable par des méthodes in silico, in vitro ou ex vivo seules. Seuls les radiotraceurs pour lesquels l’ensemble des approches alternatives et des modèles de rongeurs s’est révélé insuffisant sont testés chez le primate non humain, ce qui permet de limiter strictement le nombre d’animaux utilisés. L’imagerie TEP, méthode non invasive, autorise par ailleurs des études longitudinales chez un même animal, contribuant au raffinement des procédures et à la réduction globale de l’utilisation d’animaux.
Réduction
L’imagerie TEP est une technique d’imagerie peu invasive, ce qui permet de répéter l’examen chez le même animal, réduisant ainsi le nombre d’animaux. Les examens d’imagerie étant très bien tolérés par les animaux, nous faisons le choix de réduire le nombre d’animaux dans cette demande d’autorisation de projet et d’augmenter les répétitions. Si certaines informations sont déjà connues dans la littérature, ces expériences ne seront pas répétées.
Raffinement
L’examen se déroule sous anesthésie générale. Une assistance respiratoire est appliquée en cas d’arrêt respiratoire. Pendant l’examen, les paramètres physiologiques, tels que le rythme cardiaque, la pression artérielle et la fréquence respiratoire sont utilisés comme indicateurs pour adapter la profondeur de l’anesthésie. Avant chaque protocole, le taux d’hémoglobine est mesuré pour chaque primate non humain au début, et pendant toute la durée de la procédure. Pendant les examens, les animaux sont hydratés. Des points limites ont été identifié conduisant à l’arrêt de l’imagerie, suivi par le réveil, et une phase de récupération puis reprise normale du protocole ou prolongement période de repos.
Choix des espèces
Le primate non humain permet par sa taille d’effectuer des prélèvements sanguins simultanément à l’acquisition des images TEP, contrairement au rongeur. Ce projet utilise des jeune adulte d’au moins 5 ans pour assurer que : - le volume sanguin permette les prélèvements nécessaires, - la taille des veines/artères permette facilement la pose de cathéters. Chez l’homme, le prélèvement sanguin artériel demande une logistique hospitalière importante, et est difficile voire impossible à mettre en œuvre chez certains patients. L’utilisation du primate non humain se justifie par la ressemblance anatomique et fonctionnelle du cerveau par rapport à celui de l’homme. La taille et la structure du cerveau permettent des analyses anatomiques et fonctionnelles strictement comparables à celles réalisées dans les mêmes conditions chez les patients. L’utilisation du primate non humain se justifie par le fait que les études pharmacologiques ne sont souvent pas autorisées chez l’homme, car les pharmaceutiques utilisés dans ces études ne disposent pas toujours d’une autorisation de mise sur marché (AMM). Jeune adulte d’au moins 5 ans pour assurer que: - le volume sanguin permette les prélèvements nécessaires pour la mesure temporelle de la concentration sanguine du radioligand, - la taille des veines/artères permette facilement la pose de cathéters.
Détermination par imagerie de la cinétique de persistance nasale d’antiviraux administrés par spray nasal
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Mis à jeun, anesthésiés jusqu'à deux heures trente, aspergés d'un composé antiviral par spray nasal, douze macaques à longue queue subissent huit acquisitions d'imagerie par narine en deux heures, puis un prélèvement nasal et trois prises de sang, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Le projet mesure combien de temps le composé reste présent dans la cavité nasale, en vue d'un futur essai clinique chez l'humain. Le porteur écrit qu'aucun modèle in vitro ne reproduit les mouvements du mucus nasal, et que seuls les primates non humains offrent des résultats transposables. Après avis du vétérinaire, les douze animaux seront réattribués à une nouvelle procédure.
Objectifs
Les virus respiratoires représentent actuellement un enjeu majeur de santé publique, avec 3 virus principaux, le SARS-CoV-2, responsable de la COVID-19, le virus respiratoire syncytial ou VRS, responsable de la bronchiolite du nourrisson et enfin le virus de la grippe. Ces trois virus sont responsables chaque année de dizaines de milliers de décès et les estimations de leur impact économique dépassent le milliard d’euros en France pour 2024. Le SARS-CoV-2 et le virus de la grippe circulent très activement avec régulièrement de nouveaux variants laissant toujours la possibilité de l’apparition d’un nouveau pathogène viral très virulent. Notre approche vise à développer et caractériser des traitements antiviraux contre les virus respiratoires en ciblant la cavité nasale. Ces traitements antiviraux offrent un complément à la vaccination. Traiter la cavité nasale d’individus encontact avec des personnes infectées doit permettre de façon préventive de limiter la dissémination des virus respiratoires. Le problème majeur de cette approche est que les voies respiratoires possèdent un système naturel de « nettoyage » très efficace appelé clairance mucociliaire. Ce mécanisme permet d’éliminer rapidement le mucus et les particules qu’il contient afin de protéger les poumons. En effet, environ la moitié du mucus présent dans la cavité nasale est renouvelée en seulement 15 min. Pour pallier cette difficulté, nos collaborateurs ont développé des composés antiviraux capables de se fixer à un constituant majeur du mucus pour prolonger le temps pendant lequel ces composés antiviraux restent présents dans la cavité nasale. L’objectif principal de ce projet sera d’évaluer combien de temps ces composés antiviraux peuvent rester dans le nez à l’aide d’un modèle préclinique adapté.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de définir en combien de temps des composés antiviraux destinés à lutter contre certaines infections respiratoires humaines peuvent rester présents dans la cavité nasale. Grâce à des techniques d’imagerie peu invasives, ces résultats permettront de mieux déterminer l’intérêt de ces composés et d’évaluer leur potentiel pour un futur essai clinique chez l’être humain.
Procédures
Les animaux de ce projet seront soumis à aux interventions suivantes : - Anesthésie (3, durée 5 minutes à 150 minutes) - Administration du composé antiviral par un spray nasal (1, durée 5 minutes) Un suivi de la présence du composé antiviral dans les cavités nasales des animaux sera réalisé au cours des 2h suivant l’administration du composé grâce à un dispositif d’imagerie. 8 acquisitions d’imagerie seront réalisées par narine au cours de ces 2h permettant le suivi du composé antiviral dans le nez. Suite à la dernière acquisition, un prélèvement nasal sera effectué afin de déterminer la concentration finale du composé (1, durée 5 minutes). Des prises de sang seront également réalisée afin de contrôler la numération sanguine (3, durée 5 minutes).
Impact sur les animaux
Ce projet nécessitera l’anesthésie générale des animaux et de sessions d’imagerie au niveau nasal durant une période totale de 2h30 maximum. Cette anesthésie prolongée peut entraîner un léger stress pour l’animal accompagné d’une éventuelle douleur suite à l’injection de l’anesthésique et aux prélèvements sanguins. L’administration du composé antiviral sous forme de spray nasal ainsi que l’examen d’imagerie réalisé par voie nasale peuvent également provoquer une gêne (éternuements, irritation) au niveau du nez, mais celle-ci devrait être légère et de courte durée.
Devenir
Un unique examen d’imagerie, peu invasif sera réalisé sous anesthésie générale ; les animaux seront par conséquent réutilisés suite à cette procédure en accord avec le vétérinaire référent.
Remplacement
Le mécanisme naturel de nettoyage des voies respiratoires est dépendant de nombreux paramètres comme la présence de cellules spécialisées, la respiration, la température, et l’humidité mais surtout de la production et le déplacement du mucus. Il existe aujourd’hui des alternatives in vitro permettant de reproduire l’anatomie des voies respiratoires des humains et des animaux et de mimer certains aspects de la respiration. Cependant, à ce jour, aucun de ces modèles ne permet de reproduire ces mouvements de mucus qui se produisent naturellement dans la cavité nasale.
Réduction
12 animaux au total sont prévus dans ce projet, regroupés en deux groupes de 6 animaux qui seront comparés entre eux. L’analyse statistique est basée sur des groupes de 6 animaux afin de pouvoir évaluer les différences de répartition des deux composés antiviraux étudiés.
Raffinement
Les animaux seront systématiquement anesthésiés pour ce projet et leurs paramètres cliniques (fréquence cardiaque, taux d’oxygène, fréquence respiratoire, température) seront constamment suivis au cours des examens d’imagerie. Les animaux anesthésiés seront placés sur tapis chauffant tout au long de l’examen d’imagerie. Le suivi de la distribution du composé antiviral est réalisé par imagerie, qui se substitue à des prélèvements répétées. Des points limites associés aux paramètres suivis ont également été définis pour permettre un arrêt de la procédure le cas échéant.
Choix des espèces
Seuls les primates non humains (comme les macaques cynomolgus) présentent des caractéristiques anatomiques, physiologiques, métaboliques et immunologiques suffisamment proches de l’être humain au niveau des voies respiratoires pour obtenir des résultats transposables à l’être humain avant la mise en place d’essais cliniques. De plus les macaques cynomolgus reproduisent les pathologies liées aux infections par les virus respiratoires (SARS-CoV-2, grippe, VRS) ciblés par les composés antiviraux de ce projet. Les animaux utilisés seront au stade de développement adulte car ils ont une anatomie et un système immunitaire matures.
Étude la biodistribution de 3 vecteurs de thérapie génique (AAV9) destinés à réduire la progression de la maladie de Huntington après administration intracérébroventriculaire.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Une injection dans le cerveau sous anesthésie, une heure d'intervention, puis vingt-neuf jours avant la mise à mort, neuf macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Trois vecteurs de thérapie génique contre la maladie de Huntington sont testés, à raison de trois animaux par vecteur, l'enjeu déclaré étant de déterminer lequel atteint le mieux sa cible dans le cerveau. Le porteur indique que l'administration intracérébrale peut provoquer un saignement dans le cerveau et des troubles de la locomotion, et les neuf animaux sont tués à l'issue pour prélever leurs organes. Il justifie l'emploi de jeunes adultes par la volonté d'écarter les anomalies liées au vieillissement, et écrit que les similitudes entre cerveaux de macaques et cerveaux humains rendent cet emploi "indispensable".
Objectifs
L’objectif de ce projet est de caractériser le suivi dans le corps de candidats médicaments innovants développés pour le traitement de la maladie d’Huntington après administration dans le cerveau. Huntington est une maladie qui affecte les fonctions motrices et entraine une détérioration physique et mentale chez l'Homme. Il n'existe actuellement aucun traitement sur le marché permettant de la soigner, de retarder son apparition ou de ralentir sa progression. Les candidats médicaments testés visent à corriger la cause sous-jacente de la maladie et non traiter ses symptômes. Cette étude permettra de sélectionner le médicament qui atteignera le mieux sa cible après administration.
Bénéfices attendus
En cas de succès, l’administration unique de ce médicament, au plus proche de sa cible (directement dans le cerveau) permettra d’induire un ralentissement significatif de la progression de la maladie.
Procédures
Après plus de trois semaines d’acclimatation et d’habitation, les 9 animaux inclus dans le projet recevront une injection du candidat médicament dans le cerveau sous anesthésie et analgésie (après mise à jeun inférieure à 16h). L’intervention durera environ 1h. Des prélèvements de sang seront réalisés avant et après administration sur animal vigile (3 prélèvements sanguins par animal seront réalisés sur une période de 29 jours). Le temps de contention nécessaire à la réalisation de ces prélèvements est compris entre 3 et 5 minutes. Le suivi des paramètres physiologiques (poids, température corporelle) tout au long du projet nécessitera une contention d’environ 5 minutes. Une pesée par semaine par animal sera réalisée. La température corporelle sera mesurée 1x/jour 3 jours avant administration, 2x/jour le jour de l’administration et 1x/jour durant 3 jours après l’administration. Le projet prendra fin 29 jours après l’administration du candidat médicament et les 9 animaux impliqués seront mis à mort sous anesthésie afin de récolter leurs organes.
Impact sur les animaux
L’administration dans le cerveau pourra provoquer une douleur modérée avec des risques neurologiques (saignement dans le cerveau, trouble de la locomotion…) et/ou l'apparition de réactions locales au niveau de la plaie chirurgicale (du type hématome, gonflement, saignement léger, infection par exemple). Durant les administrations, les animaux seront anesthésiés, ce qui pourra engendrer un stress ou une sensation d’inconfort lié à la mise à jeun (inférieure à 16h), à la procédure d’induction (contention, administration, perte de conscience…) ou lié au réveil de l’animal (risque de vomissement, perte d’équilibre…). Les prélèvements de sang pourront provoquer un stress léger, une douleur légère et/ou l’apparition de réactions locales (du type hématome léger). Les pesées et les mesures de température rectale peuvent également engendrer un stress léger chez les animaux.
Devenir
Les 9 animaux utilisés dans le cadre de ce projet seront mis à mort à la fin de la procédure afin de récolter leurs organes pour déterminer la biodistribution des candidats médicaments testés.
Remplacement
Les études permettant de déterminer le suivi des candidats médicaments dans le corps sont indispensables au développement de nouvelles thérapies. En effet, celles-ci permettent de déterminer sa localisation dans les différents tissus après administration. Cette étude dépend d’un grand nombre de facteurs qui interagissent en temps réel dans un organisme vivant et complexe (ex : échanges entre les tissus, barrières biologiques…). Seul un organisme complet, où tous les organes sont en interaction constante permet de répondre aux objectifs scientifiques du projet. Ceci ne pourrait être obtenu en culture cellulaire et justifie le recours à des animaux.
