Primates

14 macaques à longue queue vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie cérébrale d'environ quatre heures couplée à une IRM, huit prélèvements sanguins, sept ponctions lombaires, six IRM et quatre électromyogrammes, pour comparer deux méthodes d'injection intracérébrale d'un vecteur de thérapie génique visant la maladie de Huntington. Le porteur décrit les nuisances possibles, douleur crânienne, gêne à la cicatrice, hématomes gênant la mobilité et appréhension envers les expérimentateurs après chaque intervention. Il présente l'usage du primate comme "primordial" pour valider la procédure avant l'humain, au motif que son cerveau se rapproche du cerveau humain.

Objectifs

Certains virus (les AAV : Adeno-Associated virus = Virus associés aux Adénovirus) sont très efficaces pour transporter et exprimer des gènes d’intérêts dans des parties précises du système nerveux central, en particulier dans le cerveau. L’utilisation de ces virus non pathogènes et déja testés dans le cadre de traitements thérapeutiques pour d'autres maladies neurodégénératives constitue une approche de choix pour la maladie de Huntington. Le but de cette étude est multiple. Dans un premier temps elle permettra de tester la possibilité d’une injection au cours d’une séance d’imagerie par résonance Magnétique (IRM) permettant de pouvoir suivre en direct l’évolution, la diffusion de notre injection. Grace à cette étude nous pourrons également comparer la précision de nos injections au niveau de nos sites d’injection, en utilisant deux méthodes d’administration (injection avec produit de contraste comparé à injection avec système de guidage informatique). Enfin cette étude nous permettra d’évaluer la toxicité de l’utilisation du produit de contraste et de comparer la diffusion de ce produit avec la diffusion de notre vecteur médicament. Toutes ces informations nous permettront d’évaluer : •la diffusion de notre médicament dans l’organisme •les zones d’expressions de notre médicament dans l’organisme.

Bénéfices attendus

Les benefices attendus pour ce projet sont : - La détermination de la méthode d’injection optimale - La détermination du volume d’injection optimal - Les informations de diffusion du médicament dans l’organisme - La possibilité de trouver des indicateurs biologiques de la maladie. Le but global de l'étude étant de soutenir la demande d'un essai clinique (chez l’homme) pour les patients souffrant de la maladie de Huntington.

Procédures

Dans ce projet tous les gestes techniques sont réalisés sous anesthésie générale et sous analgésie. Une même anesthésie permet la réalisation de plusieurs gestes (prise de sang + Ponction lombaire + Electromyographie (EMG) ou Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) selon les temps d’intérets de l’étude). - Une procédure chirurgicale (environ 4h) couplé à une IRM - 8 prélèvements sanguins, 7 prélèvements de Liquide céphalo rachidien (LCR) (prise de sang (5 minutes), prélèvement de LCR (10 minutes), - 6 examens Imagerie par résonance magnétique (IRM) (environ 1h30) - 4 Electromyogramme (EMG) (maximum 30min).

Impact sur les animaux

les nuisances possibles pour l'animal sont : - une douleur possible au niveau de la zone crânienne suite à l’intervention chirurgicale, - une gêne au niveau de la cicatrice due à une douleur ou à des démangeaisons lors de la cicatrisation, - une gêne au déplacement suite aux prélèvements de sang et de LCR qui peuvent de temps en temps induire des hématomes pouvant gêner temporairement la mobilité des primates, - une légère douleur liée au prélèvement de LCR, - une gêne au déplacement lors de la remise en cage suite à l’anesthésie (déséquilibre, faible tonus musculaire), -une gene musculaire possible suite à la stimulation électrique pour la réalisation des EMG, - une légère hypothermie lors de la remise en cage (l’animal étant constamment réchauffé pendant l’intervention, le fait de le remettre en cage stoppe cet apport de chaleur complémentaire), - une difficulté d’alimentation post opératoire dû à de possible reflux gastriques, - une appréhension ou méfiance des animaux vis-à-vis des expérimentateurs suite à chaque intervention.

Devenir

A la fin du projet soit 6 mois apres l'injection, les animaux seront euthanasiés pour permettre les études histologiques et de biodistribution composant l'etude et permettant de déterminer la méthode d’injection optimale de notre traitement de thérapie génique.

Remplacement

Toutes les études possibles sans utilisation d’animaux ont été effectuées en amont de ce projet, en particulier la démonstration de la fonctionnalité des vecteurs médicaments. L’objectif de ce projet ne permet pas d’envisager de méthode évitant ou remplaçant l'utilisation des animaux. En effet, le développement de cette approche thérapeutique chez l’Homme fait l'obligation d'une étude sur son efficacité, sa toxicité et des réactions du corps sur un autre modèle animal que le rongeur, de plus grande taille (ici le primate) pour affiner avant la transposition chez l’Homme. Notre projet a pour but de valider une procédure opératoire en vue d’une application prochaine à l’Homme. L’utilisation du primate est donc primordiale pour valider celle-ci sur un modèle gros animal présentant des caractéristiques structurelles du cerveau proche des caractéristiques humaines.

Réduction

14 animaux au total: 6 animaux pour l’étude de faisabilité (2 doses) 8 animaux pour l’étude de toxicité (2 doses): 3 animaux par dose de médicament-vecteur (2 doses différentes) et 2 animaux controles, c’est-à-dire injecté avec une substance ne contenant pas de médicament-vecteur (2 volumes différents). C’est le minimum pour une étude statistique permettant de repondre à l'objectif du projet. L'étude statistique concernera principalement l’étude histologique et sera réalisée par un anatomopathologiste certifié.

Raffinement

Les procédures utilisées sont adaptées pour éviter tout inconfort de l'animal, Les animaux sont hébergés en groupe et recevront un enrichissement adapté. Les animaux auront un suivi quotidien par les techniciens du projet, un suivi de poids à chaque anesthésie, l'utilisation de buprénorphine pour les ponctions lombaires pour éviter tout inconfort et enfin des antibiotiques lors de la chirurgie. L'administration intracérébrale d'AAV (Adéno Associated Virus=Virus associé aux Adénovirus) est parfaitement tolérée. Les prises de sang et ponctions lombaires (avec les mêmes volumes et fréquence que décrite dans ce projet) sont menées en routine sur tous les animaux suivis par l'équipe et ne génèrent pas d'effet néfaste sur les animaux. Une observation journalière sera faite tout au long du projet. A la moindre anomalie un avis vétérinaire sera demandé et un traitement mis en place si nécessaire. Si un animal ne présentait pas d'amélioration dans le suivi, il sera euthanasié avec avis vétérinaire.Les animaux sont hébergés en groupe. Un programme d’enrichissement est mis en place pour complexifier l’environnement et permettre l’expression de comportement propres à l’espèces (ex : fourragement)les procédures sont réalisées par du personnel formé et experimenté notamment la chirurgie d’administration intracérébrale réalisée par un neurochirurgien expert de la technique. Enfin, le nombre d'anesthésie est minimisé en regroupant les procédures (prise de sang (volume adapté à la taille des animaux et validé par le vétérinaire), ponction lombaire) au sein de la même anesthésie.

