Primates
- Babouins
- Macaques à longue queue
- Macaques rhésus
- Ouistitis et tamarins
- Prosimiens
- Singes écureuils
- Singes vervets
Prélèvements multi-organes chez le porc et le macaque, en fin de protocoles expérimentaux autorisés. Amendement -2
- Recherche appliquée
- Autres troubles humains
Macaques à longue queue : 15
Babouins : 10
50 porcs, 15 macaques à longue queue et 10 babouins vont être utilisés dans des procédures menées sous anesthésie générale, les animaux étant tués avant tout réveil. Il s'agit d'animaux sortis de protocoles antérieurs, sur lesquels un prélèvement multi-organes terminal est réalisé lorsqu'un "besoin d'organes" est formulé, faute de réutilisation possible ou de placement. Le projet vise à progresser sur les techniques de prélèvement et de préservation d'organes en vue de la transplantation chez l'humain. Le porteur affirme que l'organogénèse et la fonctionnalité d'un organe ne peuvent encore être remplacées in vitro.
Objectifs
Cette demande d’autorisation ne correspond pas directement à une autorisation de projet expérimental mais correspond à une demande d’autorisation de prélèvements multi-organes terminaux, chez des animaux sortis de protocoles et qui ne peuvent pas être introduits dans un nouveau protocole pour des raisons scientifiques ou pour qui le placement n’aura pu être envisagé. Dans ces conditions, après qu’un besoin d’organes soit formulé, l’autorisation est demandée au responsable du projet antérieur et la décision est prise par le vétérinaire après examen clinique complet de l’animal et prise de connaissance de son historique et des procédures du futur projet dans lesquelles l’animal va être réutilisé. L’objectif de ce projet est de réaliser des prélèvements multi-organes ou de sang sous procédure complète d’anesthésie, en amont de l’euthanasie, dans des conditions physiologiques similaires au prélèvement d’organes chez l’homme, permettant d’éviter notamment la coagulation intravasculaire et une augmentation trop importante de l’inflammation.
Bénéfices attendus
Il s’agit de pouvoir étudier et progresser sur les techniques 1) de plélèvement d’organes, 2) de préservation d’organe, 3) d’évaluation de l’état physiologique de l’organe, 4) de pré-conditionnement d’organes : oxygénation, masquage, traitement anti-inflammatoire, immuno-thérapie, immunosuppression…., dans les phases qui précédent la transplantation d’organe, et ainsi progresser en transplantation d’organes chez l’homme, 5) sur des techniques in vitro d’analyse des tissus et cellules.
Procédures
Procédure chirurgicale unique sous anesthésie générale (2h)
Impact sur les animaux
Anesthésie profonde qui peut engendrer du stress
Devenir
Le prélèvement d’organes, nécessite l’euthanasie des animaux sous anesthésie complète en fin de procédure.
Remplacement
Bien que certains tests fonctionnels puissent être développés sur des cultures cellulaires in vitro, ou sur différents organoïdes nouvellement développés à partir de cellules souches (iPSC), l’organogénèse et la fonctionnalité d’un organe ne peut pour l’instant pas encore être remplacée, simulée ou égalée in vitro. Les animaux utilisés dans cette saisine seront des animaux issus de protocoles antérieurs pour lesquels la réutilisation par inclusion dans un nouveau protocole n’est pas envisageable d’un point de vue scientifique , ou pour lesquels le placement n’aura pu être envisagé.
Réduction
Les animaux de ce protocole seront des animaux réutilisés de protocoles antérieurs pour lesquels la réutilisation par inclusion dans un autre protocole n’est pas envisageable d’un point de vue scientifique, ou pour lesquels le placement n’aura pu être envisagé. Le nombre d’animaux inclus dans ce protocole correspond à d’une nombre maximum estimé.
Raffinement
La réutilisation de l'animal est à l’appréciation du vétérinaire car il dépend de la récupération de l’animal (examen clinique, comportemental, constantes physiologiques, hématologiques…), variable d’un animal à l’autre et lié aux procédures antérieures qui lui ont été appliquées. La procédure sans réveil envisagée dans cette autorisation sera réalisée sous procédure complète d’anesthésie générale et un traitement antalgique sera donné aux animaux en amont de l’anesthésie. Précédemment à la procédure, les primates sont hébergés en volière de façon à respecter leur mode de vie en communauté. Précédemment à la procédure les porcs, selon leur taille et leur comportement, sont hébergés par 1, 2 ou 3 par boxe, au sein d’une même pièce.
Choix des espèces
Les primates non humains (macaques et babouins) ainsi que les porcs, bien qu’à un autre degré, représentent des espèces animales de choix dans les modèles précliniques de par leur taille, leur anatomie, leur proximité phylogénétique, leur physiologie et leur similitude avec le système immunitaire de l’homme. Différents modèles chez ces animaux peuvent être ainsi développés pour mimer des situations cliniques connues et tester différents protocoles thérapeutiques innovants en conditions précliniques. -Macaque : Il s’agit d’animaux jeunes adultes (3 à 12Kg) -Babouin : il s’agit d’animaux jeunes adultes (4 à 12 Kg) dont le système immunitaire est mature ayant déjà été utilisés dans des protocoles antérieurs de sévérité légère ou modérée. -Porcs : il s’agit de porcs (de 20 à 120 Kg) dont la taille était un paramètre anatomique important dans les protocoles antérieurs, ayant déjà été utilisés dans des protocoles antérieurs de sévérité légère ou modérée.
Etude comparative de la perception de la voix chez les primates – Volet Marmouset
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système nerveux
20 marmousets vont être utilisés, gardés en vie à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont mis à jeun de 10 à 18 heures, séparés de leur groupe puis anesthésiés pour subir jusqu'à 20 séances d'IRM, avec injection d'un agent de contraste au fer et d'un chélateur, pour comparer le traitement de la voix entre marmousets, macaques et humains. Le porteur indique que l'anesthésie peut entraîner des complications respiratoires ou cardiaques et que l'agent de contraste affecte le foie. Il revendique un bénéfice de connaissance fondamentale sur les bases cérébrales de la perception vocale, sans application médicale annoncée.
Objectifs
Ce projet vise à utiliser des tests comportements en accès libre ainsi que l'IRMf pour mesurer l'activité cérébrale dans des conditions d'écoute passive et la comparer entre des groupes de sujets de taille comparable entre marmousets, macaques et humains. Les marmousets seront testés grâce à un système de test automatisé accroché à leurs cages et accessible à volonté, et ils seront scannés sous anesthésie en IRM 3T. Pour la partie comportement, deux expériences seront réalisées grâce à des boites de tests automatiques : catégorisation vocalisations par rapport à d'autres sons et discrimination du locuteur. En parallèle deux expériences seront menées dans le box expérimental : l'enregistrement des vocalisations et l'interaction vocale avec des 'singes virtuels' . Pour la partie IRMf, deux expériences seront réalisées: la localisation d'un patch vocal (neurones sensibles et spécifiques au traitement des vocalisations des marmousets) et comparaison inter-espèces; puis le codage normalisé de l'identité.
Bénéfices attendus
Nous espérons que cette recherche fournira de nouvelles informations cruciales sur les bases cérébrales et comportementales du traitement de l'information vocale chez les marmousets.
Procédures
Des nuisances sont attendues chez les animaux pour la partie imagerie. Lors de la préparation: les animaux vont être mis à jeun la veille de l'intervention (pour une durée minimale de 10 h et maximale de 18 h) et séparés de leur groupe le temps de la session (maximum 4h de séparation). L’imagerie dure environ 4h comprenant la capture de l’animal, le transport jusqu’au scanner, l’acquisition (environ 2h30), le retour à l’animalerie et la réintroduction de l’individu dans son groupe familial. Lors de l'acquisition : les animaux seront anesthésiés et pourront avoir une injection d’agent de contraste mais également être intubés si le protocole d'anesthésie ne nécessite. Après la séance : les animaux ayant eu une injection d'agent de contraste auront une injection d'un chélateur pour capturer le fer libéré dans le foie. L’injection se fait à la sortie de l’IRM quand le singe est pris en contention avant de le remettre dans sa boite de transport, elle dure environ 30 secondes. Au maximum chaque animal subira 20 sessions de scan IRM maximum espacés d’une semaine minimum.
Impact sur les animaux
Le projet ne prévoit la mort d'aucun individu. Cependant des nuisances sont attendues chez les animaux pour la partie imagerie lors de la préparation (mise à jeun, séparation de l'animal à son groupe, capture), lors de l'acquisition (l'anesthésie et ses potentielles complications respiratoires et/ou cardiaques, l'injection intraveineuse d’agent de contraste et ses potentiels effets secondaires au niveau du foie, l'intubation si l'anesthésie le nécessite) et après la séance (injection d'un chélateur pour limiter l'effet de l'agent de contraste sur l'organisme et le foie en particulier).