Réduction
9 primates répartis en 3 groupes seront utilisés dans ce projet. 3 médicaments seront testées, chacun sur 3 animaux. 3 animaux seront utilisés par groupes car, en plus de pouvoir détecter une tendance dans le groupe, ce nombre permet de déceler toute valeur extrême, ce qui est un paramètre critique pour l’interprétation des résultats scientifiques du projet. Cette étude n’étant pas règlementaire, elle ne nécessite pas de réaliser des tests statistiques sur de grandes cohortes d’animaux.
Raffinement
Un programme d'enrichissement complet sera mis en place au sein de l'animalerie comprenant des enrichissements structuraux permettant aux primates d'évoluer dans un environnement tridimensionnel, de la litière pour leur permettre de fourrager, des jouets variés faisant l'objet d'une rotation une fois par semaine pour éviter que les animaux ne se lassent, des friandises et des fruits et légumes frais distribués quotidiennement (cachés dans la litière ou dans des jouets distributeurs). De la musique d'ambiance/des documentaires/dessins animés seront diffusés pendant la journée à un volume raisonnable dans le but de réduire le stress en couvrant le bruit causé par les activités du personnel dans les salles adjacentes et en habituant les animaux à la voix humaine. Une période d'acclimatation de plus de 3 semaines sera mise en place avant le début de l’étude incluant un programme d'habituation à l'Homme et de conditionnement aux actes techniques associés à du renforcement positif. Elle permettra de réduire le stress des animaux lié aux manipulations (prise de température rectale, pesée, prises de sang). Les animaux seront suivis individuellement et bi-quotidiennement tout au long de l’étude pour détecter tout signe de stress ou de douleur. Un suivi spécifique neurologique sera également mis en place. Pour limiter le stress et l’ennui lié aux actes techniques, le personnel veillera à interagir avec les animaux en gardant une interaction quotidienne avec chaque animal. L'administration des médicaments dans le cerveau sera réalisée sous anesthésie et anti-douleurs. Des antibiotiques et des anti-inflammatoires seront également utilisés pour le confort des animaux. Les prélèvements sanguins seront réalisés sur animal vigile afin d’éviter les modifications physiologiques de l’animal et le stress, engendrés par une anesthésie, ainsi qu’un risque plus important pour l’animal que la procédure elle-même. Des points limites seront mis en place afin de détecter précocement tout signe de stress ou de douleur. En cas d’atteinte d’un de ces points, l’animal concerné sera pris en charge selon les recommandations du vétérinaire. L’arrêt du protocole sera envisagé si l’état de l’animal se dégrade (sous la responsabilité du vétérinaire).
Choix des espèces
Les primates constituent un modèle animal de référence pour déterminer le suivi de candidats médicaments dans le système nerveux avant les essais cliniques chez l’Homme. En effet, il est admis que les primates présentent de nombreuses similitudes avec l’Homme que l'on ne retrouve pas dans d'autres modèles animaux, par exemple une grande homologie d'ADN, de grandes similitudes entre les cerveaux de primates et les cerveaux humains contrairement aux cerveaux de rongeurs. Cette espèce apporte donc les meilleures données transposables à l’Homme. L’ensemble de ces similitudes avec l’Homme rend son emploi indispensable pour répondre aux objectifs scientifiques de ce projet. De jeunes animaux seront utilisés dans ce projet. Dans la littérature, certaines études montrent que les animaux matures (>4ans) sont statistiquement plus sujet aux anomalies liées au vieillissement pouvant affecter le système nerveux, ce qui pourrait interférer avec les résultats scientifiques de l’étude et la qualité des échantillons prélevés. Leur organisme a atteint la maturité mais ne subit pas encore les variations liées au vieillissement. Il est donc préférable d’écarter au maximum ce biais lié à l’âge.
Etudes de toxicologie, tolérance locale, pharmacocinétique et pharmacologie chez le macaque cynomolgus
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Cent-dix études réglementaires en trois ans, exigées avant tout essai clinique ou toute mise sur le marché : 2 000 macaques à longue queue vont être utilisés, 1 568 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 432 en gravité légère. Ils reçoivent des produits par voie orale ou par injection, parfois placés jusqu'à deux heures sur une chaise de contention, isolés en cage individuelle jusqu'à 72 heures pour la collecte d'urine, équipés d'un gilet portant une pompe, d'électrodes, de cathéters permanents ou d'implants de télémétrie posés sous anesthésie. La plupart sont tués pour l'examen des organes exigé par la réglementation, 150 sont réutilisés dans d'autres études, six retournent en élevage et trois sont placés. Le porteur rappelle que la réglementation réserve les primates aux pathologies humaines invalidantes ou mortelles et aux cas sans autre espèce possible, tout en couvrant par ce seul projet médicaments et dispositifs médicaux de commanditaires variés.
Objectifs
L’objectif de ce projet est la réalisation des études réglementaires de toxicologie générale ou de pharmacologie de sécurité ou de tolérance locale ou des études préliminaires (recherche de doses, dose maximale tolérée, étude de pharmacocinétique, pharmacologie et pharmacodynamie) ou des études d’immunogénicité chez le primate non humain. Ces études consistent en l’administration unique ou répétée du produit à tester (médicament ou dispositif médical) suivie par des observations régulières des animaux, pesées corporelles, suivi de la consommation alimentaire, examen ophtalmologique, évaluation des effets sur la tolérance locale (si applicable), évaluation des effets sur les paramètres sanguins ou urinaires, évaluation des effets neurocomportementaux ou sur les fonctions respiratoires, cardiovasculaires et immunologiques, analyse macroscopique et/ou histopathologique, évaluation de la pharmacocinétique et pharmacodynamie du produit. Ces études permettront d’accéder aux essais cliniques afin de confirmer la sécurité et l’efficacité du produit chez l’Homme avant sa mise sur le marché ou d’obtenir l’autorisation de mise sur le marché (dispositif médical). Le nombre d’études pouvant être réalisées au total sur ce projet est de 110 sur 3 ans.
Bénéfices attendus
Les études de toxicologie générale ou de pharmacologie de sécurité ou de tolérance locale sont réglementairement requises par les lignes directrices Européennes et Internationales et représentent une étape essentielle avant de réaliser des essais cliniques sur un médicament humain (sur des volontaires sains à court terme et sur les patients à moyen et long terme), ou pour l’obtention d’une autorisation de mise sur le marché pour les dispositifs médicaux. Elles visent à définir le profil de toxicité ou de tolérabilité des produits à tester et donc rendre les essais cliniques plus sûrs pour les patients ou volontaires participant à l'essai. Elles permettent aussi de définir la dose qui sera testée (avec une marge de sécurité) pour la première administration à l’Homme. Ce projet permettra donc d’avancer dans le développement des solutions thérapeutiques, prophylactiques (préventives) ou diagnostiques innovantes pour le traitement de certaines maladies chez l’Homme.
Procédures
Les animaux pourront être soumis à des prélèvements sanguins, sur animal vigile, en accord avec les recommandations du comité d’éthique et de la structure du bien-être animal. Des récoltes d’urines et de fécès pourront être réalisées en plaçant les animaux dans des cages spécifiques. Les animaux recevront les produits à tester par différentes voies, orale ou injections, avec si nécessaire mise sur siège à contention pour des administrations intraveineuses lentes ou des voies orales sur animaux matures. Les animaux pourront être équipés d’un gilet contenant une pompe ou avec des capteurs pour enregistrer les paramètres ECG. Les animaux pourront être anesthésiés pour tout acte nécessitant une immobilisation de l’animal pour une durée limitée à quelques minutes, comme les examens ophtalmologiques ou les examens physiques détaillés. Pour des examens plus longs ou pour des prélèvements (tels que la moelle ossseuse, liquide céphalorachidien ou biopsies diverses) ou pour des chirurgies telles que les implantations de cathéter ou d’implant de télémétrie, l’anesthésie sera plus longue et plus profonde avec un protocole adapté. Le nombre d’anesthésies et de prélèvements sera réduit au maximum de ce qui est nécessaire pour diminuer au maximum l’inconfort des animaux. Les animaux pourront être isolés pendant 24h en post-opératoire des chirurgies de cathétérisme intrathécal pour éviter que les congénères touchent la plaie et qu'on ait des infections. - La fréquence de ces administrations varie en fonction du produit (par exemple 1 fois par jour, 1 fois par semaine) - La durée des administrations est généralement rapide quelques secondes à quelques minutes pour les voies orale et administrations, sous-cutanée, intraveineuse ou intramusculaire. Les administrations par perfusion continue peuvent durer de plusieurs heures par jour ou être en continu. - Des prélèvements seront réalisés pour évaluer les effets sur les paramètres sanguins et urinaires ; généralement 2 à 4 fois par étude. L'évaluation de la pharmacocinétique/pharmacodynamique et mesure des biomarqueurs dans le sang sont réalisés plusieurs fois par étude (généralement 2 à 6 occasions). - Le nombre et la durée des interventions sont adaptés en fonction de l'utilisation clinique, de la durée d'étude, de la cinétique d'exposition, des effets attendus et sont définis dans le plan d'étude.
Impact sur les animaux
Les nuisances pour les animaux peuvent être les suivantes : - Stress, inconfort ou douleur brève, n’excédant pas quelques minutes, lors des procédures d’administration et de prélèvement de sang. Dans le cas d’administration intraveineuse lente la procédure d’administration peut être plus longue (maximum 2h) avec placement de l’animal en chaise à contention. Pour des prélèvements sanguins, l’animal peut être isolé (maximum 1h) dans un compartiment individuel. - Hébergement dans une cage individuelle pour collecte d’urines pendant 72h maximum - Anesthésie de quelques minutes et réveil d’anesthésie avec éventuellement désorientation/perte d’équilibre ou hypothermie lors des examens physiques détaillés ou des examens ophtalmologiques ou tout autre acte nécessitant une sédation légère. - Anesthésie et douleur légère à modérée en post-opératoire (quelques jours) pour la pose des cathéters ou d’implants de capteurs collectant des données physiologiques. - Stress, inconfort lié au port d’un gilet avec une pompe pour les animaux implantés avec un cathéter en permanence depuis la chirurgie jusqu’à la fin de période de traitement. - Stress, inconfort lors de la mise en place d’électrodes ou d’un brassard avec mise en siège à contention pour une évaluation des fonctions vitales telles que ECG ou pression artérielle, pour une durée maximale telle que décrite pour les administrations. - Pour des cas exceptionnels, stress, inconfort lié à la mise à jeun avec isolement dans un compartiment individuel pour une durée maximum de 16h pour recueil d’urines/feces. - Modification ponctuelle et de courte durée du cycle nycthémèral lorsque des actes d’études (prise de sang pour de la bioanalyse, par exemple) devant se faire pendant la période nocturne. - Effets toxicologiques ou pharmacologiques ou effets locaux (sites d’administration) légers à modérés dus à l’administration des médicaments à tester (perte de poids, léthargie, excitation, baisse de la consommation de nourriture, tremblements, irritation ou inflammation locale au site d’administration…).
Devenir
En accord avec le plan d’étude utilisé les animaux pourrons être 1) euthanasiés en fin d’expérimentation en vue d’examens et de prélèvements d’organes ou tissus (examens macroscopiques et/ou microscopiques) tels que requis par la réglementation pour la détermination des organes cibles ; 2) gardés en vie et retourner en zone d’hébergement hors étude suite à l’avis du vétérinaire avec l’évaluation de la gravité réelle des procédures subies ; 3) replacés en accord avec la structure en charge du bien-être animal et les vétérinaires ; 4) hébergés en attente d’inclusion en étude, conditionnée par un examen vétérinaire favorable.
Remplacement
Actuellement, il n’existe pas encore d’alternatives à l’utilisation d’animaux pour évaluer la toxicité de substances dans leur globalité sur un corps entier avec une connectitivé de tous les organes et tissus. Pour le moment, les approches alternatives (NAMs) ne permettent pas elles seules de déterminer la toxicité de substances suite à une expoxition systémique. Dans ces études, un relevé des signes cliniques et des paramètres sanguins des animaux est requis, ainsi qu’une évaluation macroscopique et microscopique des organes nécessitant d’avoir accès à l’animal dans son entièreté, pour évaluer l’ensemble des paramètres demandés par les lignes directrices.
Réduction
Le nombre d’animaux pour les études réglementaires est défini dans les lignes directrices internationales applicables (notamment ICH) et adapté en fonction du nombre de doses testées, du nombre de produits testés et de la présence ou non d’une période de réversibilité. Pour les études préliminaires, le nombre d’animaux par lot est établi au plus juste afin d’obtenir des résultats exploitables et en tenant compte des objectifs de l’étude, du nombre de doses testées et du nombre de produits ; il est précisé dans le plan d’étude. Le plan d’étude est évalué par le comité d’éthique avant le démarrage de l’étude. Dans la mesure du possible, notamment pour les études préliminaires, il n’est pas nécessaire d’avoir un lot contrôle puisque l’on dispose de données prétest ou de données historiques relevantes pour les interprétations. Le développement d’études avec un Virtual Control Groupe (basé sur une banque de données des paramètres principaux de toxicologie obtenue à partir d’études avec le même design et sur le même modèle animal) permettra de limiter également l’utilisation d’animaux contrôles, y compris dans les études réglementaires. Dans les études de télémétrie, le design est en carré latin, l'animal est son propre contrôle et recoit chaque dose produit à tester tour à tour. Ce type de design permet de réduire le nombre d'animaux utilisés. Dès que cela est possible, les paramètres de pharmacologie de sécurité sont évalués dans les études de toxicologie ce qui évite la réalisation d'études de pharmacologie de sécurité standalone et réduit le nombre d’animaux utilisés. Lors que cela est possible, les animaux contrôles réverses peuvent retourner en stock au sein de l’établissement utilisateur, après accord vétérinaire. Lorsqu’aucun effet du genre de l’animal n’est attendu, un seul sexe pourra être utilisé dans l’étude.