Choix des espèces

La capacité des vecteurs médicaments à pénétrer dans un organe donné et y faire exprimer un gène thérapeutique permettant de soigner les maladies est dépendante de l'espèce. Dans les maladies que nous ciblons, il existe un modèle murin de la maladie, utilisé dans une première étape, déjà réalisé et ayant permis de confirmer la preuve de concept de la thérapie. Les organes du primate non humain en particulier le cerveau, se rapprochent le plus de celui chez l’homme en termes de structure anatomique. L’administration du médicament vecteur dans un cerveau proche du cerveau humain permet de définir au mieux les paramètres du protocole qui sera réalisé chez l’homme (nombre de sites, volumes, débit, nombre de particules). L'injection de médicament-vecteur chez le primate est le seul moyen d'évaluer au mieux la faisabilité, l'efficacité et la tolérance d'une telle approche thérapeutique réalisée préalablement chez les rongeurs. Les animaux seront utilisés entre 2 ans et 15 ans selon la disponibilité en élevage, nous avons besoin d'individus avec un cerveau complètement développé.

Six macaques à longue queue vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une ouverture de la barrière hématoencéphalique et l'injection d'un vecteur viral sous anesthésie, quatre prélèvements de sang et quatre de liquide céphalorachidien et deux IRM, le porteur signalant un risque d'œdème cérébral et de fuite de liquide provoquant maux de tête et signes neurologiques. Le projet relève en partie d'une prestation de service pour des entreprises, en vue d'essais cliniques humains. Le porteur affirme qu'aucun modèle cellulaire n'existe et que le primate est requis par l'agence du médicament pour la toxicologie réglementaire.

Objectifs

Notre equipe est impliquée dans le developpement d’approches de thérapies géniques innovantes dans le domaine des maladies neurodégénératives avec à la fois de la recherche et développement mais aussi de la prestation de service pour des entreprises. Ici nous voulons tester la capacités des vecteurs à permettre une expression significative dans les différentes zones du cerveau suite à un nouveau mode d’ouverture (confidentiel) de la barrière hématoencéphalique qui protège le cerveau des intrusions d’agents pathogènes et des virus, afin d’établir des voies d’administration non invasives de thérapie pour l’application en santé humaine. Au total le projet utilisera 6 primates maximum sur les 5 prochaines années repartis par groupe de 2 à 3 primates selon les doses de vecteurs administrées.

Bénéfices attendus

Le bénéfice du projet est d’établir la preuve de faisabilité de l’ouverture de la barriere hématoencéphalique qui protège le cerveau par une nouvelle technologique. et nous nous attacherons à démontrer son efficacité couplée à l’administration de vecteurs viraux à but thérapeutique pour le ciblage du cerveau chez le PNH en vue de proposer des essais cliniques de phases I et II chez l’Homme et ainsi de disposer de toutes les données requises pour le dépôt d’un dossier à l’agence du médicament. La barrière hématoencéphalique est une protection du système nerveux central (SNC) des pathogènes et virus mais est pour la même raison une limite à l’atteinte efficace du SNC par les composés injectés en intraveineux.

Procédures

- une ouverture de la Barriere hématoencéphalique sur animal anesthésié et sous analgésie avec corticoides puis une injection Intraveineuse de vecteur adéno-associé sur l'animal sous anesthésie générale (durée 1h30) - 4 prélèvements sanguins, 4 prélèvements de Liquide céphalo rachidien (LCR) (durée du geste maximum 30min), sous anesthésie générale et analgésie. - 2 examens par Imagerie par résonance magnétique (IRM) (environ 2h), sous anesthésie générale Dans ce projet, comme décrit précédemment, une même anesthésie générale permet la réalisation de plusieurs gestes (prise de sang + prélèvements de Liquide céphalo rachidien + IRM)

Impact sur les animaux

Une ouverture de la barriere hémato-encéphalique avec injection intraveineuse du traitement avec un risque anesthésique et un risque d’œdème cérébral lors de l’ouverture de barrière Plusieurs prélèvements de sang et de LCR avec un risque de fuite de LCR (maux de tête, vomissements, signes neurologiques ) et la formation possibles d’hématomes - stress lié à la contention en cage pour la réalisation des injections (anesthésie, analgésie, antibiotique,…)

Devenir

A la fin du projet, l'ensemble des animaux sera euthanasié pour permettre les études post-mortem des tissus et des organes et vérifier la distribution du vecteur médicament dans les organes afin d’évaluer l’efficacité thérapeutique et la tolérance de cette approche.

Remplacement

Les études in vitro pour valider la cible thérapeutique sont effectuées en amont de ce projet afin de valider l’utilisation de notre cible thérapeutique dans les modèles murins de la pathologie. À l’heure actuelle il n’existe pas de modèle de culture ou de système cellulaire pour étudier l’efficacité de l’ouverture de barrière hématoencéphalique, encore moins pour évaluer l’efficacité de transduction consécutive à l’ouverture de cette barrière. Enfin, notre stratégie thérapeutique et la fonctionnalité de nos vecteurs ont été réalisées chez la souris en amont de ce projet. L’objectif de ce projet ne permet pas d’envisager de méthode évitant ou remplaçant l'utilisation des animaux. En effet, le développement de cette approche thérapeutique chez l’Homme nécessite une étude d’efficacité, de toxicité, sur un modèle ayant un système nerveux plus développé que le rongeur et le plus pertinent pour reproduire ce qui se passera chez l’Humain est le primate non humain. Ces étapes sont réglementaires et requises par l’Agence francaise du médicament pour toute demande d’autorisation pour la réalisation d’étude clinique (chez l’homme).

Réduction

Il y a 6 animaux maximum sur ce projet, correspondant au minimum requis pour la validation de l’efficacité des différentes approches avec des lots d’animaux allant de 2 à 3 animaux et un suivi 6 semaines post injection L'étude statistique concernera principalement l’étude histologique et sera réalisée par un anatomopathologiste certifié.

Raffinement

Les animaux sont hébergés en groupe. Un programme d’enrichissement est mis en place pour complexifier l’environnement et permettre l’expression de comportement propres à l’espèces (ex : fourragement, perchoir, échelle, hamac…). Les animaux auront un suivi quotidien par les techniciens du projet, un suivi de poids à chaque anesthésie. l'utilisation d’un analgésique pour les ponctions lombaires et les injections virales, permettra d’ éviter au maximum les inconforts. Une observation journalière sera faite tout au long du projet. A la moindre anomalie détectée, un avis vétérinaire sera demandé et un traitement mis en place si nécessaire. Si un animal ne présente pas d'amélioration suite à une prise en charge vétérinaire, il sera euthanasié (avec avis vétérinaire) après avoir été anesthésié. Les procédures utilisées sont adaptées pour éviter tout inconfort de l'animal, elles sont réalisées par du personnel formé et expérimenté́. Enfin, les étapes du suivi sont prévues pour optimiser le nombre d'anesthésies en regroupant les procédures (prise de sang (volume adapté à la taille des animaux et conforme aux recommandations en termes de Bien-être animal), ponction lombaire, imagerie par résonnance magnétique

Choix des espèces

Dans les maladies que nous ciblons, il existe un modèle murin de la maladie, utilisé dans une première étape, déjà réalisée et ayant permis de confirmer la preuve de concept de la thérapie. Cependant pour une étude de toxicologie règlementaire, une deuxième espèce animale de grande taille est requise. Les organes du macaque en particulier le cerveau, se rapprochent le plus du cerveau Humain en termes de structure anatomique et connectivité fonctionnelle. L’administration du vecteur médicament dans un cerveau proche du cerveau humain permet de définir au mieux les paramètres du protocole qui sera réalisé chez l’Homme. L'injection de vecteurs AAV chez le macaque est le seul moyen d'évaluer au mieux la faisabilité, l'efficacité et la tolérance pour l’Homme d'une telle approche thérapeutique réalisée préalablement chez les rongeurs. Les animaux utilisés sont des macaques adultes (1-15 ans) (2 à 10 Kg) ayant un cerveau complètement développé́ compte tenu des patients ciblés par nos approches

48 ouistitis vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent une à plusieurs craniotomies avec injection de traceurs, dont un virus rabique, lors de chirurgies de quatre à six heures, puis sont tués pour l'analyse histologique du cerveau, afin de cartographier les réseaux neuronaux du mouvement oculaire. Le porteur reconnaît que ces chirurgies "peuvent être douloureuses" et que l'isolement des animaux infectés induit du stress. Il justifie le recours au primate par sa proximité anatomique et sociale avec l'humain, pour une visée de connaissance fondamentale.