Devenir
A la fin du projet les animaux seront gardés en vie. Ils pourront être réutilisés après avis favorable du vétérinaire désigné.
Remplacement
Il s’agit d’une étude comparative : par définition celle-ci compare des résultats obtenus chez l’humain à ceux obtenus chez d’autres espèces existantes, afin d’inférer des mécanismes potentiellement présents chez un ancêtre commun, ici les mécanismes comportementaux et neuronaux de la perception de l’information vocale. Il n’est pas possible d’utiliser cette approche expérimentale sans avoir recours à des animaux.
Réduction
Un but essentiel de cette étude comparative est de comparer les performances comportementales et les activations cérébrales de macaques, de marmousets et d’humains de manière robuste. Or un problème majeur dans la littérature jusqu’ici est que les rares études publiées sur les marmousets, notamment en IRMf, rapportent des résultats chez un petit nombre de sujets, typiquement 2 ou 3) alors que le standard de publication pour l’IRMf humaine est d’étudier des groupes d’humains d’au moins 12 sujets permettant des analyses de groupe pour des inférences robustes au niveau de la population générale. Nous voulons dans ce projet adresser ce problème et étudier des groupes d’humains et de marmousets de taille comparable. C’est pourquoi nous prévoyons d’étudier un groupe d’une vingtaine de marmousets (les trois couples reproducteurs initiaux et leur descendance), espérant obtenir des données comportementales et IRMf chez au moins une douzaine d’entre eux, pour une comparaison statistique robuste avec une puissance comparable dans une analyse incluant humains et marmousets. Cette stratégie devrait notamment permettre une estimation puissante de la variabilité interindividuelle des performances comportementales et patrons d’activité cérébrale, un but important de ce projet, qui n’a pas encore pu être réalisée de manière adéquate chez les marmousets du fait du trop petit nombre de sujets typiquement étudié. Par ailleurs ces tailles de groupe familiaux, similaires à celles observées dans le milieu naturel, favoriseront des interactions sociales complexes qui sont une condition importante du bien-être du groupe et un facteur important pour le succès des systèmes de test automatiques.
Raffinement
Les animaux sont hébergés en groupes familiaux, avec de l'enrichissement structurel et alimentaire renouvelé fréquemment. L’ajout d’agent de contraste permettrait d’améliorer la qualité des images tout en diminuant le nombre de sessions de scan par animal. La réduction du temps d’isolement du singe de sa famille permet de réduire le stress de tous les singes et également de réduire la possibilité de tensions lorsque le singe sera replacé dans son groupe familial. La modification de la mise à jeun n’affectera pas les autres animaux puisque la mise à jeun aura lieu pendant la nuit, période durant laquelle les animaux dorment et ne s’alimentent pas. Le fait de donner la nourriture quand le singe retourne dans sa cage permet de s’assurer qu’il n’y a pas de tensions entre les individus et d’augmenter la cohésion grâce au partage de nourriture entre eux.
Choix des espèces
Cette étude comparative comparera les données du marmouset à celles observées chez l’humain et les macaques. Les raisons justifiant le choix du ouistiti sont les suivantes : Ils sont relativement proches de nous sur le plan phylogénétique de sorte que les résultats nous renseigneront sur l'histoire de l'évolution relativement récente ; Les ouistitis utilisent des vocalisations complexes et variées spécifiques à chaque espèce, bien caractérisées acoustiquement. Il s'agit d’un modèle neuroscientifique hautement étudié, en particulier pour les neurosciences auditives, de sorte que les résultats obtenus seront interprétables en relation avec une grande quantité de données complémentaires. Enfin, ils peuvent être scannés en IRMf, ce qui constitue un pont unique entre l'IRMf humaine et la littérature électrophysiologique sur les singes. La boite de test sera en accès libre pour tous les individus de chaque cage, cependant nous n’effectuerons la procédure IRM que chez les individus jeunes adultes ou adultes (fin de la période juvénile environ 10-12 mois après la naissance). Les trois femelles reproductrices ne seront pas incluses dans la partie IRM afin de ne pas stresser les gestations ni séparer les enfants de la mère. Si un contrôle hydrique doit être mis en place pour encourager l’utilisation des systèmes de tests automatiques les femelles reproductrices et les juvéniles (
Evaluation de l’effet de la neurostimulation transcrânienne par ultrasons focalisés chez le singe Cynomolgus mâle et femelle
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
18 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 12 tués à l'issue pour l'analyse de leur cerveau et 6 gardés en vie pour un usage ultérieur. Chaque animal est habitué à la contention, passe une IRM et un scanner sous anesthésie, un test de seuil moteur et de l'imagerie fonctionnelle en état vigile, puis reçoit une neurostimulation cérébrale par ultrasons. Le porteur veut évaluer cette technique chez le singe dans la perspective d'un essai chez l'humain contre des troubles neuropsychiatriques, les résultats obtenus chez les rongeurs étant jugés insuffisants. Il justifie le recours au macaque par sa proximité phylogénétique et l'analogie de ses zones cérébrales avec celles de l'humain.
Objectifs
Dans une première approche expérimentale, nous avons mis en place et validé des séquences ultrasonores et un dispositif expérimental permettant la stimulation ultrasonore chez les rongeurs. Dans la continuité de ce projet et en raison des limitations physiologiques des rongeurs et des contraintes physiologiques liés au crâne et au cerveau humain, nous souhaitons évaluer l’efficacité et l’innocuité de la neurostimulation ultrasonore chez le singe dans la perspective d’un essai clinique chez l’Homme.
Bénéfices attendus
Nous souhaitons évaluer l’efficacité et l’innocuité de la neurostimulation ultrasonore chez le singe dans la perspective d’un essai clinique chez l’Homme. Ce projet permettra de progresser dans la possibilité de transposer cette technique en clinique humaine. Nous aurons ainsi une avancée supplémentaire pour espérer avoir une alternative non-invasive et résolutive pour le traitement des troubles neuropsychiatriques.
Procédures
Habituation à la manipulation et au positionnement à la neurostimulation : 30 min par jour, 2 à 5 fois /semaine. IRM sous anesthésie générale : 1 fois par animal, durée 1h. Scanner X sous anesthésie générale: 1 fois par animal, durée acquisition 10 min. Détermination du seuil moteur sur animal vigile: 1 fois par animal, durée 1h. Imagerie fonctionnelle sous anesthésie générale: 2 fois pour le groupe 1 et 4 fois pour le groupe 2 d'une durée de 80min par imagerie. Neurostimulation sur animal vigile: 1 fois par animal , durée 30 min.
Impact sur les animaux
Les sources de stress sont occasionnées par l’induction anesthésique, l’injection intraveineuse du radiotraceur et le réveil. Le singe est facilement stressé, la contention nécessaire à l’induction de l’anesthésie rajoute une source de stress supplémentaire. Les animaux, après la phase d’acclimatation, seront habitués à être sortis de leur cage et aux manipulations. D’après nos précèdentes manipulations sur rongeurs, la neurostimulation ne semble pas avoir d’effet indésirable.
Devenir
A l'issue des procédures, 12 animaux seront euthanasiés pour des études histologiques et métabolomiques sur les prélèvements cérébraux, afin d'appréhender les effets cellulaires de la neurostimulation ultrasonore. Les 6 animaux restant seront gardés en vie pour un futur replacement.
Remplacement
Dans une première approche expérimentale, nous avons mis en place et validé des séquences ultrasonores et un dispositif expérimental permettant la stimulation ultrasonore chez les rongeurs. Dans la continuité de ce projet et en raison des limitations physiologiques des rongeurs et des contraintes physiologiques liés au crâne et au cerveau humain, nous souhaitons évaluer l’efficacité et l’innocuité de la neurostimulation ultrasonore chez le singe dans la perspective d’un essai clinique chez l’Homme.
Réduction
D’après les groupes expérimentaux que nous souhaitons faire, nous travaillerons sur 9 macaques mâles et 9 macaques femelles. Nous travaillerons sur 7 macaques mâles et 11 macaques femelles. Ces animaux seront répartis en 2 groupes expérimentaux.