Raffinement
Pour améliorer leur bien-être, les animaux seront hébergés en groupes sociaux dans la mesure du possible et auront au moins 15 jours d’acclimatation dans la salle d’étude avant la première administration. Pour limiter le stress des animaux, des séances d'habituation au transfert en compartiment de procédure seront réalisées avec la distribution de récompenses. Les animaux bénéficient également de divers enrichissements tels que des jouets (en rotation sur la semaine), des bâtonnets de bois à ronger, des graines de tournesol/raisins secs, des tunnels en carton et de fruits et légumes en plus de l’alimentation classique. L’hébergement en volière sera privilégié (au moins pour les primates juvéniles) car il comporte des tubes en PVC, des perchoirs, des barrières visuelles et des balançoires. La musique sera présente dans l’ensemble des hébergements. Des récompenses alimentaires seront distribuées après les actes contraignants. Les animaux seront progressivement habitués aux administrations orales, au placement sur siège lors d'administration IV longue, ... Les techniques engendrant le moins de stress ou d’inconfort sur une durée la plus courte possible pour l’animal seront privilégiées. Les actes pouvant engendrer du stress ou de l’inconfort seront réduits au minimum nécessaire (nombre et durée) et seront réalisés sous anesthésie avec un protocole analgésique adapté le cas échéant. Les animaux sont observés au moins 1 fois par jour (incluant le week-end) afin de permettre la détection rapide de signes cliniques et d’agir au plus vite pour limiter toute souffrance ou douleur inutile. En cas de signes cliniques ayant des répercussions sur le bien-être animal, des mesures rapides et appropriées seront prises par le vétérinaire (mise en place d’un traitement médical, interruption des administrations, réduction de la dose testée par exemple). Pour les études préliminaires de recherche de doses, le choix de la dose ultérieure est raffiné et adapté en fonction des effets cliniques observés à la dose précédente, sous supervision éthique. Les procédures chirurgicales seront réalisées sous anesthésie avec un protocole d’analgésie adapté (cf section anesthésie/analgésie de chaque procédure). Pour les candidats médicaments biologiques, un prétraitement pourra être réalisé avec des anti-histaminiques ou corticoïdes pour limiter le risque de réaction immunogène.
Choix des espèces
L’utilisation du primate non humain se justifie d’un point de vue réglementaire car c’est une des espèces non-rongeurs acceptée pour la réalisation d’études précliniques. Le choix du primate non humain est basé sur la réglementation qui réserve l’utilisation de primates non humains aux études précliniques sur des candidats médicaments destinés à traiter des pathologies humaines invalidantes ou mortelles et sous réserve qu’il existe des éléments scientifiques indiquant que la finalité de la procédure ne peut pas être atteinte en utilisant d’autres espèces. Ces données scientifiques peuvent être des données pharmacocinétiques, de métabolisme et de pharmacodynamie et/ou des analogies entre l'Homme et l'animal. L’âge des animaux sera déterminé en fonction du type d’étude et de la population ou des animaux cibles du produit, cela peut varier de l’âge juvénile jusqu’à l’âge adulte, correspondant à la maturité sexuelle. Ce choix est fait en prenant en considération l’ensemble des études réglementaires précliniques qui pourraient être nécessaires pour les essais cliniques chez l’Homme et l’autorisation de mise sur le marché d’un nouveau médicament.
Corticogénèse cérébrale du primate
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système nerveux
Réutilisées d'une gestation à l'autre, 42 femelles macaques de cette colonie enchaînent jusqu'à six césariennes chacune, à raison d'une tous les onze à quinze mois. 59 macaques à longue queue sont comptabilisés au total, quinze opérés sous anesthésie et tués avant tout réveil, 44 soumis à des procédures d'un niveau de souffrance modéré, deux rendus à l'élevage. Les fœtus, 75 en tout, sont tués pour prélever leur cerveau et étudier la formation du cortex. Ceux de moins de 105 jours de gestation ne sont pas comptés dans les effectifs du projet, ce que le porteur justifie par leur utilisation avant le dernier tiers du développement.
Objectifs
Nous avons pour but de caractériser les mécanismes biologiques qui contrôlent la mise en place les caractéristiques structurelles uniques du cerveau humain. La compréhension de ces processus biologiques fondamentaux est un pré-requis pour progresser dans l'étiologie des pathologies neuro-développementales qui sont à l'origine de troubles invalidants (épilepsie, autisme, schizophrénie, etc). Le matériel histologique humain prénatal est rare et la préservation des tissus souvent non optimale, rendant l'interprétation des résultats difficile. Le singe représente un maillon préclinique incontournable. Des travaux récents ont en effet montré que certains mécanismes gouvernant le développement du cerveau sont communs au singe et à l’homme.
Bénéfices attendus
Le bénéfice est de permettre d’avancer dans la compréhension du développement du cortex cérébral de l’homme. Notre projet constitue une étape incontournable pour faire avancer la recherche clinique sur les pathologies neurodéveloppementales chez l’homme.
Procédures
Les femelles auront plusieurs anesthésies générales pour les échographies et les césariennes. Les femelles participeront à un maximum de 6 césariennes selon l’avis de notre vétérinaire référente. En moyenne une femelle subit une césarienne tous les 11 à 15 mois
Impact sur les animaux
L'anesthésie générale provoquera en elle-même un inconfort au réveil avec d'éventuelles nausées. La césarienne pourra susciter des douleurs post-opératoires pendant le temps de la cicatrisation, normalement maitrisé par l'administration d'analgésique et un suivi rapproché par les expérimentateurs et les zootechniciens.
Devenir
Nous avons une colonie de reproduction de Macaques cynomolgus composée d’environ 44 femelles pubères âgées de 4 à 8 ans et 4 mâles qui nous permettront d'obtenir 75 embryons (mis à mort pour recuperer leur cerveau), 45 (9/an) utilisés pour l'étude des précurseurs de la corticogénèse à différents stades embryonnaires (de E35 à E120) et 30 (6/an) utilisés pour des analyses génétiques (sc RNA-Seq, miRNA-Seq). A la fin de la procédure, les animaux pourront être réutilisés pour d’autres procédures ou placés dans des structures d’accueil appropriées.
Remplacement
Le macaque cynomolgus possède un cortex cérébral gyrencéphalique dont l’organisation anatomique et l’ontogénèse présentent des similitudes importantes avec le cortex humain, contrairement à d’autres espèces de primates (marmoset, microcèbe). Le génome du macaque est bien décrit et des atlas neuroanatomiques et d’expression de gènes sont disponibles pour cette espèce. La corticogénèse du macaque est bien caractérisée et a des caractéristiques communes avec le développement du cortex cérébral humain, notamment en ce qui concerne l’organisation des zones germinales. Le macaque constitue donc un modèle de prédilection pour étudier les mécanismes de spécification des aires corticales et les mécanismes développementaux responsables de la mise en place de la connectivité des aires corticales.
Réduction
Les femelles pourront être utilisées pour des gestations successives sauf avis contraire du vétérinaire. En moyenne une femelle subit une césarienne tous les 11 à 15 mois (estimations statistiques réalisées sur une vingtaine d'années). Nous utilisons des tranches organotypiques de cerveaux embryonnaires que nous maintenons en culture pendant 8 à 15 jours pour des observations de la prolifération et de la migration en cinétique videomicroscopique. Afin de minimiser le nombre d’embryons nous avons fait réaliser sur mesure une platine d'observation du microscope biphotonique nous permettant de doubler le nombre de tranches organotypiques observées (48 tranches) ce qui permet de réduire le nombre d’embryons utilisés d'un tiers. Nous menons en parallèle des recherches sur les capacités de différenciation neuronale des cellules souches pluripotentes (cellules souches embryonnaires et cellules souches pluripotentes induites) de primate ce qui permet d'étudier certains aspects de la différentiation des neurones du cortex de primate, ce qui permet de ne pas avoir recours à des tranches organotypiques issues de fœtus.
Raffinement
Nous entrainons les animaux à coopérer (conditionnement par renforcement positif) pour certaines procédures de manière à diminuer le stress de l’animal (déplacement en cage de transfert pour mise au mâle ou changement de volière) et pour des actes non invasifs et non douloureux comme les échographies de contrôle de manière à éviter le recours à l’anesthésie. Actuellement un tiers des femelles sont suffisamment conditionnées pour réaliser cet acte en vigile. Les femelles subissent une anesthesie générale pour la réalisation des césariennes et une fiche de suivi après la chirurgie nous permet d’évaluer en fonction de critères spécifiques les signes indicateurs de gêne ou de souffrance et d'adapter le traitement antalgique si nécessaire.
Choix des espèces
Nos travaux sur la corticogénèse chez le primate non-humains nécessite un accès à des embryons d'âge précis. Les techniques de substitution (organoïdes cérébraux) ne peuvent remplacer le tissu vivant pour l’analyse des mécanismes cellulaires et moléculaires qui opèrent in vivo. En effet, les organoïdes obtenus in vitro permettent d’obtenir un échantillon de tissu cérébral sans identité régionale particulière, déconnecté de son environnement physiologique (par ex structures sous corticales, tronc cérébral) et maintenu dans des conditions artificielles qui induisent un stress cellulaire important. Ceci conduit à des anomalies de l’identité des progéniteurs corticaux et de leur différenciation dans les organoïdes. De plus, l’expression des gènes dans les organoïdes cérébraux varie en fonction de la composition du milieu et des conditions de culture, conduisant à des résultats qui ne reflètent pas la situation in vivo. Animaux matures: Femelles de plus de 4 ans et mâles de plus de 5 ans. Les mâles sont utilisés uniquement comme reproducteurs lors des reproductions naturelles et ils ne sont pas comptabilisés dans les animaux utilisés. Fœtus âgés de 35 à 130 jours embryonnaires (durée gestation 165 jours). Comme indiqué en 3.4.10, les fœtus âgés de 105 jours et moins (dans les deux premiers tiers de gestation) ne sont pas comptabilisés dans le nombre d'animaux car ils sont utilisés avant le dernier tiers de leur développement. Nous projetons d’étudier 15 fœtus âgés de plus de 105 jours (dans le dernier tiers de gestation) pour les analyses moléculaires in situ.
Prélèvement de fluides biologiques pour la recherche et développement in vitro, la sélection d’animaux ou la fourniture de produits biologiques
- Production de routine
- Tests réglementaires
Macaques à longue queue : 50
50 macaques à longue queue et 30 ouistitis vont être utilisés dans des procédures classées en souffrance légère, prélèvements de sang répétés et prélèvements de sperme par stimulation de la prostate sous anesthésie, d'une durée de trente minutes, renouvelables après trois jours de repos. Le porteur reconnaît que cette stimulation peut provoquer une douleur du pénis, une douleur ou un saignement recto-anal et une infection urinaire. Après trois échecs consécutifs, un mois de repos précède de nouvelles tentatives. Aucun n'est tué au titre de ce projet, tous étant transférés vers d'autres établissements ou d'autres expériences, l'établissement présentant ces prélèvements comme une manière de "limiter l'utilisation directe" des primates et de suivre les principes de "réduction et de raffinement".
Objectifs
La proximité des primates non humains avec l’espèce humaine en fait des modèles animaux particulièrement valables pour reproduire des pathologies humaines. Ce projet vise à limiter l’utilisation directe des primates non-humains aux seules applications scientifiquement pertinentes et à promouvoir autant que possible la recherche sur leurs produits dérivés. Ce projet décrit donc deux types de prélèvements : prélèvement sanguin et prélèvement de sperme. Ce projet a deux objectifs principaux : 1- Prélever des échantillons biologiques (sang, sperme) afin de valider la pertinence scientifique des primates non-humains ou de sélectionner des individus particuliers sur la base d’analyses sanguines ou de spermogrammes pour confirmer la maturité sexuelle. Ces étapes peuvent être prérequises avant de réaliser des études sur les animaux, en particulier les études réglementaires d’efficacité et de sécurité de médicaments. Cela permet de limiter l’utilisation directe d’animaux en expérimentation, avec des procédures légères et peu douloureuses, et ainsi de suivre les principes de réduction et de raffinement en expérimentation animale. 2- Prélever des échantillons biologiques (sang, sperme) pour fournir ces produits à la communauté scientifique, pour des tests in vitro, des cultures cellulaires, etc. à partir des composants du sang, pour de la recherche fondamentale ou appliquée.