Objectifs

Nous utiliserons différentes stratégies de traçage neuroanatomique pour décrire de façon détaillée l'organisation des réseaux neuronaux qui contrôlent les mouvements oculaires de saccade et de poursuite lisse chez le marmouset. Ces stratégies viseront à identifier les afférences mono et disynaptiques du colliculus supérieur et du DLPN de marmousets avec des objectifs scientifiques multiples. Tout d'abord, une description détaillée de ces réseaux est nécessaire pour guider des études fonctionnelles ultérieures. Les aires préfrontales et pariétales qui projettent vers colliculus supérieur et/ou le DLPN sont mal connues chez le marmouset. Ensuite, notre projet vise à compléter nos connaissances de l'anatomie des réseaux oculomoteurs qui a été forgée essentiellement par des travaux chez le macaque. En effet, cette étude permettra de comparer ces réseaux chez 2 espèces de primates (le macaque, déjà connu, et le marmouset) et offrir ainsi des indices sur l'évolution du contrôle oculomoteur. Par ailleurs, nous utiliserons des outils viraux de traçage neuroanatomique qui permettront de disséquer l'organisation de réseaux, plus finement que ce qui a été fait chez le macaque, en particulier en identifiant les connexions spécifiques relatives à des sous-ensembles neuronaux distincts. En plus, nous réaliserons des traçages depuis le colliculus supérieur et le DLPN chez des mêmes animaux (ce qui à notre connaissance n'a jamais été fait) afin de mieux déterminer les degrés de ségrégation et de recouvrement des zones cérébrales qui contrôlent les saccades de celles qui contrôlent les mouvements de poursuite. Enfin, ce projet vise à compléter et étendre notre autre projet (déjà validé) de traçage des afférences aux aires corticales 25 et 32, qui ont été impliquées dans l'expression des comportements sociaux. Ici, nous proposons de tracer conjointement (chez les mêmes animaux) les réseaux des aires 25 et 32 avec ceux de contrôle des mouvements oculaires. Nous espérons ainsi pouvoir identifier des régions cérébrales pouvant participer au contrôle du regard lorsque celui-ci a une fonction sociale.

Bénéfices attendus

Ce projet nous donnera accès à des données nouvelles et permettra de mieux comprendre le fonctionnement du système oculomoteur et les interactions sociales. Les bénéfices sont liés à des apports de connaissance fondamentale.

Procédures

anesthésie lors de procédures d'Imagerie par résonance magnétique. 1/animal. 1 heure Chirurgie: craniotomie, injection de traceurs. 2 à 3 par animal. 4 à 6 heures.

Impact sur les animaux

Tous les animaux subissant les procédures 2 à 4 seront mises à mort (procédure 5). Les chirurgies d'injections (impliquant une ou des craniotomies) peuvent être douloureuse. L'isolement des animaux suite aux injections de RV (sain ou deltaG) peut induire du stress chez les animaux concernés.

Devenir

Révéler les traceurs nécessite d'effectuer l'histologie des tissus ce qui ne peut être effectué sans la mise à mort des animaux.

Remplacement

Aucune méthode non invasive ne permet une description des réseaux nerveux aussi fine que par traçage neuroanatomique. Ainsi ce projet nécessite un modèle animal. D'une manière générale, les modèles pnh sont nécessires en neurosciences intégratives pour des raisons de proximités anatomiques, physiologiques et comportementales avec l'humain.

Réduction

La réduction du nombre d'animaux utilisés dans ce projet découlera de l'injection conjointe, à l'aide de traceurs différents, d'au moins 2 aires distinctes.

Raffinement

A l'exception de animaux infectés avec le RV, les animaux resteront hébergés dans leur groupes sociaux. Pour les animaux infectés au RV, et donc nécessitant un hébergement spécifique, nous essayerons de regrouper les injections d'animaux appartenant aux mêmes groupes sociaux, pour les héberger ensemble. Lorsque l'isolement des animaux est nécessaire, nous fournirons des peluches de ouistiti (ce qui semble avoir un effet bénéfique sur le stress des animaux isolés dans les zoos).

Choix des espèces

D’une manière générale le modèle primate non humain est nécessaire en neurosciences pour des raisons de proximité anatomiques, physiologiques et éthologiques avec l’Homme. Nous avons choisi le marmouset qui présente un fort développement du cortex préfrontal présentant beaucoup de similitudes au niveau neuro-anatomique avec celui des humains. De plus, les interactions sociales des marmousets, pour lesquelles le regard joue un rôle important, sont multiples et complexes et, comme chez les humains, elles participent à la structure sociale du groupe et aux coopérations entre les individus. Ainsi, le marmouset est un modèle de choix pour ce projet. Marmousets : Ages : 18 mois-10 ans (matures) Poids : 200-450 gr.

Onze macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis gardés en vie en vue d'une réutilisation. Pendant un an à un an et demi, chaque animal est colonisé par la bactérie Klebsiella pneumoniae par gavage sous anesthésie, puis subit des prélèvements de sang et des écouvillonnages rectaux répétés, avec radiographie et lavage broncho-alvéolaire en cas de pneumopathie. Le porteur indique que l'infection peut provoquer fièvre, perte d'appétit et gêne respiratoire, traitées par antibiotiques, les animaux étant hébergés seuls au début. Il affirme que le macaque est l'un des seuls modèles permettant de caractériser la réponse immunitaire et qu'aucune alternative n'existe pour cette étude au long cours.

Objectifs

Klebsiella pneumoniae est une bactérie pathogène dont les souches sont souvent résistantes aux antibiotiques, ce qui complique la prise en charge des patients. A ce titre, cette bactérie fait partie de la liste des agents pathogènes prioritaires, émise par l’OMS en 2017, pour lesquels il est nécessaire de mieux caractériser la pathogenèse (processus par lequel la bactérie déclenche la maladie), et de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques et vaccinales. K. pneumoniae colonise fréquemment le tube digestif de l’homme, avant d’être à l’origine de différents types d’infections, comme des bactériémies (présence de bactéries dans le sang) ou des pneumopathies (infections des poumons). Le clone ST258 de K. pneumoniae, apparu récemment en Amérique du Nord et en Europe, s’est propagé rapidement, et est responsable de maladies infectieuses chez les patients atteints de déséquilibres de la flore intestinale. La mise en place d’un modèle pertinent de colonisation intestinale, chez un animal proche de l’homme, est une étape indispensable pour comprendre les mécanismes de colonisation et de pathogenèse de cette souche. Dans ce contexte, nous souhaitons mettre en place un modèle de colonisation du tube digestif par le clone ST258 de K. pneumoniae chez le macaque cynomolgus pour étudier sa capacité à coloniser le microbiote intestinal, pour suivre la durée de portage intestinal et examiner les évolutions génétiques de la souche sur le long terme. Les pathologies infectieuses (bactériémie, pneumopathie) éventuelles, faisant suite à la colonisation intestinale, seront également surveillées. Dans cette étude, la souche ST258 sera comparée à une souche de référence de K. pneumoniae ne possédant pas les mêmes capacités épidémiques.