Raffinement
Les animaux seront hébergés en volière avec les congénères pour garder les liens sociaux et en présence d’objets d’enrichissement. Les animaux disposent de plateformes surélevées . l'alimentation couvre les besoins journaliers et est complétée par une distribution de friandises deux fois par jour. Un programme d'enrichissement hébdomadaire est mis en place dans le cadre de leur hébergement ( recherche et diversité de l'alimentation, manipulation d'objets, échelle, musique, tv...) ceci donnant un environnement favorable aux procédures expérimentales. Les animaux seront observés tous les jours. Les procédures expérimentales seront réalisées dans une salle correctement chauffée. Pour les procédures sous anesthésie, les animaux seront manipulés sur un tapis chauffant, un monitoring cardio-pulmonaire sera effectué pendant toute la durée de la manipulation. Les animaux seront placés sous surveillance à leur réveil. Nous avons défini des points limites permettant d’apprécier la douleur, l’inconfort des animaux. Ces points limites seront principalement des signes observables et évaluables par le personnel de zootechnie habilité sur les singes. Nous considérons donc comme point limite toute manifestation de douleur : perte de poids et locomotion réduite, prostration du PNH, déshydradation, état des muqueuses et des selles et l'apparence générale du pelage. Chaque jour, le personnel de zootechnie veillera à l’apparence physique des animaux et aux interactions sociales. Les animaux seront pesés à réception puis avant chaque procédure. En présence de l'un de ces signes, des mesures préventives seront prises, médication en concertation avec le vétérinaire référent et/ou apports alimentaires alternatifs. Pour limiter le stress des animaux, nous ferons une habituation à la manipulation. Dans un premier temps, nous habituerons les animaux à recevoir des récompenses (friandises) après avoir effectué des tâches simples, toucher un objet sans bouger pour coopérer avec l'animal et instaurer une relation de confiance entre l'animal et l'expérimentateur. Puis dans un deuxième temps, ils seront habitués à être installé en salle de manipulation pour éviter tout stress lié à l'environnement de la salle. Les macaques recevront des friandises à la suite.
Choix des espèces
Le choix de cette espèce se justifie (1) par l’analogie des zones cérébrales et de la neurobiologie entre le singe et l’humain et (2) par sa proximité phylogénétique avec l’espèce humaine. Des macaques pubères seront utilisés pour cette étude. Les pathologies pouvant être soignées par la méthode de neurostimulation ultrasonore sont pour la plupart des pathologies de l’adulte. De ce fait, il s’avère nécessaire de travailler sur des animaux post-pubère ayant un âge supérieur à 3 ans et un poids inférieur à 5 kg.
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
Chacun des 6 macaques à longue queue subit une chirurgie de huit heures pour implanter un dispositif de refroidissement localisé de l'hippocampe, deux ventriculographies de trois heures, deux IRM et un scanner, puis 36 séances d'enregistrement de six heures, assis dans une chaise de contention à laquelle il est entraîné pendant au moins un mois. Ces primates sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère, et tous sont tués à la fin, au terme d'une procédure sans réveil, pour analyser les lésions produites dans leur cerveau par le dispositif et le refroidissement. Le but est de mettre au point des algorithmes qui prédisent les crises d'épilepsie et déclenchent le refroidissement, en vue d'un implant humain qui pourrait fonctionner sur batterie. Le résumé ne décrit pas comment les crises sont provoquées : seule la liste des effets mentionne des crises "persistantes légères" 1 à 2 heures "après séance pénicilline", et la liste des séances d'enregistrement parle d'"injection" sans dire laquelle.
Objectifs
L’épilepsie, qui touche 1% de la population, constitue un problème de santé majeur. En dépit de nombreuses avancées thérapeutiques, seules 30% des épilepsies pharmaco-résistantes (celles qui ne répondent pas aux médicaments) sont opérables et cette option n’est envisageable que si le foyer épileptique se situe dans une zone accessible du cerveau Dans les autres cas, une autre approche thérapeutique alternative est l’arrêt des crises d’épilepsie par refroidissement du foyer épileptique. Ce phénomène, connu depuis les années 1930, a été validé chez le rongeur et testé chez le primate à l’aide de dispositifs de refroidissement appliqués à la surface du cerveau. Le présent projet a pour objectif d’appliquer cette technique de refroidissement uniquement au moment qui précède l’arrivée d’une crise épileptique sur un modèle de primate. La technique de refroidissement a l’avantage d’être réversible et d’être une procédure peu invasive, mais elle doit encore être affinée en vue d’une application thérapeutique chez l’homme. A ce jour, aucune étude n'a mis en évidence la possibilité d’utiliser la prédiction des crises d’épilepsie comme déclencheur du traitement en boucle fermée de l’épilepsie pharmaco-résistante. L’objectif scientifique de cette étude est donc de développer les algorithmes de prévision des crises épileptiques pour une administration en boucle fermée du refroidissement localisée. Ces algorithmes seront capables de détecter le risque d’émergence d’une crise d’épilepsie et de l’inhiber en activant un refroidissement localisé de la zone épileptogène.
Bénéfices attendus
A ce jour aucune étude n’a présenté une évidence incontestable que la prédiction où les pronostics des crises épileptiques est possible au-delà de l’occurrence par chance. Les pronostics générés vont produire des périodes de haute ou base probabilité d’occurrence des crises. Nous souhaitons tester l’efficacité des algorithmes via le refroidissement pendant ces périodes de haute probabilité des crises et non pas pendant les périodes de crises réels. L’hypothèse est que les effets du traitement vont être supérieurs s’ils sont appliqués en dehors des crises épileptiques convulsives déjà établies. Les bénéfices directs seront la réduction de la puissance nécessaire pour refroidir et le dosage de la quantité du froid à livrer. Avec une réduction de la quantité d’énergie nécessaire pour produire le froid, le système pourrait finalement être compatible avec une batterie implantable type « pacemaker ». Les rendements actuelles en utilisant une approche continue, ne permettent pas avoir une batterie implante à long terme. L’utilisation du refroidissement représente aussi un avantage considérable sur les systèmes actuels parce que son effet est plus important et rapide que la stimulation électrique. Les algorithmes vont être adaptés pour mieux répondre aux taches des pronostics des crises épileptiques. Ils vont être comparés à l’état de l’art et seront peu gourmands en consommation électrique. Ces algorithmes vont être évalués en utilisant un modèle de primates non humains épileptiques avec la possibilité d’optimiser les algorithmes dans le temps. Le refroidissement du foyer épileptogène est une manière efficace d’arrêter les crises, comme nous sommes en train de le démontrer dans nos études en cours. Ces modèles précliniques permettront de tester facilement l’efficacité des algorithmes pour prédire l’occurrence des crises et l’effet thérapeutique du refroidissement pendant les périodes de haut risque de crises. Les bénéfices attendus sont le développement des algorithmes de prévision des crises utilisables sur des systèmes en boucle fermée et aussi de valider l’hypothèse du départ sur la nécessité de diminuer le refroidissement pour aboutir à l’arrêt des crises.
Procédures
Imagerie par IRM : 2 d’une heure chacune Imagerie par CT scan : 1 d’une heure Ventriculographie : 2 de 3 heures Chirurgie implantation : Implantation de dispositif, durée 8 heures Prélèvements sanguins : pré et post-opératoire soit 2 des prélèvements additionnels seront réalisés si complication infectieuse Séances d’enregistrement par condition :12 injection sans refroidissement, 12 injection refroidissement intermittent « aléatoire », 12 refroidissement en boucle ferme soit 36 au total chacun durant 6 heures.
Impact sur les animaux
• Perte de poids post-opératoire : 7 jours • Douleur transitoire post opératoire : 1 jour • Stress pendant séance d’habituation : jusqu’à l’habituation • Position anormale (dos voûté) : post opératoire immédiat post anesthésie générale • Vocalisation anormale pendant la séance d’enregistrement : jusqu’à l’habituation • Signes neurologiques: parésie post opératoire transitoire : 5-7 jour post opératoire • Crises épileptiques persistantes légères (mâchonnements, salivation, mouvements répétitives de tête) : 1-2 heures après séance pénicilline
Devenir
A la fin des expérimentations et à la suite d’une procédure sans réveil, nous allons euthanasier les animaux et prélever leur cerveau pour analyser le degré de lésion produit par le dispositif refroidissant et le refroidissement en vue d’un passage à un dispositif implantable chez l’homme.
Remplacement
Le remplacement des modèles animaux en générale et des modèles primates en particulier n’est pas possible pour atteindre les objectifs du projet. Les modèles in vitro comme les tranches de tissus cérébrale ne permettent pas de tester un implant préclinique complet qui a pour vocation de préfigurer le futur implant humain. Dans le projet, une partie des éléments de l’implant et certaines expérimentations ont pu être menées in vitro, notamment les tests de biocompatibilité permettant d’éviter l’utilisation d’animaux. Les primates non humains (PNH) sont les modèles idéaux pour tester les dispositifs cliniques pour l’épilepsie pour la similitude existante entre la structure du cerveau humain et celle du PNH. De plus, la génération des états épileptiques et des crises sont similaires aux phénomènes observés chez le patient épileptique
Réduction
Un nombre maximal de 6 primates non humain est estimé dans ce projet pour obtenir des résultats statistiquement fiables et exploitables du fait notamment de la variabilité interindividuelle. Afin de réduire le nombre d’animaux utilisés, chaque animal sera son propre contrôle. L’analyse statistique sera effectuée par des tests non paramétriques appariés, afin de mesurer la différence des moyennes avant et après traitement sans présomption initiale d’une distribution normale de la population (précédés par des tests de normalité). Toutefois dans le respect de la règle de « réduction » des 3R, le nombre d’animaux pourra être réduit jusqu’au 50% si les résultats obtenus sur les premiers animaux ne sont pas concluants ce qui provoquera l’arrêt des expérimentations ou bien si l’effet est suffisamment important pour obtenir des résultats statistiquement fiables avec la première moitié des animaux. Tous les efforts seront faits par les expérimentateurs pour réduire le nombre d’animaux mis en expérimentation tout en permettant d’atteindre l’objective scientifique.