Bénéfices attendus
Ce projet contribuera au développement et à la validation de méthodes analytiques, à l’identification de biomarqueurs et aux tests in vitro préalables aux études précliniques permettant le développement de nouveau médicament, avec l’objectif de réduire l'utilisation de primates non humains. Ce projet contribue également à l'évaluation de l'impact d'un candidat-médicament sur les principales fonctions biologiques, notamment sur la fertilité masculine. Pour cela, il est important de s’assurer que les animaux inclus dans ces études ont bien atteints la maturité sexuelle afin que les résultats obtenus soient fiables et transposables chez l’homme.
Procédures
Les animaux seront soumis à des prélèvements sanguins, sous sédation ou vigile. Le prélèvement sanguin prend habituellement 2 minutes et ne doit pas excéder 5 minutes. Tant que l'état clinique et l'état de bien-être de l'animal le permettent, celui-ci peut être prélevé en respectant les recommandations éthiques de fréquence et de volume. Les animaux seront soumis à un prélèvement de sperme par stimulation de la prostate sous anesthésie. Cette procédure dure environ 30 minutes et pourra être répétée après au moins 3 jours de repos. Si après 3 essais successifs, aucun échantillon de sperme n’a été obtenu, un repos d'un mois est respecté avant de réaliser de nouveaux prélèvements de sperme.
Impact sur les animaux
La manipulation et la contention des animaux peut induire un stress. Pour les procédures réalisées sous anesthésie, les nuisances possibles sont une douleur liée à l’introduction d’une aiguille pour l’injection d’anesthésiant, une hypothermie et un trouble cardiorespiratoire lors du réveil. Les prélèvements sanguins peuvent induire une douleur lors de l’introduction de l’aiguille pour la ponction sanguine, un saignement persistant, l’apparition d’un hématome ou d’une fistule artérioveineuse. Les prélèvements de sperme peuvent induire une douleur du pénis due à la stimulation externe, une douleur ou un saignement recto-anal ou une infection urinaire liés à la stimulation de la prostate.
Devenir
Les prélèvements biologiques ne compromettent pas la réutilisation ou l'utilisation continue dans un autre établissement utilisateur. Chaque animal fait l'objet d'une évaluation clinique et de son état de bien-être avant d'être transféré vers un autre établissement.
Remplacement
Afin de répondre aux objectifs de ce projet, le recours à l’expérimentation animale est nécessaire car il s’agit de vérifier que les animaux vivants ont bien les caractéristiques physiologiques permettant leur inclusion dans une étude pré-clinique. D’autre part, il n’existe pas à l’heure actuelle de méthode alternative permettant de modéliser les produits sanguins de primates non humains.
Réduction
Pour une demande d'un volume défini, nous faisons en sorte de prélever le minimum d'animaux possible tout en respectant les bonnes pratiques de volumes/fréquences de prélèvements sanguins en fonction du poids des animaux. Pour les prélèvements de sperme, seuls les macaques mâles d’âge suffisant et dont les testicules sont suffisamment développés sont inclus dans le projet.
Raffinement
Pour limiter le stress et la légère douleur de la ponction, les animaux peuvent être prélevés sous sédation. Des systèmes de contention adaptés sont développés pour limiter les manipulations directes et la contention manuelle des animaux vigiles. En cas de prélèvement vigile, l'animal reçoit des friandises en récompense pendant et après le prélèvement. Les volumes prélevés/administrés respectent les bonnes pratiques éthiques. Le prélèvement de sperme par électrostimulation rectale est réalisé sous anesthésie légère, pour réduire l’inconfort et le stress. Si animal voit son état de santé se dégrader, indépendamment ou non des procédures, il est immédiatement exclu des procédures de prélèvements et un traitement adéquat est mis en place sous la responsabilité d’un vétérinaire.
Choix des espèces
La proximité des primates non humains avec l’espèce humaine fait de ces espèces des modèles animaux pertinents en recherche biomédicale. Le macaque cynomolgus et le ouistiti commun sont deux espèces particulièrement utilisées dans le développement de nouveaux candidat-médicaments (études précliniques réglementaires) ou dans la recherche fondamentale. La recherche et développement sur leurs produits dérivés sont étroitement liés à ces besoins. Nous répondons à la demande des expérimentateurs demandeurs qui évaluent et justifient la pertinence de l’espèce animale sur laquelle ils travaillent in vitro, ou les expérimentateurs demandeurs qui souhaitent évaluer la pertinence des primates non humains par rapport à d’autres espèces animales, ou sélectionner spécifiquement certains individus avant toute étude in vivo. Prélèvement sanguin : animaux juvéniles (macaques : minimum 20 mois, ouistitis : minimum 10 mois) ou adultes, correspondant à l’âge d’inclusion en étude préclinique. Prélèvement de sperme : macaques subadultes de minimum 36 mois ou adultes, pour évaluer l’état de maturité sexuelle.
Etude de la tolérance et de l’efficacité d’un gel lubrifiant en prophylaxie contre l’infection par le VIH chez le macaque cynomolgus
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Pour tester un gel lubrifiant censé prévenir la transmission sexuelle du VIH, 25 macaques à longue queue femelles vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune peut subir jusqu'à huit applications du gel, 25 anesthésies, 25 prélèvements sanguins, trois biopsies de tissus et trois colposcopies vaginales. Seize d'entre elles au maximum sont exposées au virus une fois par semaine pendant huit semaines, avec fièvre, diarrhées persistantes et perte de poids attendues en phase aiguë. Celles du test de tolérance sont réintégrées dans l'étude d'exposition, les animales infectées étant tuées pour mesurer la charge virale dans leurs tissus.
Objectifs
Les infections sexuellement transmissibles (IST) constituent un problème majeur de santé publique, avec plus de 1 million de nouveaux cas recensés chaque jour dans le monde, particulièrement chez les femmes. Malgré les efforts déployés à l’échelle mondiale, le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) reste un pathogène majeur à l’échelle mondiale. Il est donc nécessaire de développer des stratégies permettant de réduire et de prévenir ces infections. Le préservatif reste aujourd’hui le moyen de protection le plus efficace contre ces infections. Toutefois, son usage reste insuffisant dans certaines populations, pour des raisons sociales, culturelles ou liées à l’impossibilité de négociation au sein du couple. Dans plusieurs régions à forte incidence, notamment en Afrique subsaharienne, les jeunes femmes représentent 80 % des nouveaux cas de VIH. Le développement de moyens de protection autonomes, en particulier pour les femmes, ne nécessitant pas de négociation préalable avec le partenaire, représente ainsi un enjeu important de santé publique. Dans ce contexte, le projet vise au développement et à l’évaluation préclinique de gels lubrifiants microbicides pour prévenir de l’infection au VIH, conçus pour reproduire les propriétés protectrices du mucus naturel au niveau des muqueuses génitales. Dans un premier temps, la compatibilité du gel avec les tissus muqueux et les paramètres biologiques généraux de l’organisme au gel seront évalués après administration dans le vagin . Dans un second temps, la protection du gel contre l’infection sera évaluée par l’analyse des paramètres virologiques et immunologiques. Le modèle retenu est le macaque cynomolgus femelle, référence pour l’étude de la transmission muqueuse du VIH, en raison de la proximité de son système immunitaire avec celui de l’être humain, de la proximité anatomique et physiologique de son appareil reproducteur, de son cycle menstruel et de sa sensibilité à l’infection par un virus simien reproduisant les caractéristiques de l’infection HIV.
Bénéfices attendus
Le projet permettra le développement de nouvelles approches pour la confection de gel lubrifiant microbicide contre les infections sexuellement transmissibles (IST). Tout d’abord contre l’infection VIH chez la femme, et à long terme dans le développement d’un produit à plus large spectre contre les IST pour les femmes et les hommes.
Procédures
Les interventions prévues dans ce projet sont : • Administration du gel lubrifiant candidat ou contrôle (jusqu’à 8 administrations, sur 25 animaux, 1x par semaine, 2min) • Anesthésie des animaux (jusqu’à 25x, sur 25 animaux, 30min) • Prélèvements sanguins (jusqu’à 25x, sur 25 animaux, 5 min) • Biopsie de tissus (maximum 3, sur 25 animaux, 30min). • Suivi de l’environnement vaginal (récolte de fluides vaginaux, jusqu’à 25x, sur 25 animaux 2min) • Infection de 16 animaux maximum, (jusqu’à 8 infections à une fréquence d’une exposition par semaine, 2min) • Colposcopie vaginale, (3x maximum sur 25 animaux, 10min)
Impact sur les animaux
Nuisance liée au traitement Suite au traitement, une réaction locale d’inflammation peut apparaitre : démangeaison, douleur de façon transitoire. Nuisances liées aux prélèvements sanguins et biopsies tissulaires -Une réaction locale après prélèvement sanguin -Une réaction locale, suppuration, démangeaisons/douleur peuvent apparaitre après une biopsie tissulaire de façon transitoire. Nuisance liée à l’anesthésie Les anesthésies répétées peuvent entrainer une baisse de l’alimentation et par conséquent une perte de poids. Nuisance liée à l’infection sexuellement transmissible Les animaux infectés peuvent développer de la fièvre, des diarrhées persistantes, une perte de poids et une baisse du niveau de lymphocytes T de façon transitoire en phase aigüe (durée : quelques semaines). Nuisances liées aux colposcopies La colposcopie n'est pas un examen douloureux mais des crampes peuvent être ressenties après l’examen.
Devenir
Les animaux issus du test de tolérance seront gardés en vie et ils pourront être inclus dans l’ étude de protection afin de réduire le nombre d’animaux utilisés après avis du vétérinaire. Les animaux exposés au virus seront euthanasiés pour l’évaluation de la charge virale tissulaire et des réponses immunitaires dans les tissus.
Remplacement
L es études de tolérance et de l’efficacité d’un produit prophylactique contre des virus aussi critiques que VIH, ne peuvent pas être testées directement chez l’ être humain mais doivent montrer une efficacité dans des conditions proches de ce qui ce qui passe chez l’être humain. L’étude de tolérance et d’efficacité d’un produit au niveau vaginal implique un modèle proche de l’humain au niveau anatomique, du système immunitaire et de sa capacité à être infecté par le VIH. Aucune méthode alternative ne permet actuellement d’évaluer simultanément : • La tolérance locale sur une muqueuse génitale fonctionnelle ; • La protection induite dans un modèle d’exposition répétée au virus reproduisant les conditions de la transmission sexuelle.
Réduction
La taille des groupes a été réduite au minimum nécessaire à une analyse statistique fiable des résultats par des tests adaptés pour pouvoir conclure de la tolérance et de l’efficacité de traitements prophylactiques candidats tout en prenant en compte une certaine variabilité individuelle.
Raffinement
Hébergement Les animaux seront hébergés en groupes avant le début des expérimentations et pendant le test de tolérance. Pendant la phase d’infection, les animaux seront en hébergements individuels proches afin d’éviter la surexposition virale tout en permettant des interactions sociales entre eux. L’enrichissement sera renforcé pour les animaux hébergés individuellement (distribution 2 fois/semaine d’enrichissements destructibles ou de sachet surprise au lieu d’1). En plus, du raffinement (nourriture plus variée, compléments alimentaires) sera mis en place quotidiennement. Anesthésie Les interventions (administrations, prélèvements de tissus, colposcopies) et les prélèvements de fluides seront regroupés autant que possible et réalisés sous anesthésie générale afin d’éviter le stress et d’éventuelles douleurs. Les anesthésies répétées pouvant entrainer une baisse de l’alimentation, une diversification et complémentation de celle-ci pourront être instaurées. Le recours à des techniques d’analgésie et d’antalgie pourra être mis en place lors d’apparitions de signes particuliers. Prélèvements sanguins et tissulaires En cas de signes cliniques liés aux biopsies tissulaires => signalement au vétérinaire, afin de mettre en place un traitement symptomatique en local. Traitement intravaginal Le vétérinaire de l’installation sera alerté en cas d’apparition de signes cliniques (rougeurs, démangeaisons) afin d’adapter le suivi et les soins aux animaux. Infection lors du test d’efficacité Les animaux seront observés quotidiennement. Les expositions virales seront interrompues dès confirmation de l’infection. En cas de modifications majeures des paramètres biologiques après analyses des prélèvement sanguins (, associées à l’apparition de signes cliniques, un avis vétérinaire sera demandé. Examens colposcopiques Des colposcopies permettront de déterminer l’intégrité de la muqueuse vaginale et des signes d’inflammation avant et après traitements. Les colposcopies seront effectuées sous anesthésie pour éviter le stress, aucune douleur n’est attendue lors de cet examen.
Choix des espèces
Le macaque cynomolgus femelle de plus de 3 ans a été choisi en raison de la pertinence scientifique de ce modèle pour l’étude de la transmission muqueuse du VIH retrouvé chez la femme. L’environnement vaginal et le système immunitaire varie au cours de développement et de l’âge de l’animal et ont donc un impact sur la susceptibilité à l’infection virale et sur les effets d’un traitement prophylactique. Ces études seront donc réalisées chez des macaques cynomolgus femelles de plus de 3 ans possédant un système immunitaire « mature ». Le macaque Cynomolgus partage à la fois une grande similarité avec l’être humain au niveau anatomique et morphologique du système reproducteur féminin, mais aussi au niveau de son système hormonal, et de son cycle menstruel. De plus le macaque cynomolgus possède un système et une réponse immunitaire proche de l’ être humain. Ce modèle est susceptible à l’infection par le virus simien, et développe une physiopathologie proche de celle observée chez l’humain atteint du VIH. Aucun autre modèle animal ne permet d’évaluer simultanément la tolérance au niveau de la muqueuse, l’impact hormonal et l’efficacité prophylactique dans un contexte d’exposition virale répétée.