Bénéfices attendus

Le suivi de l’évolution génétique au sein du microbiote intestinal d’un représentant du clone de K. pneumoniae ST258 permettra de comprendre si les raisons de la diffusion mondiale de ce clone résident dans sa capacité à coloniser le tube digestif sur le long terme et à s’adapter à cet environnement particulier. Cette étude permettra de développer des stratégies thérapeutiques mieux ciblées.

Procédures

Toutes les procédures seront réalisées sous anesthésie : gavage (1, 15-20 min), prélèvements sanguins et écouvillonnages rectaux (J-6, J-1, J1, J3, J5, J7, J9, J15 puis 1/semaine, réalisés en même temps en 15-30 min). Si un animal développe des signes indicateurs de pneumopathie, des procédures supplémentaires seront réalisées pour pouvoir la diagnostiquer et la traiter : écouvillonnages nasopharyngés et trachéaux (1 tous les 2 jours pendant l’infection, 15-30 min), radiographie pulmonaire et lavage broncho-alvéolaire (1, réalisés en même temps en 45-55 min). Le projet est prévu pour une durée comprise entre 1 et 1,5 an.

Impact sur les animaux

La colonisation digestive par K. pneumoniae ne s’accompagne d’aucun signe clinique particulier. Cependant, en cas de passage des bactéries dans le sang ou de pneumopathie d’inhalation, des signes cliniques de l’infection bactérienne peuvent apparaitre : fièvre, perte d’appétit, gêne respiratoire. Ces infections seront traitées immédiatement par antibiothérapie et ne devraient pas durer au-delà de quelques jours. Des critères d’arrêt sont prévus dans le projet en cas de progression de la maladie. Le traitement antibiotique peut causer des diarrhées et entérites (inflammations de l’intestin grêle). L’état des animaux sera observé tous les 2 jours pendant 10 jours après l’antibiothérapie. En cas de symptômes digestifs, les vétérinaires de l’installation seront alertés et mettront en œuvre des traitements en adéquation avec l’expérience.

Devenir

Tous les animaux seront gardés en vie

Remplacement

Aucune méthode alternative n’est possible pour étudier les phénomènes de colonisation et d’infection bactériennes, avec l’intervention notamment du système immunitaire. Cette étude sur le long terme ne peut être réalisée que sur des animaux vivants.

Réduction

Dans ce projet, au maximum 4 doses de la souche ST258 seront testées successivement, chaque fois sur un seul singe, afin de déterminer la charge optimale permettant la colonisation. La dose suivante sera ajustée en fonction du résultat précédent. Pour les deux doses les plus optimales, nous rajouterons 2 singes pour chaque dose de ST258, ce qui permettra de choisir la meilleure dose en ayant des groupes de 3 animaux. Cette stratégie permet de limiter le nombre de singes utilisés. Un groupe de trois autres singes sera infecté avec une souche de référence de K. pneumoniae avec la dose déterminée pour la souche ST258. Les six (2 groupes de 3) singes étudiés sur le long terme représentent le minimum requis pour évaluer et permettre une interprétation statistique fiable des résultats obtenus concernant le portage des bactéries et la comparaison des deux souches.

Raffinement

Le gavage sera effectué sous anesthésie et ne devrait pas provoquer de douleur particulière. Les prélèvements sanguins et les écouvillonnages rectaux seront également pratiqués sous anesthésie. En cas de pneumonie, une radiographie pulmonaire et un lavage broncho-alvéolaire unique pourront être pratiqués sous anesthésie. Hébergement des animaux infectés par K. pneumoniae en individuel conformément à l’agrément (animalerie A2) : - conservation du contact sensoriel par la mise en place de plaques translucides entre les cages latérales, et cages face à face séparées par environ 2 mètres de distance, - distribution 2 fois par semaine d’enrichissements destructibles de type peebletoy ou sachet surprise au lieu d’1 pour les hébergements en groupe. Cet hébergement individuel est nécessaire au début de l'expérience, pour éviter les biais lors de l’évaluation de certains paramètres biologiques tels que la mesure continue de la température (diurne et nocturne) et pour limiter la surexposition bactérienne. Les animaux seront remis en groupe à J21. En cas d’infection, les animaux seront traités par des antibiotiques auxquels les souches bactériennes utilisées sont sensibles.

Choix des espèces

Pour cette étude sur le long terme, le choix s’est porté sur le macaque pour plusieurs raisons : 1/ les PNH sont physiologiquement plus proches de l’homme 2/ les PNH représentent l’un des seuls modèles permettant la caractérisation de la réponse immune au pathogène: les réponses immunitaires sont similaires à l’homme, et les techniques et outils d’exploration de la réponse immunitaire sont disponibles et maitrisés. 3/ Les souris, l’autre modèle permettant une exploration de la réponse immunitaire, sont coprophages (se nourrissant de leurs excréments) et transmettent donc ce pathogène de façon épidémique. Nous utiliserons des singes adultes car ce sont les adultes qui sont colonisés par K. pneumoniae chez l’homme.

3 singes vervets vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis gardés vivants pour un projet ultérieur. Chaque singe subit sous anesthésie une chirurgie abdominale pour la pose d'un implant de télémétrie et une cathétérisation de l'artère fémorale, avec des risques d'infection, d'hémorragie et de complications vasculaires. Le porteur présente l'ensemble comme une opération "de raffinement" destinée à équiper les animaux avant une recherche à venir. Il indique que la nécessité scientifique de cette recherche relève de l'utilisateur final et a été validée en amont, sans la détailler ici.

Objectifs

Le projet consiste en la pose d’implant de télémétrie sur 3 Chlorocebus sabaeus. Ce projet est une phase de pré-etude afin de préparer les animaux à un projet de recherche ultérieur dans un but de raffinement. La pose d’implant de télémétrie permet le suivi en temps réel et en continu des paramètres vitaux des animaux (température corporelle, fréquence respiratoire, fréquence cardiaque, pression artérielle). Cela permet d’obtenir des données physiologiques continues sans stresser les animaux (pas de contention); de plus, cela permet des mesures en temps réel à distance, afin d’être le plus prédictif possible d’un changement d’état physiologique de l’animal et une intervention rapide du personnel si nécessaire (atteinte de point-limite….)

Bénéfices attendus

La pose d’implant de télémétrie permet le suivi en temps réel et en continu des paramètres vitaux des animaux (température corporelle, fréquence respiratoire, fréquence cardiaque, pression artérielle). Ce projet est réalisé en amont d’un projet de recherche pour lequel il est important de pouvoir monitorer les animaux en continu. Dans le cadre des 3Rs, cela permet de raffiner la procédure avec l’obtention de données physiologiques continues sans stresser les animaux, et en étant plus prédictif « en direct » sur toute modification de l’état de l’animal pour une intervention plus rapide en cas d’atteinte de points-limites (monitoring avec système d’alerte possible).