Raffinement
L’état clinique des animaux sera régulièrement observé. Dès que l’animal manifestera l’une de ces réactions négatives spécifiques leur surveillance sera renforcée : perte de poids, douleur post opératoire, position anormale, vocalisation anormale, signes neurologiques, crises épileptiques persistantes. La surveillance renforcée consistera à trois observations par jour et pourra s’étendre à un accompagnement continu. Pendant cette mise en observation, le protocole de recherche sera interrompu et un protocole de soins sera mis en place. Le vétérinaire de l’installation sera alerté sans délai afin de décider de la mise en œuvre des traitements médicaux appropriés : 1. Traitement antidouleur dès les premiers signes de douleur 2. Traitement Antiépileptique si nécessaire 3. Anesthésie général pour tout soin, procédure chirurgicale, prise du sang ou imagerie. 4. Soins de la plaie chirurgicale post opératoire et suivi : Si signes d’infection présentes, les soins locaux seront augmentés en fréquence at une thérapeutique antibiotique sera mise en place 5. Entrainement a la chaise de contention pédant au moins 1 mois. L’animal doit rester calmement assis sur la contention pour la durée de la séance. 6. Les primates qui ne reproduiront pas les crises attendues, seront sortis de l’étude par anticipation. Les animaux isolés gardent un contact tactile, visuel et olfactif avec leurs congénéres ; l'enrichissement environnemental est augmenté (plus de jouets, friandises, ....) et les contacts avec les expérimentateurs accrus.
Choix des espèces
L’utilisation de primates non humains (PNH) dans l’étape finale d’évaluation préclinique est nécessaire avant un usage clinique chez l’Homme pour valider la sécurité et l’efficacité du dispositif. En effet, les PNH ont un cerveau semblable à l’Homme aussi bien sur le plan anatomique que fonctionnel (structure cellulaire, communication et connectivité neuronales, capacités cognitives etc…). En effet, un modèle alternatif ex vivo permettant d’obtenir toutes les données biologiques n’existe pas. De plus les PNH peuvent reproduire des crises d’épilepsie pharmaco résistantes similaires aux crises hippocampiques chez le patient. Notre protocole expérimental vise à arrêter les crises en utilisant des moyens implantables, comme dans un futur système clinique. Règlementairement, Le modèle animal peut être à l’origine d’essais expérimentaux nécessaires avant une expérimentation humaine. Les PNH servent donc, bien souvent, de tremplin avant une application chez l’homme. Les dispositifs médicaux implantables font l’objet de procédures d’évaluation rigoureuse avant de recevoir une autorisation de mise sur le marché. Depuis les années 80, dans tous les pays du Monde, sous la pression des politiques et de la société, une procédure, la « nouvelle approche », s’est progressivement imposée, qui codifie très précisément les différentes étapes de l’évaluation, in vitro, chez l’animal et en clinique pour permettre la mise sur le marché. Chacune de ces étapes, chacun des tests requis connaît des limites, mais au final, le système apparaît efficace, le nombre d’accidents étant particulièrement réduit, eu égard au nombre d’utilisation des dispositifs. Ce projet nécessite de travailler avec des animaux d’un âge supérieur à 40 mois et un poids de +/- 7-10 kg, afin de pouvoir faciliter la manipulation et l’entrainement comportemental des sujets adultes.
Validation du modèle de cathétérisme intrathécal (lombaire et cisterna magna) chez le primate non-humain
- Tests réglementaires
- Autres tests de tolérance et d’efficacité
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Tués puis autopsiés à la fin de la procédure, pour évaluer en histopathologie l'impact de la chirurgie et des ponctions, 6 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit une chirurgie d'environ 1 h 30 sous anesthésie, avec intubation, pour poser un cathéter intrathécal au niveau lombaire ou de la cisterna magna, puis des injections et des prélèvements de liquide céphalo-rachidien réalisés éveillé, en siège de contention pendant 15 à 20 minutes, jusqu'à huit prélèvements en 24 heures. Le porteur reconnaît que ces actes "peuvent engendrer des atteintes neurocomportementales et de la douleur" et présente le projet comme la validation d'une technique destinée aux études réglementaires de toxicologie. Il décrit pourtant ces ponctions sur primate éveillé comme réalisées "avec un minimum d'impact sur les animaux", l'absence d'anesthésie faisant partie de son argument.
Objectifs
L’objectif du projet est le développement et la validation du cathétérisme intrathécal (lombaire et cisterna magna) pour l’administration de candidat médicament chez le primate non-humain. Ce modèle permettra de répondre aux exigences réglementaires dans le cadre de l’évaluation de la sécurité des produits pharmaceutiques utilisant des stratégies thérapeutiques innovantes du système nerveux centrale qui seront injectés par voie intrathécale chez l’homme.
Bénéfices attendus
La validation du modèle de cathétérisme intrathécal chez le primate non-humain va permettre le développement d’études de toxicologie reglémentaires qui sont nécessaires pour démontrer la sécurité des produits pharmaceutiques en développement avant leur mise sur le marché ou les premiers essais cliniques (notamment pour le développement de thérapie innovante telle que la thérapie génique administrée par voie intrathécale chez l’homme). Le cathétérisme va permettre de réaliser des administrations et/ou prélèvements de LCR (liquide céphalo-rachidien) répétés avec un minimum d’impact sur les animaux (pas d’anesthésie car les animaux seront vigiles et la contention physique minimale). De plus, de part le nombre de prélèvements de LCR possible par animaux (maximum 8 prélèvements en 24h), le modèle de cathétérisme permettra de minimiser le nombre d’animaux par groupe nécessaire à l’évaluation de la sécurité du médicament et de son profil toxicocinétique.
Procédures
Les animaux seront soumis à une chirurgie de mise en place d’un cathéter intrathécal sous anesthésie volatile (après intubation endotrachéale), avec surveillance anesthésique, fluidothérapie et analgésie périopératoires. La durée estimée de la chirurgie est 1H30 environ. Les administrations intrathécales et les prélèvements de LCR seront réalisés sur animal vigile en utilisant un siège à contention adapté, afin de maintenir de bonnes conditions d’asepsie de la peau en regard du port d’accès. La contention sur siège sera d’environ 15-20 min.La procédure chirurgicale et les administrations/prélèvements de LCR peuvent engendrer des atteintes neurocomportementales et de la douleur chez les animaux. Par conséquent, une analgésie préventive, des grilles d’évaluation et des points limites spécifiques seront mis en place afin d’anticiper toute douleur ou détresse chez les animaux.
Impact sur les animaux
La procédure chirurgicale et les administrations/prélèvements de LCR peuvent engendrer des atteintes neurocomportementales et de la douleur ches les animaux. Par conséquent, une analgésie préventive, des grilles d’évaluation et des points limites spécifiques seront mis en place afin d’anticiper toute douleur ou détresse chez les animaux.
Devenir
Les animaux seront autopsiés à la fin de la procédure afin d’évaluer l’impact de la procédure chirurgicale et des administrations/prélèvements de LCR d’un point de vue histopathologique. Ceci afin de valider le modèle, dans le contexte des études réglementaires de toxicologie.
Remplacement
Actuellement, il n’existe pas d’alternative non animal permettant d’évaluer la sécurité et la toxicité (notamment systémique et neurocomportementale) des futurs candidats médicaments dans le cadre du développement de thérapie innovante, tel que la thérapie génique. Le macaque cynomolgus est un modèle animal phylogénétiquement proche de l'Homme et avec de grande similitude permettant le développement de candidats-médicaments et/ou de formulations innovantes dans les études de toxicologie. L’utilisation de ce modèle permettra de répondre aux exigences réglementaires permettant de démontrer la sécurité des produits pharmaceutiques en développement avant leur mise sur le marché ou les premiers essais cliniques.
Réduction
Le nombre d’animaux dans ce projet a été défini sur la base du nombre minimum d’animaux requis dans les études reglementaires de toxicologie. 3 animaux par type de procédure chirurgicale (implantation du cathéter en zone lombaire ou cisterna magna) correspondent au nombre minimum avec le meilleur compromis entre pertinence scientifique et puissance statistique dans les études de toxicologie, et est suffisant pour la validation du modèle.