Validation d’un modèle d’inflammation cutanée chez le PNH. MODIFICATION.
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
Gardés en vie et réutilisés à la fin, 7 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Une crème inflammatoire est appliquée sur leur dos une à deux fois par jour pendant quinze jours, avec quatre biopsies de peau sous anesthésie et cinq prises de sang, pour valider un modèle de psoriasis. Le modèle avait été testé sur quatre animaux, aux réponses inconstantes. Trois macaques sont ajoutés pour tenter d'obtenir l'effet recherché.
Objectifs
L’objectif du projet est de valider un modème d’inflammation cutanée chez le primate non humain afin de reproduire une réponse inflammatoire cutanée comparable à celle observée chez l’homme dans le cadre d’un psoriasis. Le psoriasis touche 2 à 3 % de la population, ce qui en fait une maladie chronique fréquente et un véritable enjeu de santé publique. Son caractère inflammatoire systémique justifient une recherche active pour mieux comprendre ses mécanismes. Enfin, son fort impact sur la qualité de vie rend indispensable le développement de traitements plus efficaces et mieux tolérés. De plus, le psoriasis partage des mécanismes inflammatoires avec d’autres maladies auto-immunes extrêmement invalidante, comme l’arthrite rhumatoïde. Les modèles expérimentaux de psoriasis sont donc aussi utilisés comme des portes d’entrées sur d’autres maladies inflammatoires pour lesquelles il n’y a pas de modèles satisfaisants. Mieux caractériser ce modèle au niveau des mécanismes inflammatoires impliqués permettra de l’utiliser pour tester des candidats médicaments dédiés à d’autres indications thérapeutique et accélérera leur développement. Dans le cadre de cette validation, des prélèvements cutanés et sanguins seront réalisés, cette approche permettra de caractériser les profils d’expression génique associés à la réponse inflammatoire et de confirmer la pertinence biologique du modèle. Un modèle similaire a été décrit chez la souris puis chez le primate non humain mais une revalidation est nécessaire : • les données existantes concernent une autre espèce de primate non humain, susceptible de présenter des différences immunologiques. De plus, les données méthodologiques sont lacunaires et ne permettent de pleinement juger de la pertinence du modèle ou de le reproduire. • il faut spécifiquement vérifier l’activation de certaines voies de signalisation inflammatoires dans les lésions induites, étape indispensable pour le développement de candidats thérapeutiques ciblant certaines populations immunitaires. La validation du modèle dans cette espèce vise ainsi à confirmer sa pertinence biologique, sa reproductibilité et son adéquation aux besoins du programme de recherche, en vue de son utilisation ultérieure pour l’évaluation de nouvelles approches thérapeutiques destinées aux maladies inflammatoires cutanées.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de ces projets sont à terme, la validation d’un modèle préclinique qui induit une réponse inflammatoire cutanée similaire au psoriasis humain, tant sur le plan clinique qu’immunologique, d’étudier les mécanismes immunitaires induits par cette crème chez le primate, plus proche de l’homme que les rongeurs, pour mieux caractériser les voies impliquées et enfin d’avoir un modèle validé pour évaluer l’efficacité et la tolérance de nouvelles approches thérapeutiques.
Procédures
Au cours de ce projet, les animaux vigiles auront une application de crème sur le dos quotidiennement pendant 15 jours pour 4 animaux et bi quotidiennement pour 3 animaux. L’application de la crème et la contention durera environ 10 à 15 minutes. Cette contention pour l’application de la crème permettra également de faire une observation dermatologique rapprochée quotidienne du site d’application. Les animaux auront également 5 prélèvements de sang de 2,5ml, pour un volume total prélevé de 12,5 ml sur 2 semaines. Les animaux seront vigiles lors des prélèvements de sang uniquement les jours sans biopsie de peau. Les jours de biopsie, les animaux seront anesthésiés, les prélèvements de sang se feront donc à ce moment-là. Chaque prélèvement dure entre 3 à 15 minutes (contention et prélèvement compris). Quatre prélèvements de peau par animal seront réalisés chez tous les animaux et sous anesthésie générale et analgésie (après une mise à jeun inférieur à 16h). Pendant cette anesthésie, des mesures spécifiques dermatologiques tel que l'hydratation ou le pH de la peau seront prisent de manière non invasive avec des appareils de mesure spécialisé pour 4 animaux uniquement. Le prélèvement durera environ 30 minutes (anesthésie et mesures comprises) et environ 20 min sans les mesures pour les 3 autres animaux. Le suivi des poids tout au long du projet nécessitera une contention d’environ 5 minutes. Pour le confort des animaux, certains prélèvements et suivis pourront être réalisés simultanément (ce qui diminuera le nombre de manipulations et de contentions). Des points limites précoces ont été déterminés afin de prendre en charge toute forme de douleur ou de souffrance. En cas d’atteinte d’un de ces points, l’animal concerné sera pris en charge selon les recommandations du vétérinaire.
Impact sur les animaux
Sur la base du mode d’action de la crème utilisé et de sa cible cutanée des lésions au niveau de la peau pourront être observées. La réalisation de prélèvements sanguins peut également provoquer un stress, une douleur légère et/ou l’apparition de réactions locales (du type hématome ou oedème léger par exemple) au niveau de la zone de ponction. Les prélèvements de peau sous anesthésie pourront provoquer des douleurs au niveau de la zone de prélèvement ainsi qu’un hématome et dans de très rare cas une déhiscence de plaie ou infection de la zone de prélèvement. L'anesthésie des animaux pourra également engendrer un stress ou une sensation d'inconfort lié à la mise à jeun (maximum 16h), à la procédure d'induction (contention, administration, perte de conscience...) ou lié au réveil de l'animal (risque de vomissements, perte d'équilibre...).
Devenir
À la fin du projet, tous les animaux seront gardés en vie après examen et avis du vétérinaire de l’établissement utilisateur.
Remplacement
Le modèle d’inflammation cutanée présenté vise à reproduire une réponse inflammatoire cutanée complexe, impliquant des interactions immunitaires proches de celles observées chez l’homme. Ces caractéristiques sont essentielles pour garantir la pertinence des résultats et la prédictivité des réponses thérapeutiques. Bien que des modèles de peau in vitro permettent d’étudier certains mécanismes cellulaires, ils restent limités dans la reproduction de la complexité immunologique, vasculaire et systémique observée in vivo. À ce jour, aucune méthode alternative in vitro ou in silico ne permet de capturer de manière fiable cette dynamique intégrée. L’utilisation des animaux demeure donc indispensable pour valider le modèle et assurer la transposabilité des données vers la clinique dans le cadre du développement de nouvelles thérapies.
Réduction
Le nombre estimé d'animaux utilisés dans ce projet a été défini à 4 primates. Il a été réduit au minimum afin de tout de même obtenir des résultats fiables interprétables. Le but étant aussi de faire des analyses génétiques, il était important d'avoit au moins 4 animaux pour avoir une diversité de profils et de variations potentielles. AJOUT : Lors de la première procédure, quatre animaux ont été utilisés et ont montré des réponses différentes : certains ont bien réagi, d’autres moins. Ces résultats indiquent que le modèle fonctionne, mais que l’effet recherché n’a pas été obtenu de manière constante. L’ajout de trois animaux supplémentaires est donc proposé afin de mieux comprendre cette variabilité et d’augmenter les chances d’observer l’effet attendu.
Raffinement
Afin d'optimiser leur bien-être et de leur permettre d'exprimer leurs besoins comportementaux, les animaux sont hébergés en groupes sociaux de même sexe. De l'eau fraîche ad libitum est mise à leur disposition et un aliment adapté à l'espèce et au poids de chaque individu est distribué quotidiennement. Les paramètres environnementaux de l'animalerie sont également suivis et contrôlés afin de répondre aux exigences physiologiques de l’espèce. En parallèle, un programme d'enrichissement complet est mis en place au sein de l'animalerie. Ce dernier comprend : - Des enrichissements structuraux permettant aux primates d'évoluer dans un environnement tridimensionnel ; - De la litière pour leur permettre de fourrager ; - Des jouets variés faisant l'objet d'une rotation une fois par semaine pour éviter que les animaux ne se lassent ; - Des friandises et des fruits et légumes frais distribués quotidiennement (cachés dans la litière ou dans des jouets distributeurs) ; - De la musique d'ambiance est diffusée pendant la journée à un volume raisonnable dans le but de réduire le stress en couvrant le bruit causé par les activités du personnel dans les salles adjacentes et en habituant les animaux à la voix humaine. Une période d'acclimatation sera mise en place avant le début de l’étude. Un programme d'habituation à l'Homme et de conditionnement aux actes techniques associés à du renforcement positif permettra de réduire le stress des animaux lié aux manipulations (prise de sang, application de la crème). Les animaux seront suivis individuellement et bi-quotidiennement tout au long de l'étude pour détecter tout signe de stress ou de douleur. De même, le personnel veillera à garder une interaction quotidienne avec chaque animal afin de diminuer le stress qui pourrait être engendré par les manipulations. Les temps de repos accordés aux animaux entre les prélèvements et les volumes prélevés respecteront les recommandations éthiques en vigueur. Des mesures préventives et correctives de diminution de la douleur et du stress ont été déterminées au préalable sans compromettre les objectifs scientifiques de l’étude. Enfin, des points limites précoces ont été déterminés afin de prendre en charge toute forme de douleur ou de souffrance. En cas d’atteinte d’un de ces points, l’animal concerné sera pris en charge selon les recommandations du vétérinaire.
Choix des espèces
L’utilisation du primate non humain pour le modèle d’inflammation cutané induit par l’application d'une crème sur la peau est justifiée par sa similarité immunologique avec l’humain. Les primates ont un système immunitaire proche de celui de l’humain. Ce modèle induit une inflammation de la peau et une activation immunitaire locale. Chez le primate, l'activation immunitaire est exprimé de manière comparable à l’humain, ce qui garantit une réponse pertinente pour l’évaluation des thérapies. Le développement de ce model permettra d’avoir des résultats transposables et prédictifs pour l’homme. Des animaux juvéniles seront utilisés dans ce projet (jeunes adultes). Dans la littérature, certaines études montrent que les animaux matures (>4ans) sont statistiquement plus sujet aux anomalies liées au vieillissement pouvant affecter la qualité des échantillons prélevés et notamment les analyses histologiques. Sachant que des prélèvements de peau pendant l’étude seront réalisés en fin d’étude dans ce projet, il est préférable d’écarter au maximum ce biais lié à l’âge des animaux.
Etude des principales protéinopathies chez le primate non-humain par comportement et imagerie
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Jusqu'à deux chirurgies cérébrales de quatre heures et des séances répétées d'IRM et de TEP sous anesthésie générale sur un an: 60 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à l'issue. Des protéines pathologiques humaines sont injectées dans leur cerveau pour y reproduire une maladie de Parkinson ou d'Alzheimer et suivre l'apparition de troubles moteurs et cognitifs. Le porteur juge le primate "indispensable" au motif que les rongeurs ne reproduisent pas les symptômes cognitifs. Tous les cerveaux sont prélevés après la mise à mort pour analyse.
Objectifs
Les maladies neurodégénératives comme la maladie de Parkinson, la maladie d’Alzheimer ou la paralysie supranucléaire progressive se caractérisent par l’accumulation progressive d’agrégats protéiques spécifiques dans le cerveau. Avec l’évolution de la maladie et le vieillissement cellulaire, ces agrégats deviennent toxiques, entraînant la mort des neurones et l’apparition de symptômes moteurs et cognitifs. Il est donc essentiel de comprendre le rôle de ces agrégats dans le développement des déficits, d’évaluer leur impact fonctionnel et d’explorer des stratégies thérapeutiques visant à favoriser leur élimination, telles que les immunothérapies. Les modèles animaux classiques, notamment les rongeurs, permettent de reproduire certaines lésions mais ne reflètent pas pleinement les symptômes, en particulier cognitifs. Cette limite pourrait s’expliquer par les différences anatomiques entre le cerveau humain et celui des rongeurs. Ainsi, l’utilisation d’un modèle animal phylogénétiquement proche de l’Homme apparaît indispensable pour étudier les conséquences fonctionnelles de l’accumulation de protéines pathologiques. Des travaux récents montrant le caractère « infectieux » de certaines protéines ont ouvert la voie au développement de modèles chez le primate non humain. Ces modèles animaux permettent de reproduire les mécanismes d’agrégation protéique et d’induire des troubles moteurs et cognitifs similaires à ceux observés chez les patients même à des stades précoces de la maladie. Ils offrent également la possibilité d’un suivi longitudinal (au cours du temps) des lésions et du comportement grâce à des techniques d’imagerie non invasives directement applicables à l’Homme telles que l’IRM, les examens ophtalmologiques et la tomographie par émission de positons (TEP). L’objectif du projet est double: développer des modèles de maladies neurodégénératives chez le primate non humain par différentes approches (surexpression de protéines pathologiques humaines ou de protéines de synthèse), et suivre in vivo l’évolution des agrégats protéiques en lien avec l’apparition et la progression des déficits moteurs et cognitifs.