Procédures

Le projet consiste en la réalisation, sous anesthésie générale et analgésie, d’une chirurgie abdominale pour la pose d’un implant intra-abdominal et une cathérisation vasculaire de l’artère fémorale sur 3 animaux.

Impact sur les animaux

Les animaux devant subir une chirurgie, les effets probables sur les animaux seront ceux inhérents à une telle intervention : - de la douleur per et post-opératoire. Cela peut entrainer secondairement une baisse de l’activité et une diminution de l’appétit transitoire pendant quelques jours après la chirurgie. De plus, inhérent à toute intervention de ce type, les risques possibles sont : - risque anésthésique, - risque d’infection, - risque hémorragique per-opératoire, - risque vasculaire sur le membre postérieur cathétérisé.

Devenir

Ce projet ne contient qu’une procédure. Tous les animaux sont gardés en vie en fin de procédure. Projet s’inscrivant comme phase de préparation des animaux en vue d’un projet ultérieur.

Remplacement

Ce projet se déroule dans le cadre de la préparation d’animaux pour fournir des animaux équipés en télémétrie comme phase de pré-étude pour la réalisation d’étude ultérieure. La nécessité scientifique de l’utilisation d’animaux est faite en amont par les utilisateurs des animaux ; leur projet de recherche est déclaré et agréé par les autorités compétentes selon la règlementation en vigueur.

Réduction

Ce projet a lieu dans le cadre d’une mise au point de technique de raffinement, elle est réalisée sur seulement 3 animaux afin d’évaluer / confirmer son intérêt scientifique et de raffinement pour cette étude. Les conclusions pourront en plus servir pour appliquer les principes de Réduction et de Raffinement à d’autres projets futurs.

Raffinement

La réalisation de ce projet s’inscrit pleinement dans un objectif de raffinement puisqu’elle a pour objectif de permettre un meilleur monitoring d’animaux per-étude (acquisition de mesures physiologiques sans intervention sur les animaux) et de pouvoir intervenir le plus tôt possible en anticipant les modifications physiologiques et notamment l’atteinte de points-limites précoces (système d’alerte lors d’atteinte de paramètres limites). Considérant la procédure elle-même, dans le but de limiter les nuisances aux animaux: - La douleur liée à l'intervention chirurgicale sera gérée par une anesthésie et une analgésie per et post-opératoire adaptées. - le risque infectieux sera limité par une asepsie rigoureuse et une antibiothérapie prophylactique per et post-opératoire. - Le risque anesthésique sera limité par le fait que le protocle a été bien adapté en amont et que le monitoring sera fait par un vétérinaire formé. - Les risques hémorragiques et vasculaires seront limités par le fait que la chirurgie est réalisée par un.e chirurgien.ne expérimenté.e dans la technique.

Choix des espèces

Ce projet est une phase « pré-étude » en vue de fournir des animaux équipés en télémétrie pour un projet de recherche ultérieur. Le Singe vert est une espèce phylogéniquement proche de l’homme et particulièrement sensible au virus considéré dans ce projet. La pertinence de l’utilisation du C.aethiops et du stade juvénile pour le projet de recherche a été établie en amont par l’utilisateur final lors de son agrément du projet lui-même.

2 macaques rhésus vont être utilisés, maintenus en vie à l'issue et réutilisés pour la reproduction, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Déjà porteurs d'un implant crânien, ils subissent deux chirurgies du crâne sous anesthésie puis une quarantaine de séances d'enregistrement par électrodes intracrâniennes, sous restriction hydrique, pendant qu'ils naviguent dans un environnement de réalité virtuelle. Le porteur indique que les chirurgies peuvent provoquer une léthargie, une dissociation passagère et une douleur postopératoire, et que le contrôle de l'eau peut engendrer un inconfort. Il affirme que le macaque rhésus est le seul modèle doté d'un système visuel proche de celui de l'humain, justifiant le recours au primate.

Objectifs

Ce projet est le prolongement d'un autre projet pour obtenir des données manquante sur deux individus et vise à déterminer la base neuronale de la navigation, dans les structures corticales en connexion avec de l'hippocampe : les cortex rétrosplénial et cingulaire postérieur. Ces zones cérébrales sont des aires touchées de façon précoce dans les maladies neurodégénératives telle que la maladie d’Alzheimer et leur perturbation entraine des déficits de la navigation spatiale et de la mémoire épisodique chez l’homme. Des études d’imagerie ont montré qu’une hypoactivité localisée dans ces cortex est un signe précurseur précoce associé aux démences. Toutefois, à cause de la faible probabilité d’accident vasculaire cérébraux dans ce cortex, il y a très peu d’études cliniques décrivant les fonctions associées à ce cortex, ni d’études électrophysiologiques. Ainsi, le fonctionnement neuronal de ces aires sont encore très peu connus chez l’homme, malgré que, ces aires, avec l’hippocampe, aient un rôle essentiel dans la mémoire. Afin de comprendre quelles sont les propriétés fonctionnelles des cellules nerveuses dans ces régions chez le primate, nous effectuerons des enregistrements neuronaux pendant que des primates non humains naviguent dans un environnement en réalité virtuelle et effectuent des apprentissages spatiaux. Le dispositif virtuel permet un contrôle expérimental de l'entrée visuelle sensorielle et une caractérisation fine des facteurs qui influent l’intégration visuo-spatiale et mnésique dans cette zone. Ainsi, nos expériences renseigneront sur la plasticité neuronale ayant lieu dans cette région, et si une stimulation de cette zone permet d’améliorer la mémoire.

Bénéfices attendus

Notre projet permettra de caractériser les propriétés fonctionnelles des cellules neuronales au sein du cortex cingulaire postérieur, et du cortex rétrosplenial, qui sont tous deux impliqués dans la mémoire spatiale et la navigation. Nous déterminerons comment les cellules représentent l'espace visuo-spatial et la nature de leur rôle dans la mémoire grâce à un protocole qui permet leur stimulation pendant des tâches comportementales. En apportant des données neuronales fines, les résultats pourront expliquer pourquoi les atteintes de cette région entrainent des désorientations topographiques et des pertes mnésiques. Ce projet vise à documenter le rôle fonctionnel du cortex postérieur cingulaire et rétrosplénial pour lesquels il y a aujourd'hui que très peu de données.

Procédures

Les animaux sont soumis à deux chirurgies effectuées sous anesthésie générale, visant respectivement à permettre l'accès au cerveau par la mise en place d'une petite craniotomie au sein de l'implant dont les animaux sont déjà équippés, et une chirurgie de désimplantation qui permet de retirer cet implant. Les animaux seront soumis à une quarantaine de sessions d'enregistrement au cours desquelles des électrodes intracrâniennes seront descendues au sein des zones ciblées à raison de 3à 4 séances par semaine. les sessions d'enregistrement serontalternées avec des sessions d'entrainement, pour que le comportement des animaux soit optimal. Les animaux seront aussi soumis à 2 examens d'imagerie sous anesthésie générale après la craniotomie; .