Raffinement
Des points limites basés sur le comportement, l’état clinique et la perte de poids sont décrits dans des procédures interne et présentés dans la section point limites de ce projet (section 4.2). Dans le cadre de développement de la technique chirurgicale, un suivi postopératoire sera réalisé (observation clinique et du site d’implantation de manière quotidienne) et des analgésiques sont administrés en per et postopératoire. L’implantation du cathéter sera réalisée sous anesthésie générale volatile (après intubation endotrachéale) avec surveillance anesthésique et fluidothérapie. En raison du potentiel impact des procédures, une évaluation neurocomportementale sera réalisée à deux occasions après chaque adminisration ou prélèvement de LCR.
Choix des espèces
Le macaque cynomolgus est un modèle animal phylogénétiquement proche de l'Homme et présente une grande similitude avec l'Homme permettant le développement de candidats-médicaments et/ou de formulations innovantes dans les études de toxicologie. Or, le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques dans le domaine du système nerveux central (SNC) nécessite l’utilisation de voie d’administration spécifique tel que la voie intrathécale. De nombreuses nouvelles stratégies thérapeutiques actuelles du SNC nécessite une homologie phylogénétique ou transcriptomique importante avec l’Homme afin d’évaluer les propriétés pharmacodynamiques du produit mais également les potentiels effets toxiques. Par conséquent, l’utilisation de modèle alternatif non-rongeur (tel que porc et le chien) est innapropriée. La validation du modèle de cathétérisme intrathécal chez le primate non-humain est donc justifié car il permettra l’évaluation préclinique de nouvelle stratégie thérapeutique pour le SNC. Animaux jeunes adultes/adultes mis à disposition par l’établissement utilisateur et représentatifs du stade de développement des animaux utilisés dans des expérimentations ultérieures.
Evaluation de l’efficacité d’un candidat vaccin contre l’infection par le virus Nipah, par une approche vaccinale prophylactique, chez le singe vervet
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
12 singes vervets juvéniles vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils subissent une quinzaine d'anesthésies et des prélèvements répétés puis une infection par le virus Nipah, dont la létalité annoncée atteint 75 %, pour évaluer un candidat vaccin. Le porteur indique que les animaux témoins doivent développer les signes de la maladie, dérégulation de la température, perte de tonus, troubles respiratoires et neurologiques. Il affirme que les méthodes in vitro ne permettent pas de reproduire une maladie dans un "organisme entier".
Objectifs
Le virus Nipah (NiV) est un virus qui a émergé courant des années 90 en Asie du Sud-Est. Ce virus est responsable d’encéphalite sévère et de syndrome respiratoire chez l’humain. L’observation de transmission interhumaine par les voies respiratoires et la découverte de virus proches chez des chauves-souris en Afrique occidentale, objectivent la menace que ces virus constituent pour la santé humaine. Du fait de sa dangerosité, d’une létalité importante (75% pour la souche Bangladesh concernée dans ce projet) et de l’absence de traitements et vaccins, NiV fait partie de la liste des maladies prioritaires de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS). La prévention et/ou le contrôle d'épidémies dépendra de la capacité à concevoir des stratégies efficaces pour combattre ces virus. Ce projet de recherche se focalise sur une approche vaccinale avant exposition au virus NiV. L’objectif du projet est de tester l’efficacité d’un vaccin, sur le modèle primate non-humain (PNH) Vervet tout en comparant les données obtenues à celles d’anciens projets. Le candidat vaccin proposé se base sur un ciblage des cellules et d’anticorps étant associés aux antigènes présents dans le vaccin. Il a été démontré en modèles animaux (souris humanisées, PNH) que cette approche permet d’induire une réponse immunitaire forte et protectrice contre différentes maladies infectieuses. Des études précédentes n’ont montré aucun effet indésirable, hormis des réactions locales mineures. Ce vaccin a été testé chez le rongeur ; les résultats montrent une importante réponse immunitaire. Ces résultats préliminaires chez la souris sont donc encourageants pour continuer ces essais chez le vervet et espérer une protection contre l’infection.
Bénéfices attendus
Bien que les flambées épidémiques liées au virus Nipah soient un problème de santé publique en Asie du Sud-Est et inquiètent l’OMS, il n’existe à ce jour aucun traitement ni aucune prophylaxie permettant de lutter contre une infection par ce virus. La démonstration de l’efficacité d’un candidat vaccin chez les primates non humains pourrait mettre sur la voie d’un moyen de prophylaxie permettant de protéger les populations à risque et ainsi limiter les flambées épidémiques. A long terme, le vaccin étudié dans ce projet pourrait entrer en phase d’essai clinique chez l’humain pour à plus long terme être utilisé chez les populations à risque si l’évaluation en modèle vervet donne des résultats favorables.
Procédures
La procédure expérimentale soumettra les animaux, de la réception jusqu’ à la fin du protocole, à des anesthésies (au nombre de 13 prévues dans la procédure expérimentale et d'une durée de 1h à 2h selon les individus) et à des prélèvements pharyngés, nasaux et sanguins sur animaux anesthésiés (12 sessions de prélèvements sanguins et 7 sessions pour le nasal et pharyngé, prévues dans cette procédure expérimentale). Une table de scoring et une liste de points limites sont établis à partir de la littérature et d’études précédentes, afin d’avoir des critères d’observations reflétant l’état des animaux et le développement de la maladie. Lors de l'atteinte d’un point limite ou de la fin du protocole, les animaux seront anesthésiés, puis les prélèvements de sang et moelle osseuse, ainsi que le lavage broncho-alvéolaire seront réalisés avant de procéder à la mise à mort puis au prélèvement de liquide céphalo-rachidien et des organes d’intérêt. Pour les animaux ne présentant ni point limite ni score limite, la procédure s’achèvera alors à J28 au maximum. La mise à mort des survivants sera donc réalisée à J27 et J28 selon le nombre d’animaux concernés, par programmation de 4 animaux maximum par jour. La procédure aura donc une durée totale de 14 jours d’acclimation puis 28 jours de protocole au maximum.
Impact sur les animaux
Les animaux contrôles devraient développer les signes cliniques caractéristiques d’une infection par le virus Nipah, en particulier souche Bangladesh, tels qu’une dérégulation de la température corporelle, une perte de tonus ainsi que des troubles respiratoires et de potentiels signes neurologiques. Les animaux vaccinés devraient présenter moins ou pas de signes contrairement aux contrôles, puis devraient présenter un état de santé normal dans les deux semaines suivant l’infection.
Devenir
L'étude implique que les organes et les tissus puissent être prélevés sur l'ensemble des animaux de l'étude (n=12), ceux-ci étant répartis en divers groupes infectés (n=12) et vaccinés (n=9). Par conséquent, seule la mise à mort des 12 animaux de l'étude permettra d'obtenir des données virologiques et immunologiques statistiquement robustes.
Remplacement
Il existe désormais plusieurs méthodes alternatives in vitro, dérivées de la culture cellulaire classiquement utilisée depuis des décennies. Ces nouvelles technologies tendent à recréer artificiellement les interactions inter cellulaires que nous pouvons retrouver dans l'organisme. Citons par exemple le développement de la culture cellulaire en trois dimensions, ou encore la culture d'organoïdes, sphéroïdes ou d'organes sur puce. Dans tous les cas, il s'agit de reconstituer la structure organisationnelle de systèmes cellulaires complexes ex vivo, afin de mimer les conditions observées in vivo. Ces avancées récentes ont déjà permis d'étudier des questions complexes et multidimensionnelles telles que l'apparition de la maladie, la régénération tissulaire ou bien les interactions entre organes. Bien que très prometteuses, ces techniques restent très localisées et répondent à des problématiques assez ciblées, tout en étant multi factorielles. Dans le cadre de notre étude, elles ne permettent pas, pour l'instant, de répondre à des questions globales telles que l'apparition d'une maladie dans un système vivant "entier", le développement symptomatologique ou la mise en place des réactions immunitaires dans leur ensemble suite à une réponse vaccinale suivie d’une épreuve virale. Afin de répondre à nos questions et pour toutes les raisons citées précédemment, il est impossible de remplacer l'utilisation d'un organisme vivant complexe.
Réduction
Le projet est basé sur l’utilisation de 12 PNH répartis en 4 groupes de 3 animaux (en accord avec les capacités d’hébergement et la réglementation). Il s’agit du nombre minimal pour observer des différences statistiquement significatives entre chaque groupe et pour s’assurer d’une reproductibilité. Plusieurs types d’analyses seront réalisés sur un même animal au cours de l’expérimentation et un nombre maximal d’échantillons de fluides et tissus sera prélevé à l’autopsie, afin de procéder à des analyses ultérieures. Cette procédure inclut l'utilisation d'un groupe contrôle non vacciné de 3 animaux (infectés par la même dose que les animaux vaccinés) dont les données seront par la suite également analysées en comparaison aux deux groupes contrôles historiques. De plus, seulement un groupe (3 animaux) sera le contrôle afin de tester les effets de l’adjuvant du vaccin et de façon simultanée à l’observation des groupes vaccinés. Ces individus contrôles seront observés en comparaison avec les animaux étant vaccinés, pour lesquels la cinétique d'apparition (ou non) de signes cliniques n'est pas encore connue et doit être observée dans les mêmes conditions (même dose d’épreuve virale et mêmes jours de prélèvements). S’agissant d’une étude pilote, un plus grand nombre d’animaux vaccinés que de contrôles est inclus dans l’étude, tout en ayant accès aux analyses des contrôles d'études précédentes, afin d’atteindre une meilleure puissance des tests statistiques.