Bénéfices attendus
Ce projet va permettre de développer de nouveaux modèles animaux plus robustes et pertinents d’un point de vue biologique des principales maladies neurodégénératives, telles que la maladie de Parkinson, la maladie d’Alzheimer ou la Paralysie Supranucléaire Progressive. L’utilisation de méthodes non-invasives similaires à celles utilisées dans les hôpitaux va permettre une meilleure application à l’Homme. Sur le long terme, ces nouveaux modèles animaux permettront de valider des thérapies innovantes ou des biomarqueurs diagnostiques ciblant ces maladies neurodégénératives.
Procédures
Les animaux seront anesthésiés pour inoculer des protéines mutées synthétisées in silico ou isolées et amplifiées à partir de cerveaux de patient. . Un maximum de deux chirurgies de 4h maximum espacées de 6 mois sont prévues. Les animaux seront ensuite réévalués à 6 mois et 12 mois post injection. Les animaux seront évalues de la façon suivante à 3 temps espacés de 6 mois : - Comportement moteur spontané sans restriction alimentaire ou hydrique (1h/j/4j à 4 temps différents maximum). - Comportement cognitif sur écran tactile avec renforcement positif et sans restriction alimentaire ou hydrique (1h/j/4j à 4 temps différents maximum). - Imagerie IRM sous anesthésie générale pendant 1 à 3 heures maximum par session avec un minimum de 1 session et un maximum de 3 sessions espacées d’au moins une semaine par temps et un maximum de 4 temps. - Imagerie TEP sous anesthésie générale durant 2 à 4 heures maximum par session avec un maximum de 3 sessions espacées d’une ou deux semaines (voir renouvelée une fois à 6 mois) en fonction de la nécessité de réaliser des prélèvements sanguins (tous les traceurs TEP ne demande pas des prélèvements de sang pour l’interprétation des résultats). Un maximum de 3 temps 12 mois. - Imagerie ophtalmique sous anesthésie générale durant 1 à 3 heures maximum par session avec un maximum de 3 sessions espacées d’au moins une semaine et un maximum de 3 temps sur 12 mois. - Un prélèvement sanguin et de LCR sous anesthésie (15min).. Ces prélèvements sont couplés à l’un des examens d’imagerie pour réduire le nombre total d’anesthésies.
Impact sur les animaux
L’administration de vecteurs viraux ou des protéines entraine une douleur locale, de courte durée et légère. La délivrance de ces composés dans le cerveau entraine une douleur locale due à l’ouverture de la peau et la rétraction du muscle. Les anesthésies, qu’elles soient de courte durée ou plus longues, génèrent un risque d’hypothermie (stress thermique) si la température n’est pas contrôlée. De plus, la mise à jeun la nuit qui précède l’anesthésie et la manipulation des primates avant anesthésie pourraient induire un stress jusqu’à leur réveil, nourrissage et remise en groupe social. Les anesthésies de longue durée nécessitent la pose d’un cathéter veineux pour maintenir une anesthésie en continue et une intubation ce qui entraine une douleur locale, légère, et de courte durée. Pour les chirurgies et les examens d’imagerie, la nécessité d’immobilisation peut entrainer une nuisance locale transitoire au niveau du canal auditif jusqu’au retrait du cadre. Le maintien de l’œil ouvert lors des examens ophtalmologiques peut entrainer une douleur locale transitoire. Les anesthésies répétées peuvent induire une perte de poids, raison pour laquelle un suivi du poids sera réalisé tous les mois pendant toute la durée de l’expérience.
Devenir
Tous les animaux du projet seront euthanasiés à la fin du projet afin de pouvoir prélever leurs cerveaux. Des analyses histopathologiques et biochimiques seront réalisées afin de caractériser l'expression des protéines aberrantes dans les différentes régions du cerveau, ainsi que l’inflammation, afin de valider les résultats obtenus in vivo.
Remplacement
Pour ce projet, le recours à l’animal est nécessaire, car aucun milieu de culture, organoïdes ou système synthétique, ne permet aujourd’hui de reproduire la complexité architecturale et fonctionnelle du système nerveux au point de prédire la cinétique d'accumulation des protéines anormales et leur impact fonctionnel. Par ailleurs, la réaction du système immunitaire suite à la surexpression d’une protéine doit aussi être évaluée dans un modèle animal proche de l’Homme pour augmenter sa valeur prédictive en termes de sureté et absence d’effets adverses.
Réduction
Une veille de la littérature est faite pour éviter de refaire des expériences déjà publiées. Le nombre d’animaux prévu dans ce projet a été réduit au minimum afin de pouvoir exploiter correctement les résultats. Un calcul statistique de puissance a été réalisé afin de dimensionner les groupes expérimentaux. De plus, le suivi longitudinal chez le même individu par des méthodes d’évaluation fonctionnelle non-invasives (imagerie et comportement) permet de réduire le nombre d’animaux en évitant l’euthanasie pour une confirmation histologique à différents temps, et sans compromettre la possibilité d’observer un effet pathologique significatif.
Raffinement
Afin de minimiser le stress et l’angoisse des animaux d’élevage importés pour des utilisations scientifiques, les primates seront acclimatés pendant au moins un mois en dehors de la quarantaine et avant la date de début du protocole. Le protocole d’anesthésie pour la réalisation des études comporte des analgésiques pour minimiser l’inconfort. La surveillance rapprochée suite aux anesthésies et plus particulièrement après les chirurgies à l’aide d’une grille d’évaluation péri-opératoire, l’évaluation du comportement moteur tous les 6 mois à l’aide d’une grille adaptée au modèle , le suivi régulier du poids, l’interaction avec la Structure chargée du Bien Être des Animaux (SBEA) et la mise en place de points limites clairs permettent de limiter les nuisances liées aux interventions. De plus, le nombre d’interventions ainsi que leur durée sont réduits au maximum. L’interaction positive au quotidien avec les personnels impliqués dans l’étude constitue aussi une forme d’enrichissement.
Choix des espèces
Le macaque adulte est retenu comme modèle d'étude sur les critères suivants : - il n'est pas possible de reproduire tous les signes pathologiques des maladies neurodégénératives dans les modèles cellulaires/organoïdes ou les modèles rongeurs, et par conséquent, il est difficile de prédire l'effet d'une thérapie chez l'Homme. - il permet d'intégrer des méthodes d'évaluation fonctionnelle, telles que l'imagerie, le comportement et les signes cliniques, qui peuvent être directement extrapolés à l'Homme dans une démarche translationnelle et utilisant des équipements d’imagerie et de tests comportementaux identiques ou similaires à ceux utilisés en clinique. - sa ressemblance anatomique et fonctionnelle du cerveau par rapport à l’Homme. La taille et la structure du cerveau permettent des analyses anatomiques et fonctionnelles strictement comparables à celles réalisées dans les mêmes conditions que chez les patients. Les animaux seront adultes (6 ans ou plus) pour mieux mimer le stade auquel les maladies neurodégénératives donnent lieu à des signes cliniques et pour éviter toute plasticité cérébrale présente chez les jeunes individus.
Impact du microbiote sur la réponse immunitaire du nouveau-né face à une infection respiratoire virale dans un modèle de primate non-humain.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
- Troubles respiratoires
322 macaques à longue queue vont être utilisés pour étudier la réponse immunitaire du nouveau-né à une infection respiratoire, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré. Les adultes subissent jusqu'à dix-sept anesthésies, vingt-trois prélèvements sanguins et des lavages broncho-alvéolaires, tandis que tous les nouveau-nés sont tués, parfois jusqu'à l'âge de trois ans, pour prélever leurs organes. Une partie des adultes, 214 individus, est gardée en vie et réutilisée après contrôle de leur état de santé. Le porteur qualifie le recours au primate d'"indispensable", aucun modèle in vitro ne reproduisant selon lui les interactions étudiées.
Objectifs
L’objectif du projet est d’explorer le rôle du microbiote dans l’immunité à la naissance, et d’anticiper les effets délétères causés par son altération (dysbiose) précoce, notamment face à des infections respiratoires virales chez l’enfant. Le système immunitaire est immature à la naissance et se développe au cours des premières années par interaction avec l’environnement. Le microbiote intestinal, soit l’ensemble des micro-organismes peuplant nos intestins, est acquis principalement lors de l’accouchement par voie basse puis via l’allaitement. Il interagit avec le système immunitaire via la production de métabolites et module les composés produits par les cellules immunitaires hôte. Le microbiote, indispensable au rôle de barrière des muqueuses et à l’apprentissage de l’immunité locale, régule la reconnaissance des pathogènes et assure le bon fonctionnement du tissu. La littérature montre qu’une dysbiose altère la capacité du système immunitaire à répondre à une infection. Or, le microbiote peut être fragilisé par l’utilisation d’antibiotiques, pratique fréquente en pédiatrie. Malgré sa reconstitution, les conséquences à court et long terme de cette perturbation passagère restent mal comprises. Notre hypothèse est qu’une telle altération chez le nouveau-né contribue à la sévérité de certaines maladies respiratoires de la petite enfance. La compréhension du rôle du microbiote est donc déterminante pour envisager des stratégies thérapeutiques adaptées. Ce projet vise le virus respiratoire syncytial (VRS), principal agent responsable des bronchiolites aiguës chez l’enfant, dont les symptômes peuvent être très sévères. L’objectif de ce projet est d’évaluer l’impact du microbiote sur la réponse immunitaire à une infection virale chez le primate non-humain nouveau-né. Une procédure préliminaire sera menée chez des macaques juvéniles et adultes afin d’évaluer la quantité et la présence dans l’organisme des différents antibiotiques utilisés en pédiatrie. Une phase pilote sera ensuite réalisée chez des macaques juvéniles et adultes pour mettre au point le modèle d’infection par le VRS afin de limiter les études préliminaires chez les nouveau-nés. Puis nous comparerons des microbiotes altérés ou non par une antibiothérapie dans les premiers jours de vie. Enfin, des stratégies thérapeutiques fondées sur la vaccination maternelle ou sur une intervention néonatale (vaccinale ou probiotique) seront évaluées.
Bénéfices attendus
Ces travaux sur le primate non-humain permettront d’approfondir les connaissances en immunité pédiatrique actuellement limitées chez le nouveau-né humain pour des raisons évidentes d’éthique, mais également de difficulté d’accès aux différents compartiments (sang, muqueuses, moelle, poumons) et de volume disponible pour les échantillons. Le bénéfice attendu dans un premier temps est une meilleure compréhension des interactions et des mécanismes régulateurs entre système immunitaire et microbiote au cours des premiers temps de vie d’un nouveau-né. C’est au cours de cette période que se façonne la capacité du système immunitaire à réagir à une infection virale ainsi que sa mémoire immunitaire. En analysant ensuite l’impact d’un microbiote intacte ou altéré sur la réponse immunitaire à une infection, nous espérons pouvoir anticiper les effets délétères causés par un déséquilibre du microbiote (dysbiose) précoce. Enfin, l’exploration de stratégies préventives (vaccination maternelle ou administration néonatale de vaccin ou de probiotiques), permettra d’envisager l’ajustement de la prévention et le traitement des nouveau-nés. Au-delà des connaissances fondamentales attendues, ce projet vise également des applications pour la santé humaine. La collaboration avec les pédiatres a pour objectif de transposer ces résultats à l’amélioration des stratégies thérapeutiques lors des dysbioses précoces et à la prévention et la maitrise des infections respiratoires chez les enfants en clinique.
Procédures
Adultes pour pharmacocinétique : - Anesthésie : 17/animal (entre 30 min et1h) - Traitement antibiotique : 1 administration/jour (10min) jusqu’à 7 jours max/animal. - Prélèvements sanguins : 23/animal (5 min). - Écouvillonnages mucosaux : 9/animal (5 min). - Urines : 10/animal (récupération dans la cage sans intervention sur l’animal) - Imagerie in vivo : jusqu’à 6 sessions/animal (durée < 1 h). - Lavage broncho-alvéolaire (LBA) : 3 prélèvements (20 min). Juvéniles et adultes : - Anesthésie : 11/animal (30min à 1h) - Prélèvement de sang : 10/animal (5 min) - Ecouvillonnage des muqueuses : jusqu’à 10 fois par animal (5 min). - LBA : 5 max (20 min) - Exposition virale : 1 exposition, 30 min - Implantation d’une puce de suivi de la température : 1 fois, 30 min - Imagerie in vivo : 4 sessions max (< 1 h). - Suivi de la respiration : 3/animal (10 min) - Hébergement individuel : 1 fois, 4 semaines max Mères : - Anesthésie : jusqu’à 40/ animal (30 min-1h) - Echographies : 2-3 fois (intervalle 1 mois entre, 30 min) - Prélèvement de sang : Jusqu’à 25 fois en moyenne/animal (durée 5 min) - Ecouvillonnage des muqueuses : Jusqu’à 25 fois en moyenne (5min) - Lait maternel : 25 collectes (10 min) - LBA : Jusqu’à 7 lavages (20min) - Ponction de moelle osseuse : 5 ponctions (20 min) - Vaccination : 1 injection au cours de la gestation (5min) Nouveau-nés : - Anesthésie : jusqu’à 45/animal (15 et 30min) - Prélèvement de sang : jusqu’à 45/animal (5min par prélèvement) - Ecouvillonnage des muqueuses : jusqu’à 45/animal (5min) - LBA : jusqu’à 17 lavages (20min) - Ponction de moelle osseuse : jusqu’à 10 (20min) - Exposition virale : 1 exposition (30min) - Traitement antibiotique ou probiotique : 1 administration/jour pendant 1 à 4 semaines (20min) - Imagerie in vivo : 3 sessions (< 1 h)Euthanasie en fin d’étude
Impact sur les animaux
Nous distinguons les effets de l’expérimentation des effets liés aux infections et traitements. Chez les nouveau-nés, les juvéniles et les adultes, l’infection par le VRS entraîne, d’après la littérature, des formes le plus souvent asymptomatiques, légères ou modérées. Des symptômes pourront être relevés (fièvre, baisse d’activité, lésions pulmonaires) mais sont transitoires et résolus en moyenne après deux semaines. La vaccination maternelle et néonatale pourrait être associée à une réaction locale au site d’injection qui serait transitoire, avec rougeur et gonflement, résolue en quelques jours. Enfin l’administration de probiotiques par voie orale se fera autant que possible par succion et non par gavage, en respectant les volumes préconisés. Nous devons maîtriser la fréquence et la durée des interventions lors des premiers jours de vie afin de ne pas interférer avec la croissance du nouveau-né ni impacter la relation mère/nouveau-né. La fréquence et la durée des interventions lors des premiers jours de vie, sous anesthésie ou vigiles, peuvent engendrer une hypothermie transitoire, un stress, interférer avec la croissance du nouveau-né ou impacter la relation mère/nouveau-né voire un risque de rejet. De même, le sevrage peut entraîner un stress lié à la séparation avec la mère. Les prélèvements de sang répétés peuvent engendrer des perturbations transitoires du profil hématologique. Ce projet repose sur notre expérience passée qui a démontré que nous pouvons suivre un schéma expérimental tel que celui décrit, sans impacter la croissance des nouveau-nés ni la relation avec les mères.