Impact sur les animaux

Les chirurgies peuvent induire au réveil une léthargie et une dissociation mentale passagère, et une douleur post-opératoire qui sera maitrisée par la prise d'analgésique. L’animal est équipé d’un implant crânien qui permet d’enregistrer des données neuronales dont les bords présentent un risque infectieux. L’utilisation du contrôle hydrique peut engendrer un inconfort.

Devenir

Les animaux seront réutilisés à des fins de reproduction.

Remplacement

L’utilisation du modèle primate non-humain apparait essentiel pour la réalisation de cette étude de recherche fondamentale, utilisant des approches d’électrophysiologie et de pharmacologie. Phylogénétiquement, ce modèle d’étude pré-clinique est le plus proche de l’humain dans l’expression de ses comportements et dans son organisation anatomo-fonctionnelle. Ainsi, les informations obtenues seront plus facilement comparables transposables et identifiables à une application chez l’humain. De plus, des taches comportementales variées peuvent être réalisées par ces animaux permettant ainsi l’étude d’un large spectre de comportements complexes. De plus notre projet porte sur la caractérisation du comportement de navigation grâce à une stimulation visuelle, pour lequel, le macaque rhésus est le seul modèle expérimental doté d’un système visuel très proche du nôtre. Aucun autre modèle animal ne présente ces caractéristiques. Par ailleurs, cette approche d’électrophysiologie telle que décrite dans le projet ne peut être à ce jour réalisée chez l’homme.

Réduction

Le nombre d’animaux est réduit à la valeur minimale permettant d’atteindre une significativité et reproductibilité des observations. De fait, nous réaliserons les enregistrements chez deux animaux afin de voir si les résultats obtenus chez l'un sont reproduits chez l'autre. Etant donné la nature des aires cérébrales intervenant précocement dans le traitement des informations visuelles, nous pensons qu'il n'est pas nécessaire de récolter des données chez plus de 2 animaux. Les deux animaux concernés par cette DAP sont déjà implantés, mais la récolte des données neuronales et la stimulation neuronale n'ont pas pu avoir lieu.

Raffinement

Notre méthodologie expérimentale a été planifiée afin de minimiser l’impact de notre étude sur la santé et le bienêtre des animaux. Les douleurs engendrées par les chirurgies seront prises en charge par un antiinflammatoire et un agent morphinique pendant au moins trois jours et jusqu’à ce que les signes de douleur disparaissent. La craniotomie réalisée chirurgicalement au sein de la chambre d’enregistrement sera la plus petite possible à l’intérieur de la chambre d’enregistrement, minimisant ainsi le possible risque d’infection. Les enregistrements seront effectués avec des microélectrodes laminaires fuselées à faible diamètre pour ne pas créer de lésion significative au niveau de la structure cérébrale d’intérêt, et pour augmenter le nombre de neurones récoltés à chaque enregistrement et réduire le nombre de sessions au minimum. La douleur éventuelle induite par le passage de l’électrode sera contrôlée par une anesthésique pulvérisée sur la dure mère. Les imageries réalisées au préalable nous permettront de cibler avec précision les régions cérébrales à enregistrer et nous indiquerons comment positionner l’électrode pour être le plus efficace possible dans la collection de données électrophysiologiques et métaboliques. Le poids de l’animal sera contrôlé de façon quotidienne, afin que le contrôle hydrique n’engendre pas de perte de poids significative. En dehors des sessions comportementales qui seront réduites le plus possible, les animaux seront hébergés dans un environnement social avec accès à de grandes volières incluant du matériel de fourrage et de multiples formes d’enrichissement. Pour favoriser des interactions sans stress excessif entre l’animal et l’expérimentateur, les animaux sont entrainés à la technique d’association positive entre un son (clicker), une action, et une récompense alimentaire. De plus, la mise en place de points limites précoces nous permet un suivi régulier du stress des animaux.

Choix des espèces

Certaines des aires cérébrales et comportements qui font l’objet de nos expériences ne sont pas exprimés chez le rongeur tels que le cortex cingulaire postérieur qui n'a pas d'équivalent histologique chez le rongeur. Le singe rhésus possède une organisation du système visuel (Fovéa, stéréospie, champ visuel binoculaire large), alliée à un développement du néocortex correspondant, similaire à celui de l'homme.

31 macaques à longue queue vont être utilisés, une partie tuée à l'issue pour nécropsie et l'autre réutilisée dans de nouvelles procédures, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils subissent des anesthésies répétées, plusieurs fois par semaine, pour des séances d'imagerie pouvant durer huit heures, des administrations dans le nez sous anesthésie, des prises de sang jusqu'à quatre fois par semaine et des ponctions lombaires, afin de valider un dispositif d'administration de médicaments par le nez chez le nouveau-né humain. Le porteur qualifie l'administration de peu traumatique tout en reconnaissant un possible manque d'appétit, de la fatigue et une irritation de la narine. Il affirme avoir d'abord testé un moule en trois dimensions mais présente le recours à l'animal vivant comme "indispensable", le macaque cynomolgus ayant selon lui les cavités nasales les plus proches de celles d'un nouveau-né humain.

Objectifs

Cette demande s’inscrit dans le cadre d’un projet international, qui implique 4 partenaires. Elle vise à développer un dispositif biomédical innovant d’administration de médicaments au niveau du système nerveux central chez le nouveau-né humain en utilisant la voie de transport directe de la cavité nasale au cerveau et en contournant la barrière hémato-encéphalique. Ce nouveau dispositif doit permettre de cibler très précisément la lame criblée, une zone perméable entre le nez et le cerveau, et ainsi d’améliorer l’efficacité thérapeutique de l’administration intranasale, jusqu’à présent moindre que par les voies systémiques (intraveineuse ou intramusculaire). Le projet prévoit le développement de candidats thérapeutiques, le développement d’un système d’administration intranasale chez le nouveau-né humain, et des essais précliniques qui permettront d’évaluer à la fois les candidats médicaments et le dispositif d’administration. Le dispositif en cours de développement chez notre partenaire sera pratique, sûr, devra être adapté à l’anatomie des nouveau-nés, aux pratiques cliniques actuelles des néonatologistes, ainsi qu’aux produits biologiques, des anticorps monoclonaux à la thérapie cellulaire. Dans ce projet, nos objectifs sont : -de valider le dispositif innovant d’administration intranasale dans un modèle primate non-humain (PNH) -d’évaluer l’innocuité du dispositif d’administration dans notre modèle PNH -d’étudier la biodistribution des produits administrés chez le PNH.

Bénéfices attendus

Ce projet doit permettre de développer et faire progresser l’administration intranasale de produits biologiques chez le nouveau-né humain grâce au développement d’un nouveau dispositif biomédical et sa validation préclinique dans un modèle PNH. L’efficacité de l’administration sera validée et caractérisée par la mesure de la molécule d’intérêt au plus près de la zone ciblée dans le cerveau (méninges…). À court terme, nous développerons une technologie innovante de marquage des cellules souches par le complexe 89Zr-oxine pour permettre le suivi spatio-temporel de cellules par une technique d’imagerie non invasive, le PET-CT scan, sans avoir recours à l’euthanasie. Ainsi grâce à cette technique, nous pourrons suivre en temps réel la position des cellules dans les primates. Grâce aux propriétés lipophiles du complexe 89Zr-oxine, qui s’insère dans la membrane plasmique, ce type de marquage pourra s’appliquer ensuite à tous types de cellules. L’étape de validation du dispositif d’administration demeure un prérequis nécessaire avant d’envisager l’évaluation de candidats thérapeutiques et des essais cliniques chez des humains nouveau-nés souffrant d'encéphalopathie hypoxique-ischémique.