Raffinement
Afin d’assurer au mieux le bien-être des animaux, ils seront hébergés en volière par groupes de 3, dans un environnement enrichi avec des dispositifs favorisant l’adoption d’un comportement naturel (perchoir, hamac, jeu, diversification alimentaire…). Les animaux seront implantés par télémétrie, nous permettant de surveiller et d’enregistrer en temps réel, l’activité et la température corporelle des animaux. Un système de vidéosurveillance permettra également de visualiser le comportement des animaux pendant les périodes où ils ne seront pas stimulés par la présence des techniciens. La surveillance via ce système est réalisée quotidiennement en fin de journée, et plus régulièrement pendant la période critique. L'accès aux enregistrements est également possible. En cas de doute sur l’état d’un ou plusieurs animaux, une entrée en laboratoire sera programmée immédiatement pour procéder à une observation en zone et à une possible décision. La majorité des procédures réalisées au cours de ce protocole ont un impact mineur sur le bien-être des animaux. Ces procédures comprennent notamment des injections musculaires et sous-cutanées, des écouvillonnages nasopharyngés et des prises de sang, réalisés sur des animaux anesthésiés.
Choix des espèces
Le modèle PNH étant proche de l'Homme, il est un modèle sensible à l'infection par NiV. Comme le révèlent les observations de terrain ainsi que les travaux précédents menés en laboratoire sur le modèle Vervet, les PNH développent des symptômes comparables à ceux décrits chez l'Homme (particulièrement des signes respiratoires induits par la souche Bangladesh), ce qui en fait un modèle de choix pour l'évaluation de stratégies dont vaccinales. Les animaux utilisés seront des animaux juvéniles (de plus de 2 ans et moins de 3 ans). En effet, l'hébergement permet l’accueil de PNH de moins de 3 ans uniquement, par groupes de 3 animaux par volière. Cependant, les animaux auront plus de deux ans afin d’avoir un système immunitaire le plus mature possible. L’âge des animaux est donc contraint par les capacités d’accueil. La moyenne des poids lors des dernières pesées (début juin 2022) était de 3 kg.
Evaluation de l’efficacité d’oligonucléotides thérapeutiques sur l’expression du gène SOD1 dans le tissu musculaire chez le babouin olive.
- Recherche appliquée
- Troubles musculosquelettiques
- Troubles nerveux
Neuf babouins olive juvéniles vont être utilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis réintégrés à la colonie de l'établissement pour la reproduction ou d'autres expériences. Chaque animal est capturé, anesthésié, perfusé puis soumis à six biopsies musculaires sur trois muscles d'un même membre, pour tester chez un primate un oligonucléotide destiné à moduler un gène impliqué dans la sclérose latérale amyotrophique. Le porteur présente ces gestes comme "peu invasifs et non terminaux". Il indique que la réglementation impose l'essai sur une espèce non rongeuse proche de l'humain avant tout passage clinique.
Objectifs
Les oligonucléotides (ONs) thérapeutiques, dont les siARN (petits duplexes d’ARN interférant avec la production des protéines), présentent un potentiel révolutionnaire dans les approches thérapeutiques par leur capacité à moduler l’expression génique, ouvrant la porte au traitement de nombreuses pathologies jusque-là sans traitement. Néanmoins, la délivrance de ces agents thérapeutiques dans les différents tissus et organes, notamment dans les tissus musculaires ou le système nerveux central, reste un défi majeur. La superoxide dismutase 1 (SOD1) est une protéine exprimée dans tous les organes du corps qui nous protégé du stress oxydatif (e.g. lors d’un épisode ischémique) et qui joue aussi un rôle protecteur en empêchant les processus de mort cellulaire. Cette protéine est fortement impliqué dans le développement des maladies humaines comme la sclérose latérale amyotrophique (cf. SLA ou maladie de Charcot), maladie neuromusculaire la plus fréquente touchant le SNC et les muscles et caractérisée par une perte progressive des neurones moteurs. L'objectif de la présente étude est de confirmer l'efficacité d’une molécule conjuguée crée par notre équipe, la C5-siSOD1, à moduler la production de SOD1 à niveau intracellulaire chez une espèce animal proche de l’Homme.
Bénéfices attendus
Les oligonucléotides (ONs) thérapeutiques sont de plus en plus reconnus comme ayant un potentiel révolutionnaire dans les approches thérapeutiques par leur capacité à moduler l’expression génique, ouvrant la porte au traitement de nombreuses pathologies jusque-là sans traitement. Grâce à des designs spécifiques leur conférant différents modes d’action sur l’ADN ou l’ARN, les limites des applications et des cibles des ONs thérapeutiques vont bien au-delà des molécules jusque-là développées par le secteur pharmaceutique. En théorie, les ONs thérapeutiques pourraient permettre de corriger toute pathologie trouvant son origine dans un défaut d’expression génique. Malgré ce potentiel, es ONs thérapeutiques souffrent d’un handicap majeur pour permettre leur développement thérapeutique : leur difficulté à traverser les membranes cellulaires et accéder au matériel génétique. Il est attendu de ce projet la validation chez une espèce non-rongeur proche de l’homme du potentiel de délivrance d’ONs thérapeutiques grâce à leur couplage à des molécules « vecteurs ». Cette validation préliminaire doit permettre à notre équipe de proposer cette technologie pour une application thérapeutiques à grande échelle. A terme, ce projet vise à apporter et valider une solution innovante pour traiter de façon ciblée et efficace l’origine génétique de nombreuses pathologies, notamment neuromusculaires.
Procédures
Les 9 animaux seront soumis aux mêmes manipulations : - 2 Captures dans leur groupe sociale à l’aide des tunnels de capture et des techniques de renforcement positif. Durée totale de l’intervention 1h/animal/capture. Les perfusions et les biopsies se feront sous anesthésie générale. Après intubation orotrachéale, l’animal sera mis sous Sévoflurane. Durée totale de l’intervention 25’/animal. - Une perfusion pendant 30 minutes. Durée totale de l’intervention 1h/animal - 6 biopsies musculaires sur trois muscles différents (2 par muscle) sur le même membre pelvien : gastrocnémien, quadriceps et tibial antérieur. Durée totale de l’intervention 1h/animal/pour les 3 biopsies
Impact sur les animaux
La perfusion et les biopsies se feront sous anesthésie générale. Des complications lors de l’anesthésie des animaux sont rares mais possibles (ex. : arrêt cardiaque ou respiratoire). Aucun effet délétère est attendu à l’issue de la perfusion intraveineuse des différents produits. Aucune toxicité d’origine pharmacologique (liée à l’inhibition de l’expression de SOD1) n’est à attendre d’une administration unique, compte tenue du mode d’action transitoire des molécules administrées et de leur élimination progressive. Le volume de perfusion (5mL/Kg) est en accord avec la littérature existante pour éviter tout risque d’hypervolémie. Les prélèvements de tissu musculaire se feront sous anesthésie générale. Le risque d’infection est réduit mais possible. Dans ce genre d’intervention le risque d’hémorragie est minime mais possible. Après la perfusion et les biopsies, les individus resteront pendant 24h et 48h sous surveillance en infirmerie avec un congénère de leur groupe social (e.g. la mère) pour réduire au maximum le stress potentielle liée à la séparation de son groupe d’origine.
Devenir
Une fois la procédure finie, les animaux intégreront la colonie de babouins olive de notre établissement et seront inclus dans des programmes de reproduction ou expérimentaux selon la demande de la communauté scientifique.
Remplacement
L’évaluation de l’efficacité et de la sécurité des produits de santé destinés à l’Homme doit être réalisée chez une espèce rongeur et une espèce non rongeur avant de faire une demande d’investigation chez l’Homme en clinique. La capacité du conjugué vectorisé C5-siSOD1 à éteindre l’expression du gène SOD1 a déjà été démontrée sur différents modèles cellulaires in vitro puis confirmée in vivo chez le rongeur. Afin de pouvoir proposer à l'industrie pharmaceutique cette technologie de vectorisation d’ONs thérapeutique, le Sponsor doit maintenant établir la preuve de son efficacité et innocuité chez une espèce non rongeur proche de l’Homme. Ce projet s’inscrit donc dans une démarche de développement préclinique, en confirmant chez une espèce de primate la capacité du conjugué vectorisé C5-siSOD1h à éteindre l’expression du gène SOD1 après administration systémique.