Devenir
Les juvéniles et les adultes seront gardés en vie à la fin de l’étude pilote et réutilisés une fois que l’état sanitaire des animaux aura été vérifié. Tous les nouveau-nés primates non-humains seront euthanasiés, jusqu’à l’âge de 3 ans, pour accéder aux organes et ainsi à l’analyse fine des différents compartiments d’intérêt (charge virale, populations immunitaires, microbiote, métabolites, histologie…). Les femelles primates non-humains seront sorties du projet un mois après le sevrage et pourront être réutilisées sur avis vétérinaire. Elles servent de contrôle des différents systèmes matures et adultes, mais il n’est pas nécessaire d’accéder aux tissus, nos données de laboratoire seront utilisées si nécessaire.
Remplacement
Ce projet nécessite l’étude du système immunitaire et du microbiote en fonctionnement, et ces systèmes intégrés et leurs interactions ne peuvent pas être reproduits in vitro. De même, reproduire in vitro des symptômes dans le cadre d’une pathologie respiratoire n’est pas possible. Le recours à l’animal reste donc indispensable. Nous utiliserons un modèle de primate non humain, le macaque cynomolgus, pour sa proximité phylogénétique avec l’humain : il présente une forte homologie au niveau des acteurs et de l’organisation de la réponse immunitaire et vaccinale mais aussi de la composition microbiotique, contrairement à ce que l’on peut retrouver chez d’autres modèles animaux. Ce modèle, sensible à l’infection par le virus étudié, fera l’objet d’une phase pilote préalable destinée à optimiser les conditions expérimentales et à valider leur pertinence biologique dans ce contexte.
Réduction
Le nombre d’animaux a été ajusté au strict minimum nécessaire pour permettre l’interprétation des effets des conditions expérimentales, tout en tenant compte de la variabilité interindividuelle. Pour les études de pharmacocinétique et de mise au point du modèle juvénile/adulte d’infection, la réduction est obtenue par une évaluation séquentielle des conditions, avec des groupes de 2 animaux pour chaque combinaison testée. Cette approche permet d’écarter rapidement les conditions non pertinentes sans multiplier les groupes. Deux animaux supplémentaires ne seront ajoutés que pour la combinaison ayant montré les résultats les plus concluants, afin de confirmer les observations. Pour l’étude sur le modèle d’infection néonatale, l’effectif est limité à six animaux par groupe, correspondant au minimum requis pour l’analyse prévue. Les paramètres expérimentaux appliqués aux nouveau-nés sont ceux ajustés au cours de la phase préliminaire incluse dans ce projet, évitant ainsi toute répétition d’essais exploratoires à ce stade.
Raffinement
Les animaux seront suivis tous les jours avec une attention particulière pendant les deux premières semaines de vie. Des grilles d’évaluation permettront de suivre et détecter tout écart au bien-être animal. En cas d’atteinte d’un point limite, des mesures seront prises (arrêt des interventions, traitement, sortie d’étude), selon avis du vétérinaire et de la structure du bien-être animal. Également, en cas d’apparition de douleurs ou de signes cliniques liés aux prélèvements ou à l’infection, un traitement symptomatique pourra être mis en place. L’unité minimale d’hébergement des animaux sera le couple mère/enfant qui ne sera séparé qu’au-delà de l’âge minimal réglementaire (8 mois) de sevrage pour cette espèce afin de reformer de nouveaux groupes. Dans l’ensemble, le groupe social multifemelles et multi-nouveau-nés sera favorisé au maximum. Toute intervention sera faite sous anesthésie générale réversible pour permettre un réveil rapide des animaux, avec une anesthésie non systématique du nouveau-né lors des premières semaines de vie, lorsque la balance bénéfice/risque n’est pas favorable (risques d’hypothermie ou de rejet maternel trop importants) par rapport au temps nécessaire pour l’intervention. Enfin, toutes les techniques et analyses ont été miniaturisées pour la procédure chez les nouveau-nés, afin de réduire les volumes de sang nécessaires à prélever.
Choix des espèces
Ce projet a pour objectif final d’évaluer l’impact d’une perturbation du microbiote d’un nouveau-né sur sa réponse immunitaire à une infection respiratoire, et ainsi évaluer le bénéfice de certains traitements ou vaccins sur les effets délétères liés à cette perturbation. Seuls les primates non-humains présentent des caractéristiques anatomiques, physiologiques et immunologiques, en termes de réponse immunitaire et vaccinale, suffisamment proches de l’humain pour permettre une étude pertinente de ces phénomènes. Nous avons choisi le macaque cynomolgus, qui a déjà été modèle d’infection pour nos virus d’intérêt dans des études scientifiques, et chez qui les techniques et outils d’exploration du système immunitaire et du microbiote sont disponibles et maitrisés. L’étude pharmacocinétique de molécules telles que les antibiotiques, ne nécessite pas d’être faite chez le juvénile ou le nouveau-né et se fera sur l’adulte car leur maturité physiologique permet une caractérisation stable et reproductible des profils d’exposition, ce qui facilite l’optimisation des doses et des modalités d’administration avant leur transposition aux animaux plus jeunes. Des animaux juvéniles et adultes sont également mobilisés pour la mise au point et la validation du modèle d’infection par le RSV, les juvéniles présentant un système immunitaire encore en développement, plus proche de celui des nouveau-nés que celui des adultes, tout en permettant des investigations expérimentales plus robustes et moins contraignantes. Cette étape est nécessaire pour établir les conditions d’infection, évaluer la pertinence immunologique du modèle et sécuriser son transfert ultérieur aux stades néonataux. Enfin, notre étude, qui s’intéresse à des développements in utero et néonataux, nécessite d’avoir accès à des femelles gestantes et aux nouveau-nés issus de ces gestations.
MODIFICATION – Etude préliminaire de criblage de vecteurs adéno viraux associés (AAV) après injection intravitréenne, intracochléaire et intraveineuse successivement chez le macaque fascicularis
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Dix macaques à longue queue subissent une même opération de quatre heures combinant une injection dans l'œil, une dans l'oreille interne et une par voie intraveineuse, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Tous seront tués pour analyser où se distribuent les vecteurs viraux testés. Le porteur reconnaît des risques d'hémorragie du vitré, de décollement de rétine et de troubles de l'audition et de l'équilibre. Il justifie le recours au primate par l'échec fréquent, chez le singe, des vecteurs sélectionnés sur la souris.
Objectifs
Le projet est une étude préliminaire visant sélectionner des vecteurs viraux AAV permettant d’apporter à un type de cellule une molécule thérapeutique sensible à la lumière. Cette sélection sera faite d’après l’affinité de ces vecteurs pour les organes cibles (oreille interne, rétine, estomac, cerveau), ainsi que leur distribution dans l’organisme. L’étude sera effectuée comme une étude de toxicologie pour évaluer tout effet potentiellement toxique. La sélection sera faite après leur administration intraoculaire, dans l'oreille interne et intraveineuse au cours d’une même anesthésie chez le macaque fascicularis. Les vecteurs viraux AAV sont dérivés d'un virus non pathogène et sont couramment utilisés dans la recherche biomédicale afin de développer des thérapies chez l’humain. Ils permettent une transduction efficace de nombreux types de cellules de mammifères et une expression génétique stable après un seul traitement d’un ou plusieurs gènes, ce qui permet de compenser un déficit génétique. Les protéines sensibles à la lumière sont utilisées pour développer la thérapie optogénétique, une méthode prometteuse pour compenser la perte des cellules de la rétine ou de restaurer l’audition via des implants intra-auriculaire chez des patients atteints de surdité. Les résultats obtenus permettront de sélectionner les vecteurs viraux les plus prometteurs dans le développement de thérapies optogénétiques chez l’humain.
Bénéfices attendus
Il permet de sélectionner les vecteurs viraux capbles de transduire efficacement dans les différents cellules et tissus cibles pour la réalisation d’études de toxicologie règlementaire prérequis aux essais cliniques de phase I, II et III chez l’humain
Procédures
Les animaux seront soumis à une intervention chirurgicale d'environ 4h et pendant laquelle une injection dans l'oeil, une injection dans l'oreille interne et une injection intraveineuse du produit testé seront effectués successivements. Les animaux seront soumis à des prélèvements de sang effectués vigiles, dans un système de contention adapté, à raison d'un par jour au maximum sur 7 jours. Le prélèvement de sang dure quelques minutes. Un prétraitement sous forme d'une perfusion pourra être effectué selon des résutlats préliminaires, d'une durée maximal de 2h. Un isolement physique pendant la durée d'observation (7 à 15 jours) après les administrations est possible, si aucun animal compatible socialement et scientifiquement n'est disponible.
Impact sur les animaux
Quatre catégories de nuisances peuvent être provoquées chez les animaux utilisés dans ce projet. Elles sont toutes prises en compte de manière préventives pour réduire leur impact. 1)Liées aux manipulations vigiles : en cours d’étude, les observations cliniques, peuvent nécessiter d’une manipulation et une contention manuelle des primates. Elles sont faites selon les bonnes pratiques vétérinaire mais cela peut néanmoins engendrer un stress chez ces espèces non domestiques 2) Liées à la chirurgie : un risque de nuisance modérée pour les animaux (inflammations, douleurs opératoires et post opératoire, etc) est possible 3) Liées aux prélèvements/administration : la réalisation de prélèvements de sang, peut provoquer des lésions locales (hématomes) et un stress modéré des animaux en cas de réalisation incorrectes, d’individus plus fragiles ou bien de l’immobilisation nécessaire. De plus, même si ces effets délétères sont rares lorsque le geste est réalisé par un opérateur expérimenté, il existe un risque d’infection lors d’administration dans la cochlée ou l’œil. Enfin, dans de rares cas, l’injection intravitréenne peut entrainer une augmentation de la pression intraoculaire, hémorragie du vitré, déchirures et décollement de la rétine, inflammation intraoculaire et endophtalmie et l’administration intra cochléaire peut provoquer des troubles auditifs et de l’équilibre se traduisant par exemple par des maux de tête ou des nausées. 4) Liées à une toxicité du mélange de vecteurs testés : ce type de nuisances est difficilement estimable, mais semblent faibles selon les données scientifiques des études chez d’autres espèces. Si des effets toxiques apparaissent, ils seront liés à la biodistribution des vecteurs dont l’évaluation est le but de cette étude.
Devenir
Les animaux utilisés seront euthansiés pour procéder à une analyse de la distribution des vecteurs dans l'organisme.
Remplacement
Actuellement, il n'existe pas de méthodes alternatives permettant d'obtenir toutes les informations collectées grâce à ce type étude, qui visent à sélectionner des variants de vecteurs viraux les plus efficaces pour poursuivre le développement de thérapies optogénétiques. Il faudra pour cela pouvoir modéliser un organisme entier, ce qui n'est pas réalisable pour le moment avec les méthodes alternatives existantes.
Réduction
L’utilisation d’un male et d’une femelle par lot est considéré comme le minimum acceptable permettant une interprétation pertinente des données. L’administration successive des variants AAV chez les mêmes animaux a pour but de réduire le nombre d’animaux d’un facteur 3 à 4 (par rapport à un criblage séparé pour chaque voie d’administration), sans introduire de charge supplémentaire pour l’animal individuel. Les 3 voies d'administrations n'interfèrent pas ensemble car chaque vecteur est identifié par un code spécifique. Les principaux organes cibles sont les cellules cilliées auditives, la rétine, le cerveau et l'estomac, d’où les 3 vois d'administration.