Procédures

Lors de chaque intervention, les animaux seront anesthésiés afin d’éviter tout stress ou douleur. Chez les premiers animaux un radiotraceur classiquement utilisé chez l’humain sera administré pour caractériser et localiser le dépôt intranasal en utilisant le nouveau dispositif médical. Ce radiotraceur sera visualisé par imagerie à différents temps pour valider le dispositif et affiner le mode opératoire. La séance d’imagerie durera au maximum 8h avec la possibilité de faire un suivi dynamique de la molécule durant les trois premières heures. Deux autres sessions courtes d’une heure maximum pourront être programmées dans la même journée. Cette séquence d’imagerie pourra être réitérée 2 fois, espacées de 7 jours minimum. Le deuxième groupe d’animaux recevra les cellules souches radiomarquées utilisées comme traitement potentiel (administration simple ou multiple sur un temps de 30 minutes maximum). La migration de ces cellules sera observée par imagerie pendant 2 semaines maximum en fonction des résultats obtenus, avec 3 sessions possibles le jour de l’administration comme décrit précédemment pour le radiotraceur classique, et un maximum de 10 sessions. En parallèle, des échantillons de sang seront prélevés au maximum 4 fois par semaine pour monitorer les effets cliniques (durée 20 minutes). Des prélèvements lombaires seront possibles, au maximum 3 fois par animal avant ou après l’administration de cellules (durée 30 à 45 minutes). Enfin, nous traiterons 4 animaux avec chaque candidat ce qui durera 30 minutes maximum et nous procéderons à une euthanasie pour une nécropsie extensive afin de déterminer la biodistribution exacte de chaque candidat après administration intranasale. Pour chaque animal, nous pourrons procéder 2 fois à des prélèvements de sang, des prélèvements du tractus respiratoire et à des lavages broncho-alvéolaires ainsi que des ponctions lombaires le tout durera au maximum 1 heure.

Impact sur les animaux

Lors de la procédure expérimentale, les animaux seront anesthésiés plusieurs fois par semaine et certaines anesthésies pour les séances d’imagerie seront relativement longues, ceci pourra induire un manque d’appétit et de la fatigue pour les animaux. L’administration intranasale sera faite sous anesthésie et est peu traumatique mais elle pourrait induire un stress et possiblement une petite irritation (introduction d’un cathéter dans la narine).

Devenir

Les animaux utilisés pour suivre par imagerie le dépôt du radiotraceur ou la migration de cellules souches marquées pourront être inclus dans de nouvelles procédures après examen et validation par un vétérinaire. En effet, aucune séquelle n’est a priori attendue suite à ces traitements. Une partie des animaux sera euthanasiée afin de caractériser la biodistribution des candidats thérapeutiques. Dans tous les cas, l’état clinique des animaux sera étroitement surveillé, et une euthanasie sera envisagée en cas de dégradation pour éviter toute souffrance inutile.

Remplacement

Dans une première partie du projet, un modèle de moule en 3 dimensions de la partie supérieure d’un PNH a été conçu pour tester le dispositif d’administration par voie intranasale développé par notre partenaire. Des ajustements du dispositif d’administration ont ainsi pu être réalisés sur ce modèle de moule en remplacement des PNH. Le modèle 3D permettra de plus de déterminer la position optimale du PNH lors des interventions pour déposer la solution contenant le composé d’intérêt au plus près de la lame criblée. Toutefois, nous devrons valider le dispositif sur les animaux grâce au dépôt d’un composé radioactif utilisée en clinique chez l’homme. Le recours à des animaux vivants reste indispensable, aucun modèle ne représentant que partiellement un organisme ne pouvant mimer les muqueuses et les échanges entre le nez et le cerveau, ni ensuite la biodistribution dans le cerveau.

Réduction

Malgré des données encourageantes de notre partenaire sur des PNH juvéniles d’une autre espèce, cette étude reste assez précoce et nous ne disposons pas de données chez l’espèce qui sera utilisée ici. Nous envisageons de réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés dans notre étude, tout en nous assurant de la fiabilité de nos résultats pour valider nos hypothèses. Dans un premier temps, nous prévoyons de tester le mode d’administration sur 3 PNH pour valider le ciblage de la lame criblée. En cas d’échec et après modification du système, le dispositif d’administration sera à nouveau testé sur 3 PNHs, avec un maximum 3 cycles de tests, soient 9 PNH pour cette phase. Dans un second temps, afin de développer la technique et le marquage des cellules, les tests seront réalisés sur 5 groupes de 2 PNH. Après validation de la technique de marquage, une même préparation de cellules marquées sera inoculée à 2 animaux. Pour répondre à cette dernière question, des sous-groupes de 4 animaux seront constitués, avec administration du même candidat médicament et euthanasie au même moment afin d’obtenir des données de biodistribution solides.

Raffinement

L’ensemble des procédures sera réalisé sur des animaux anesthésiés. Nous serons très vigilants lors des anesthésies répétées au cours d’une même semaine et avons un système d’alerte automatique via notre base de données en cas de perte de poids supérieure à 10% en 15 jours ainsi que pour les analyses sanguines anormales. Lors des sessions d’imagerie, un soin particulier sera apporté au confort de l’animal et notamment au maintien de sa température corporelle par tapis chauffant, et de son hydratation par perfusion. Les animaux seront monitorés en continu pour différents paramètres (oxymétrie, fréquences cardiaque et respiratoire, pressions artérielle, température rectale). Un suivi vétérinaire est en place et l’arrêt de l’expérimentation sera décidé en cas d’observation d’une anomalie sur l’un des paramètres surveillés durant l’anesthésie (hypothermie, hypotension, arythmie etc). Les animaux seront surveillés quotidiennement et tous les cas décrits ensuite seront rapportés à un vétérinaire. Toute modification de comportement comme une agitation ou une apathie sera remontée. Nous suivrons le poids et la température de chaque animaux et les variations déclencheront une alerte automatique grâce à un logiciel de suivi quotidien. A chaque alerte, un examen clinique approfondi sera alors réalisé afin d’évaluer les chances de survie de l’animal et de procéder à une euthanasie précoce si nécessaire.

Choix des espèces

Le modèle de PNH macaque cynomolgus a été sélectionné pour plusieurs raisons : -Il représente (avec le babouin) l’espèce dont les cavités nasales sont les plus proches de celles de l’humain. Il est indispensable de mener l’étude sur un modèle dont les cavités nasales proches de celles d’un nouveau-né, ce qui est le cas des macaques cynomolgus âgés de 2 à 4 ans, qui présentent une taille et un poids comparables à ceux d’un nouveau-né humain. Des analyses morphologiques à partir de scan de macaques et de babouins, nous ont permis de visualiser que la cavité nasale la plus comparable à l’homme est celle du macaque cynomolgus. -Pour étudier le passage de molécules/cellules du nez vers le cerveau via la lame criblée, le modèle doit se rapprocher au maximum du cerveau et des tissus muqueux humains. -Notre partenaire a déjà montré un passage possible du nez vers le cerveau dans un modèle de PNH. Dans cette étude, des animaux adultes de 2 ans minimum seront utilisés, pour leur poids semblable à celui d’un nouveau-né humain. Nous utiliserons préférentiellement des animaux jeunes de 2 à 4 ans dont la morphologie de la tête est très proche de celle d’un nouveau-né humain,

Pour décrire l'inflammation du cerveau liée aux lésions de la maladie d'Alzheimer et tester un anti-inflammatoire, 39 microcèbes, des primates prosimiens, vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, tous tués à la fin du projet. Chacun subit une inoculation dans le cerveau, lors d'une intervention de deux heures, de composés qui induisent ces lésions ou de composés témoins, cinq IRM de trois heures sous anesthésie, cinq prises de sang et des tests de mémoire et de saut, et 13 d'entre eux reçoivent pendant six mois un anti-inflammatoire mêlé à de la compote. Le porteur écrit que ces tests peuvent entraîner "une angoisse pour un animal qui réalise que sa mémoire est déficiente". Il annonce des points limites "pour limiter la douleur" sans en décrire aucun.