Réduction
La conception de ce projet a non seulement visé à réduire au maximum l’utilisation des primates, mais aussi de limiter les interventions à des manipulations transitoires, peu invasives et non terminales. L’expérience acquise chez la souris permet de réduire le nombre de primates dans chaque groupe à trois, car des grands effets du traitement sont attendus. Pour réduire le nombre d’individus seuls des mâles seront utilisés pour ce projet (pour éviter tout éffet potentiel du sexe sur la variable étudiée). Un nombre minimal de 3 groupes a été retenu, soit un total limité à 9 animaux: - 1er groupe recevant une perfusion d’un siARN non vectorisé, le N6-siSOD1h. - 2ème groupe recevant une perfusion d’un siARN vectorisé, le C5-siSOD1h. - 3ème groupe «contrôle» recevant une solution tampon phosphate (PBS).
Raffinement
Les animaux seront manipulés seulement à trois moments : lors de la perfusion et au moment des deux biopsies. Les trois manipulations se feront sous anesthésie générale et placés sur une surface chauffante. Après intubation orotrachéale, l’animal sera mis sous Sévoflurane. Toutes les interventions seront réalisées par l’équipe de vétérinaires de l’établissement utilisateur. Aucun effet négatif n’est attendu concernant les produits perfusés. Les zones d’incision seront tout d’abord tondues, nettoyées et désinfectées. Seulement 100 mg de muscle squelettique seront preleves a chaque biopsie après avoir réalisé une petite incision cutanée pour accéder au muscle. En début de chaque intervention, une analgésie sera assurée. Ce genre de biopsie n’est habituellement pas douloureux en post-opératoire et ne nécessite pas de traitement antalgique de manière systématique. L’animal sera gardé, toutefois, sous surveillance 48h en zone d’isolement avec un congénère, et évalué quotidiennement par l’équipe de zootechnie et l’équipe vétérinaire. En cas de signes de douleurs, un traitement antalgique pourra être initié. Au bout de 48h, si la récupération est validée par l’équipe vétérinaire, l’animal pourra être réintroduit dans son groupe. Pendant toute l’anesthésie les individus seront surveillés et monitorés par les vétérinaires. Concernant la perfusion, les individus resteront sous surveillance 24h avec un congénère (e.g. la mère) avant d’être réintégrés dans leur groupe d’origine. Ils seront réintroduits dans leurs groupes sociaux suivant la procédure validée par la Structure en charge du Bien-Être Animal de l’établissement utilisateur et sous surveillance accrue du vétérinaire. Les captures des individus dans leurs groupes sociaux se feront à l‘aide d’un système de tunnels et des techniques de renforcement positif. Les individus ciblés seront transférés à l’aide d’un nid de capture en infirmerie où ils seront induits dans des cages à fond amovible.
Choix des espèces
Le babouin olive est un modèle bien connu dans la recherche biomédicale. Cette espèce de primate reste au jour d’aujourd’hui l’espèce la plus accessible dans notre établissement. Par sa grande taille elle permet facilement la réalisation de plusieurs biopsies des muscles squelettiques sur un même individu. Les animaux utilisés dans cette étude seront tous des individus juvéniles entre 3-4 kg. Les produits perfusés le sont à une concentration 5 mg/kg. Cette concentration a été calculée par rapport à des études précédentes chez la souris. Ces produits doivent être synthétisés au laboratoire, donc nous sommes limités par la quantité de produit. L’utilisation des jeunes babouins olive s’explique par le compromis entre poids de l’animal (capacité de synthétiser les molécules à perfuser) et leur volume musculaire (capacité de faire 3 biopsies sur le même membre pelvien).
Mise en place d’un modèle de variole du singe chez le Primate Non Humain afin de tester des candidats vaccins et des molécules thérapeutiques.
- Recherche appliquée
- Maladies infectieuses
98 macaques à longue queue vont être utilisés, dont 22 réutilisés et les autres tués, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont infectés par le virus de la variole du singe après immunisation, puis subissent des prises de sang jusqu'à trois fois par semaine, des lavages broncho-alvéolaires, des biopsies de ganglions, de peau, de poumon, de moelle osseuse et d'intestin, ainsi que des ponctions lombaires. Le porteur décrit des lésions cutanées douloureuses s'étendant sur tout le corps pendant deux à trois semaines, de la fièvre et une fatigue importante, et signale un risque rare de pneumothorax après biopsie pulmonaire. Il affirme que le primate non humain est le "seul modèle" réunissant les éléments nécessaires à l'évaluation de vaccins.
Objectifs
Le projet a pour objectif d’évaluer l’efficacité de protection et thérapeutique de différents candidats vaccins ou de molécules contre le virus responsable de la récente épidémie de variole du singe. En effet, un nouveau virus circulant issu des souches virales d’Afrique de l’ouest semble capable de se répandre dans la population par des voies de contamination qui n’avaient pas été observées jusqu’alors pour ce virus. Il est donc nécessaire : 1) de vérifier l’efficacité de l’arsenal thérapeutique disponible actuellement, 2) de proposer de nouvelles thérapies et permettre le nouveau positionnement de molécules/vaccins existant. A l’heure actuelle, il existe des vaccins de deuxième et troisième génération contre la variole qui ont permis une éradication de cette maladie dans les années 70-80. Toutefois, l’efficacité de ces vaccins contre la variole du singe n’est pas connue actuellement or la vaccination est une étape critique de la prévention de la maladie. En effet, il n’existe qu’un seul traitement curatif reconnu contre la variole. Certains molécules anti-virales pourraient être utilisées, mais avec la disparition de la variole en 1977, celles-ci n’ont pas été testées chez l’homme. Le but de ce projet est donc de mettre en place un modèle de variole du singe chez le primate non humain en mimant les voies d’entrée du virus responsable de la maladie récemment décrites chez l’homme. Une fois ce modèle établi, nous pourrons tester l’efficacité de candidats vaccins, soit déjà reconnus pour leur efficacité dans le contexte de la variole, soit de nouveaux vaccins innovants. En parallèle, ce nouveau modèle permettra de tester des traitements médicamenteux préventifs ou curatifs. Ces molécules seront soit déjà pressenties pour le traitement de la variole soit de nouvelles molécules innovantes afin de s’adapter au mieux au contexte sanitaire.
Bénéfices attendus
La recherche et/ou la validation de vaccins et de traitements efficaces contre la variole du singe est un enjeu de santé publique. La variole du singe est une pathologie présente dans les régions d’Afrique centrale et occidentale. Bien que moins grave que la variole, son tableau clinique est relativement semblable et présente un taux de mortalité comprise entre 1 et 10% du fait, notamment, d’un manque d’accès à des soins adaptés. Le nouveau virus proche de la souche d’Afrique de l’ouest qui circule actuellement en dehors de ces territoires endémiques semble avoir un taux de mortalité très faible, cependant la grande majorité des nouveaux patients sont dans un contexte de soin favorable. A l’heure actuelle, cette épidémie est encore relativement circonscrite dans une frange définie de la population, le manque d’outil thérapeutique adapté nous laisserait démunis si celle-ci prenait de l’ampleur. Les bénéfices de ce projet sont donc doubles : fournir un arsenal thérapeutique adapté afin de protéger des populations vulnérables mais également de proposer un ensemble d’options préventives et curatives dans l’éventualité de l’aggravation de l’épidémie actuelle.
Procédures
- L’ensemble des procédures sera effectué sur des animaux anesthésiés pour éviter toute souffrance. - L’immunisation ou le traitement des primates sera effectuée par différentes voies, le temps de l’intervention est inférieur à 30 minutes. L’immunisation par voie intestinale ou gastrique peut prendre jusqu’à 1h30. Nous effectuerons l’épreuve virale et cela durera environ 30 minutes par animal. Des puces de température pourront être implantées sous la peau pour suivre la température corporelle en continu (intervention 45 minutes). - Nous effectuerons des prélèvements de sang au maximum 3 fois par semaine pendant la phase aïgue qui représente 4 semaines environ. Ceci nécessitera un temps d’anesthésie de 20 minutes environ. Pour suivre l’évolution de la charge virale, nous effectuerons des prélèvements sanguins, prélèvement des liquides des pustules et de fluides ou lavages des sites infectieux et muqueuses au maximum 3 fois par semaine (10 minutes) pour un nombre total de 30 maximum pour toute l’étude. Pour accéder au tractus respiratoire inférieur, nous effectuerons des lavages broncho-alvéolaires (BAL) avec 4 jours d’intervalle minimum entre chacun des lavages (30 minutes) pour un nombre total de 10 maximum. Différents types de biopsie pourront être réalisés en fonction des besoins de l’étude, comme des prélèvements de ganglions lymphatiques avec deux semaines d’intervalle minimum et 3 prélèvement maximum (45 minutes). Des ponctions lombaires pour accéder au liquide cérébrospinal (1 fois par semaine au maximumet 3 au maximum) et des biopsies de peau pourraient être envisagées (20 min d’intervention). Nous pourrions avoir besoin d’effectuer des biopsies pulmonaires pour évaluer la réponse locale ainsi que des biopsies de moelle osseuse et des biopsies intestinales par endoscopie (90 minutes d’intervention maximum). - Nous utiliserons aussi des méthodes non invasives pour l’analyse de nos candidats thérapeutiques en utilisant deux techniques d’imagerie 5 fois au maximum au cours de l’étude(90 minutes maximum).