Raffinement
Une période d’acclimatation de 15-21 jours est respectée à réception des animaux, suivie de 1- 2 semaines de training. Les animaux bénéficient d’un programme de training par renforcement positif pour réduire le stress/favoriser la coopération (habituation aux systèmes de contention -boîtes taxi, chaises, gilets- et manipulations progressives reproduisant les gestes techniques de l’étude). Un programme d’enrichissements validé par la structure en charge du bien-être animal est appliqué quotidiennement pour garantir des conditions de vie optimales/minimiser les impacts des expérimentations. Les animaux sont hébergés collectivement, sauf exceptions (bagarre, blessure), avec des enrichissements adaptés à leurs besoins. L’isolement est validé par un vétérinaire et fait l’objet d’un suivi SBEA. Les animaux sont hébergés en groupes sociaux compatibles pour réduire le stress/le risque de blessures liés à un réallotement. Les animaux sont observés quotidiennement pour détecter tout signe clinique anormal et prendre rapidement les mesures nécessaires (réhydratation, isolement pour soin). Toute anomalie est rapportée au vétérinaire, qui prescrit un traitement si nécessaire. Un suivi clinique et pondéral est en place, un fois par semaine pendant la phase de suivi après l’administration. Un vétérinaire est présent aux heures ouvrées, et une astreinte vétérinaire est disponible 24h/24 et 7j/7. À leur inclusion dans le projet, tous les animaux font l’objet d’un examen clinique par un vétérinaire pour s’assurer de leur bon état de santé et exclure ceux jugés inaptes. Une traçabilité des animaux/des actes est assurée pour permettre leur suivi et analyse lors des bilans rétrospectifs. Des systèmes de contention adaptés sont développés pour limiter les manipulations directes et la contention manuelle des primates vigiles (boîte taxi, chaise à contention). Les volumes prélevés/administrés respectent les guidelines vétérinaires. Concernant les administrations : ce sont des voies standard en médecine humaine. Elles seront effectuées sous anesthésie et analgésie par des chirurgiens expérimentés ayant pratiqués ces chirurgies chez l’humain et différents modèles animaux. La réalisation de l’ensemble des administration en une seule anesthésie limite l’accumulation des anesthésies et permet d’évaluer à modérée le degré de sévérité. Pour l'isolement des animaux, celui ci ne serait que physique, et l'ajout d'enrichissements spécifique sera mis en place dès la phase de réveil.
Choix des espèces
Le macaque fascicularis est une espèce reconnue pour son aptitude à prédire les effets pharmacologiques, indésirables et/ou toxiques de produits à visée thérapeutiques humains pour des produits thérapeutiques dont la cible est la plus proche de l’humain, ce qui est le cas pour les structures oculaires et auditives. De plus, les variants AAV sélectionnés sur des modèles murins pour ce type de thérapies se révèlent souvent peu efficace chez le primate humain et non humain, ce qui explique la nécessité de passer par un primate non humain pour les sélectionner plus finement. Il convient d’utiliser de jeunes animaux sains ; les macaques sont utilisés à partir de 2 ans, et jusqu'à 5 ans.
Approches thérapeutiques de l’Adrénomyéloneuropathie (AMN) dans un modèle de souris génétiquement modifiées et chez le primate non-humain.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
Macaques à longue queue : 6
Cinquante minutes de natation forcée trois fois par semaine pendant quatre mois : 343 animaux, 337 souris et 6 macaques à longue queue, sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré à sévère, tous tués à l'issue. 120 souris relèvent du niveau le plus élevé. Le projet teste contre une maladie neurologique rare, l'adrénomyéloneuropathie, trois pistes : une thérapie génique injectée dans le cerveau, un régime enrichi et l'effet de l'exercice, avec des tests de coordination et d'équilibre. Les macaques servent à étudier la distribution du vecteur, mis à jeun et isolés avant l'anesthésie.
Objectifs
L’adrénomyloneuropathie (AMN) est une maladie orpheline redoutable, causée par des mutations d’un gène (le gène ABCD1) porté par le chromosome X. Elle endommage progressivement la gaine protectrice entourant les fibres nerveuses du cerveau et de la moelle épinière. Cette maladie altère la motricité des membres inférieurs et prive des milliers de personnes adultes de marcher normalement. Les déficits apparaissent entre 35 et 50 ans et s’aggravent en 10-20 ans. Aux Etats-Unis, l’AMN est dépistée à la naissance à partir d’un prélèvement de sang déposé sur buvard Il n’existe aucun traitement contre cette maladie. On pourra donc envisager dans le futur de la prévenir en agissant tôt dans la vie. Le projet développe 3 stratégies thérapeutiques : 1. Une thérapie génique faisant exprimer le gène ABCD1 normal dans s des cellules de la moelle épinière. Nous avons conçu agents thérapeutiques portant le gène sainet nous avons comme objectifs i) de tester l’effet thérapeutique de ces agents dans le modèle murin de l’AMN ii) d’étudier la biodistribution de ces agents chez le modèle primate non humain. 2. Un régime alimentaire capable de fournir un supplément de nutriments énergétiques (NE) aux axones, cellules permettant de transporter les messages nerveux . Ces suppléments, bien tolérés, testés dans d’autres maladies neurologiques, mais pas dans l’AMN, pourraient pallier le déficit métabolique des axones et prévenir/ralentir l’évolution de la maladie. Nous étudierons leurs capacités à produire des effets positifs chez le modèle souris AMN. 3. Des tests de modification du mode de vie. Notre hypothèse est que l’activité musculaire peut aggraver l’évolution de la maladie, en augmentant la dépense énergétique des axones à l’inverse d’autres maladies neurologiques. Les axones dans l’AMN étant métaboliquement vulnérables, leur imposer une dépense accrue liée à l’exercice pourrait aggraver leur déficit et peut-être accélérer leur dégénérescence.. Dans notre expérience clinique, nous avons observé quelques cas où au tout début des signes, la pratique d’un sport (jogging, marche prolongée, vélo) avait semblé aggraver les déficits. Cette hypothèse peut être testée dans le modèle souris d’AMN, en étudiant les résultats de séances répétées d’exercice.
Bénéfices attendus
Environ 30.000 adultes en Europe et en Amérique du Nord ont une AMN et ne reçoivent aucun traitement. Il y a donc un grand besoin de progrès thérapeutiques. Notre projet expérimental testera trois stratégies spécifiques et possiblement complémentaires. Notre première approche thérapeutique est la thérapie génique. Cette étude permettra d‘évaluer la capacité de cette approche à ralentir ou inverser l’apparition des signes cliniques dans notre modèle murin d’AMN. La thérapie génique est en plein développement pour traiter plusieurs maladies humaines, notamment certaines affections neurologiques. Elle s’appuie sur une dizaine d’années d’essais chez l’Homme. La mise en évidence d’un effet bénéfique de la thérapie génique dans notre modèle ouvrirait une possibilité nouvelle de traitement applicable à l’Homme. La seconde approche est une thérapie fondée sur un régime alimentaire riche en nutriments énergétiques (« nutraceutique »). Ces régimes déjà testés dans d’autres maladies neurologiques trouveraient une place dans la prévention en ralentissant l’évolution de l’AMN. Si notre projet démontre expérimentalement le rôle bénéfique de ce type de régimes sur notre modèle murin d’AMN, il ouvrirait la voie à des essais cliniques de» pour le traitement de l’AMN humaine. La troisième approche est de réduire les exercices musculaires vigoureux chez les personnes atteintes d’AMN. Notre étude permettra de démontrer leur effet néfaste chez ces personnes. En effet, si l’exercice musculaire est recommandé dans certaines maladies neurologiques cérébrales, il n’en est probablement pas de même pour les maladies touchant les très longs axones de la moëlle épinière, qui contrôlent la motricité et l’équilibre des membres inférieurs et où la conduction de l’influx exige une énorme dépense énergétique. La répétition d’exercices vigoureux soumet à long terme ces longs axones à une forte pression métabolique. Pour les axones fragilisés par l’AMN, cette forte pression pourrait favoriser la dégénérescence axonale. Contrairement à une idée répandue chez certains patients « proactifs », un haut niveau d’exercice devrait alors être évité dès les premiers signes de l’AMN. . Les résultats de cette approche permettront de conseiller aux patients d’éviter une activité physique.
Procédures
Chez les modèles primates non humains et souris : - Injection de l’agent thérapeutique : 1 injection sous anesthésie en moins de 15 secondes. - Chirurgie sous anesthésie profonde pour administration de l’agent thérapeutique : 1 intervention, durée 1h30. - Imagerie sous anesthésie : 1 intervention, durée max 1h30. - Habituation à l’expérimentateur : 3 minutes par jour par souris, 5 jours consécutifs. Selon le groupe expérimental 1 à 3 par animal. - Tests comportementaux : Deux types de tests comportementaux seront réalisés afin d’évaluer la coordination et l’équilibre . 3 fois par animal. Test de coordination : Durée : 20 minutes/jour c’est-à-dire 4 passages d’environ 5 minutes max avec 1 heure de repos entre chaque passage. Répétition : 3 jours consécutifs; Test d’équilibre: 4 passages/jour sur la barre, 3 jours consécutifs, durée max 10-15 min - Exercice : 50 minutes de natation 3 fois/semaine pendant 4 mois. - Souris : prélèvement sanguin : 1x/mois entre 12 et 24 mois - NHP : 1 prélèvement sanguin, nécessitant au préalable une mise à jeun (durée 14-15hr max) avec isolement individuel
Impact sur les animaux
Chez le modèle souris : - Injection: possible complication = gonflement autour du site d’injection qui disparait dans les 24-48 h qui suivent l’injection. Cette injection se fera -sous anesthésie
Devenir
Tous les animaux seront euthanasiés à la fin des procédures pour prélèvement d’organe afin d’obtenir des mesures concrètes et reproductibles.
Remplacement
Pour ce projet, le recours à l’animal est nécessaire car aucun milieu de culture, organoïde ou système synthétique, ne permet de reproduire la complexité architecturale et fonctionnelle spécifique des structures du système nerveux central au point de prédire les propriétés d’une thérapeutique nutritionnelle.
Réduction
Le nombre d’animaux par groupe a été déterminé par retour d’expérience de plusieurs projets portant sur ce même type d’étude. . Le suivi longitudinal/répété chez le même individu pour monitorer la réponse des tests moteurs permet de réduire le nombre d’animaux nécessaire pour observer un effet significatif des traitements testés.
Raffinement
Chez le modèle souris : Injection au 7ème jour de vie: sous anesthésie générale Injection à 16/18 mois : Anesthésie générale et utilisation systématique d’analgésiques - Souris placées sur des tapis chauffants - Soutien nutritionnel en postopératoire pendant 2 jours Tests comportementaux : précédés d’une phase d’habituation à l’expérimentateur, but : minimiser stress et assurer une reproductibilité optimale de ces expériences. Exercice : familiarisation progressive avec la natation en 2 semaines Régime : Introduction progressive des régimes Imagerie : douleur liée à l’utilisation de barres d’oreilles pour stabiliser l’animal minimisée par application locale anesthésiant 5 minutes avant. Points limites établis pour réduire la souffrance et le stress des animaux Une observation hebdomadaire des animaux, des pesées hebdomadaires seront réalisées. Les primates seront acclimatés pendant au moins un mois en dehors de la quarantaine et avant la date de début du protocole. Le protocole d’anesthésie pour la réalisation des études comporte des analgésiques pour minimiser l’inconfort. La surveillance rapprochée suite à l’administration des produits ou à l’anesthésie, l’évaluation du comportement à l’aide d’une grille tout le long de l’expérience, un suivi du poids hebdomadaire, et la mise en place de points limites permettent de limiter les nuisances liées aux interventions. De plus, le nombre et le volume des prélèvements ainsi que la durée de l’anesthésie sont réduits au maximum. Les primates non-humains seront hébergés en groupes sociaux dans des cages équipées spécifiques de l’espèce. On limitera la durée de l’hébergement individuel lors des mises à jeun pour l’administration des vecteurs, tout en gardant un contact visuel, sonore et olfactif avec les autres primates hébergés dans la même pièce. Des enrichissements adaptés seront mis en place : structurel (balançoire et visuelle, miroir), alimentaire (fruits, graines dans le fourrage); manipulable (jouets), auditif (musique). L’interaction positive au quotidien avec les personnels impliqués dans l’étude constitue aussi une forme d’enrichissement.
Choix des espèces
Le choix de la souris comme espèce se justifie pour les raisons suivantes : il existe une lignée de souris génétiquement modifiées comme modèle d’AMN. Ces modèles présentent des manifestations cliniques et histologiques fiables et représentatives. L’injection des vecteurs se fera à deux stades de vie différents : - à l’âge de 7 jours de vie dans le but de stopper ou ralentir l’apparition des signes cliniques - à l’âge de 16/18mois, à un moment où les signes cliniques commencent à apparaitre. Le développement clinique des approches thérapeutiques demande d’étudier la biodistribution et la sureté des vecteurs AAV dans un modèle bien connu. Le primate non-humain est proche de l’Homme en termes d’organisation anatomo-fonctionnel cérébrale et d’immunologie.Nous utiliserons des jeunes adultes car ils représentent le mieux la physiologie d’un adulte humain, avec un système immunitaire et des organes matures.