Objectifs

La maladie d'Alzheimer est la plus fréquente des maladies neurodégénératives. Elle est caractérisée par des pertes de mémoires suivies au cours des années par des troubles cognitifs plus généraux et handicapants. La mort des neurones est liée à l'accumulation dans le cerveau de protéines pathologiques (on les appelle lésions de la maladie d'Alzheimer). Elle est associée à une inflammation du cerveau. Cette dernière est désormais établie comme un régulateur clé de la maladie, mais la nature des interactions entre l'inflammation et la maladie d'Alzheimer n'est toujours pas claire. Il est possible d'induire les lésions de la maladie d'Alzheimer chez un modèle primate non-humain. Notre hypothèse de travail est que la description de l'inflammation en réaction aux lésions de la maladie d'Alzheimer chez un modèle primate non-humain fournira de nouvelles connaissances inestimables vers de futures thérapies contre la maladie d'Alzheimer. Ce projet vise à répondre à deux interrogations scientifiques. 1. Décrire le processus inflammatoire associé aux lésions d'Alzheimer induite chez un primate. 2. Évaluer l'impact sur la maladie d'Alzheimer d'un traitement anti-inflammatoire. Globalement, ce projet permettra de mieux comprendre la maladie d'Alzheimer et de proposer une thérapie adaptée.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de 1. Mieux comprendre les interactions entre les lésions de la maladie d'Alzheimer et l'inflammation. 2. Evaluer une thérapie contre la maladie d'Alzheimer avec une approche innovante basée sur l’utilisation d’un anti-inflammatoire.

Procédures

Intervention 1 pour tous les animaux : Etude du comportement des animaux dans des tests qui évaluent leur mémoire et leurs capacités à sauter (animaux arboricoles). -Tests de mémoire : Une session d'accoutumance et 4 sessions d'une heure chacune -Tests de sauts : 4 sessions d'une heure chacune Intervention 2 pour tous les animaux : Réalisation d'examen IRM (imagerie par résonance magnétique) pour étudier la réduction de la taille du cerveau qui est un signe associé à la maladie d'Alzheimer (appelée atrophie cérébrale). -5 sessions de 3 heures chacune Intervention 3 pour tous les animaux : Réalisation de prise de sang pour étudier la santé des animaux. -5 sessions de 5 minutes chacune Intervention 4 pour tous les animaux: Inoculation intracérébrale de composés permettant d'induire la maladie d'Alzheimer ou de composés contrôles (qui n'induisent pas la maladie d'Alzheimer). -1 session de 2 heures. Intervention 5 pour un groupe appelé Alzheimer-Traité (13 animaux) : Thérapie par un inhibiteur de l'inflammation. Le médicament est donné pendant 6 mois, par voie alimentaire mélangé avec de la compote de pomme.

Impact sur les animaux

Intervention 1 (étude comportementale) : Ce test peut entrainer une angoisse pour un animal qui réalise que sa mémoire est déficiente. Intervention 2 (examen IRM) : Stress lié à l'anesthésie lors de la réalisation des examens IRM. Intervention 3 (prise de sang) : Douleur et stress liés à une piqure d'aiguille. Intervention 4 (chirurgie cérébrale) : Douleur post-chirurgie. Réduction des capacités cognitives (légère et en général uniquement détectable dans des tâches comportementales très élaborées). Intervention 5 (Thérapie par un inhibiteur de l'inflammation) : Goût modifié de la compote de pomme entrainant une diminution de l'appétence.

Devenir

Les animaux seront euthanasiés à la fin du projet. Nous voulons étudier l'impact des lésions de la maladie d'Alzheimer et d'une thérapie contre l'inflammation sur les lésions de la maladie d'Alzheimer qui ne peuvent être étudiées qu'en post-mortem par des études histologiques, biochimiques ou transcriptomiques .

Remplacement

L'apparition des lésions de la maladie d'Alzheimer et leur diffusion dans le cerveau dépend de l'interaction entre les lésions, le système immunitaire et le cerveau de l'hôte. Il n'y a actuellement aucun modèle alternatif non animal disponible pour effectuer une analyse complète de la dynamique d'apparition des lésions sans utiliser des animaux. L'inflammation du cerveau est très différente chez les primates et les rongeurs. Nos études ne peuvent donc pas être menées chez des rongeurs. Les tests in vitro ne permettent que d'étudier des aspects non-intégratifs de la maladie d'Alzheimer.

Réduction

Nous avons calculé le nombre minimal d'animaux qui permettra d'obtenir un résultat statistiquement fiable. Le calcul de la taille de l'échantillon a été réalisé en utilisant la cognition (capacité d'apprentissage) comme critère principal et en nous basant sur des résultats expérimentaux obtenus au cours d'études précédentes. Ce calcul a permis de réduire le nombre d'animaux, car si nous n'avions pas fait cette estimation, le nombre d'animaux utilisés aurait été plus élevé.

Raffinement

Pendant toute l'étude, les animaux sont hébergés dans un environnement à température contrôlée, avec cycles jour-nuit optimisés. Eau et nourriture sont fournies à volonté. L'environnement est enrichi par un système de nidification périssable renouvelé lors du change hebdomadaire. Les animaux sont examinés quotidiennement par les techniciens animaliers, sous la supervision d'un vétérinaire. Tout examen par imagerie IRM et intervention chirurgicale sont effectués sous anesthésie générale. Des points limites sont mis en place pour limiter la douleur. Toute intervention chirurgicale est effectuée sous anesthésie générale associé à des traitements anti-douleur. En cas de manifestation de douleur, une analgésie sera discutée avec le vétérinaire. Ces mesures garantissent que les conditions de douleur et de souffrance inutile des animaux sont contrôlées.

Choix des espèces

Les travaux sont menés sur des microcèbes adultes car la maladie d'Alzheimer touche les adultes. Le microcèbe est un primate qui présente un vieillissement cérébral très proche de celui de l'homme. Il est possible d'induire artificiellement des lésions de la maladie d'Alzheimer chez cet animal. Il s'agit du seul modèle primate de la maladie d'Alzheimer qui ne repose pas sur une surexpression de protéines anormales. Les modèles rongeurs de la maladie d'Alzheimer reposent sur une surexpression de protéines mutées anormales et ne représentent que partiellement la pathologie humaine. Surtout, la réaction inflammatoire des rongeurs est très différente de celle des primates. Le microcèbe est donc idéal pour étudier les relations entre pathologie Alzheimer et inflammation.