Impact sur les animaux
L’infection par le virus responsable de la variole du singe induit de petites lésions au niveau de la peau qui grattent beaucoup et peuvent s’avérer douloureuses dans certains cas. Ces lésions pourront s’étendre sur tout le corps et persisteront 2 à 3 semaines. Par ailleurs, les animaux pourront développer de la fièvre, des courbatures, des céphalées et une fatigue importante. Enfin dans certains cas assez rare, l’animal pourrait se dégrader fortement et une euthanasie pourra être requise afin de limiter sa souffrance. Par ailleurs, l’hébergement individuel lors des phases d’infection avec le virus pourrait entrainer un stress qui sera compensé par un programme défini par la cellule « bien-être animal » de l’établissement pour l’enrichissement plus important de leur milieu de vie. Au niveau des procédures expérimentales, peu d’effets indésirables sont attendus à l’exception de la répétition des anesthésies qui peut entrainer des déficits de l’alimentation et une fatigue chez l’animal. Dans de très rares cas, un pneumothorax (présence anormale d'air dans la cavité pleurale) ou un hémothorax (épanchement de sang dans la cavité pleurale) sont possibles à la suite des biopsies pulmonaires et seront observables en direct lors de l’endoscopie. Les biopsies digestives par endoscopie sont parfois associées à des saignements digestifs. Il est possible que les biopsies entrainent des inflammations et plaies locales qui seront surveillées quotidiennement jusqu’à la récupération complète de l’animal.
Devenir
Dans la majorité des cas, la variole du singe n’est pas mortelle chez le macaque. Toutefois, ce nouveau virus est encore mal connu et le passage à l’humain est connu et documenté. Ceci impose donc la plus grande prudence. Certains animaux seront euthanasiés afin d’accéder aux tissus (histologie) afin de valider le modèle mais également de tester l’innocuité des candidats vaccins et des molécules thérapeutiques testés, pour vérifier l’absence de toxicité. Par ailleurs, si une dégradation de l’état clinique de l’animal est observée, dans le but d’éviter toute souffrance inutile et du fait du risque que représente ce virus pour l’homme, les animaux seront euthanasiés. Si lors de l’établissement du modèle, il est validé qu’un animal qui récupère de la pathologie est complètement exempt de charge virale persistent et de séquelles qui diminueraient fortement le bien-être de l’animal à long terme, alors les animaux qui ne seront pas engagés dans des protocoles d’histologie pourront être réutilisés.
Remplacement
L’évaluation d’approches thérapeutiques dans le contexte de la variole du singe nécessite un modèle expérimental permettant d’étudier les différentes composantes des réponses immunitaires et les changements induits suite à l’immunisation et/ou à l’infection virale. A ce jour, ces différents éléments ne peuvent pas être étudiés à l'aide de simulations informatiques ou dans des modèles in vitro. L'utilisation d'un modèle animal reste donc nécessaire pour reproduire les symptômes et réponses immunitaires induits pas un virus. Le primate non humain est choisi comme modèle animal dans cette étude, car il présente une réponse immunitaire et vaccinale semblable à celle de l’humain pour la plupart des infections. De plus, les outils nécessaires sont disponibles et maitrisés chez cette espèce.
Réduction
Nous devons mettre en place un modèle de variole du singe chez le primate afin de permettre de tester à la fois les vaccins et les molécules thérapeutiques dans les conditions les plus proches de l’homme. Durant cette phase de mise en place du modèle, les essais se feront de manière séquentielle. A l’heure actuelle, il est difficile de savoir si la première dose testée pour chacune des voies sera celle choisie et l’essai suivant ne sera mené qu’en fonction des résultats du précédent. A ce titre, si la dose nécessaire à l’établissement du modèle est trouvée rapidement, certains animaux pourront être utilisés pour confirmer la dose, les restant ne seront pas utilisés. Par ailleurs, la première dose testée repose sur une analyse de la littérature scientifique solide afin de maximiser notre chance de réussite rapide. Concernant les études d’efficacité et thérapeutiques de candidats vaccins des groupes de 6 primates seront utilisés dans les groupes traités ou vaccinés. Dans le cas des groupes contrôles, dans la mesure du possible, des contrôles « historiques » (données issues d’animaux utilisés dans une autre étude précédente, y compris la mise en place du modèle) seront utilisés au maximum.
Raffinement
Tous les animaux sont des animaux d’élevage, toutes les procédures seront effectuées sur des animaux anesthésiés. De plus, des protocoles pour supprimer la douleur ont été définis et validés par l’équipe vétérinaire afin de la réduire au maximum à chaque intervention. Un suivi quotidien de l’état général des animaux par une équipe formée à reconnaître les signes de mal-être ou de souffrance est mis en place. Les hébergements en individuel sont limités au maximum et lorsque cela sera nécessaire, les animaux seront hébergés de manière contiguë. Cet hébergement individuel contigu permet des interactions sociales (conservation du contact physique par le haut de la cage et sensoriel par la mise en place de plaques translucides entre les cages latérales, et cages face à face séparées d’environ 2m). L’enrichissement sera augmenté (distribution 2 fois par semaine d’enrichissements destructibles au lieu d’1). Les interventions par chirurgie mini-invasive, ciblant des organes et tissus préalablement identifiés par imagerie médicale seront privilégiées afin de raffiner les méthodes expérimentales employées et ainsi réduire la douleur postopératoire. Grâce à l’utilisation de différentes techniques d’endoscopie les tissus cibles seront prélevés avec précision en un nombre réduit d’incisions. Les volumes de sang prélevés seront réduits au minimum nécessaire. En cas d’apparition de signes locaux suites aux prélèvements, un traitement symptomatique local pourra être instauré après examen par le vétérinaire. Pour les prélèvements des fluides, une attention sera portée aux animaux lors de ce geste. Le suivi des animaux, la mise en place des points limites et le signalement au vétérinaire s’effectuera suivant une grille d’évaluation clinique validée à la fois par le vétérinaire de l’installation et la structure du bien-être animal. Si l’animal montre des signes de douleur trop importante, un traitement symptomatique pourra être mis en place par le vétérinaire responsable. Si l’état général de l’animal ne s’améliorait pas malgré la prise de mesures, alors l’euthanasie de l’animal serait envisagée.
Choix des espèces
Les espèces de primates non-humains retenues pour cette étude ont été sélectionnées pour deux raisons : - elles représentent le seul modèle réunissant les éléments nécessaires à l’évaluation de vaccins : les réponses immunitaire et vaccinale sont similaires à celles de l’humain, et les techniques et outils d’exploration de la réponse immunitaire et de la réponse vaccinale sont disponibles et maitrisés chez ces espèces, contrairement à d’autres modèles d’infections respiratoires régulièrement utilisées comme le furet. - elles ont déjà fait l’objet de publications scientifiques en tant que modèles d’infection par le virus de la variole du singe historique, et présentent un tableau clinique présentant de forte similarité avec l’homme qui permettra une évaluation satisfaisante des stratégies thérapeutiques qui seront testés. La physiologie, le système immunitaire et la réponse vaccinale évoluent en fonction du stade de développement et de l’âge des individus. Les candidats thérapeutiques étudiés étant susceptibles de faire l’objet d’essais cliniques chez des individus présentant un système immunitaire « mature », il est donc nécessaire de réaliser ces études chez un animal présentant un système immunitaire au même stade. Par ailleurs, l’objectif de ce projet est de mettre en place un modèle de pathologie modérée, or il est connu que la sévérité de la pathologie provoquée par le virus diminue chez les animaux adultes. Pour ces deux raisons, nous utiliserons des animaux adultes, âgés de plus de 2 ans.
Caractérisation de la balance dopamine-sérotonine dans l’émergence de biais comportementaux chez le primate non-humain
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
6 macaques à longue queue vont être utilisés, réutilisés à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent un antipsychotique en injection, une quinzaine d'examens d'imagerie sous anesthésie, puis une craniotomie avec pose d'une chambre d'enregistrement laissée en place pour six mois d'enregistrements et une trentaine d'injections intracérébrales sur animal vigile. Le porteur décrit un risque d'infection au niveau de la chambre et des lésions cérébrales possibles, mais conserve les animaux vivants pour un usage ultérieur en raison de leur "grande valeur scientifique". Il qualifie le modèle primate d'"irremplaçable", notamment pour certains traceurs d'imagerie.
Objectifs
L’aripiprazole est un antipsychotique de troisième génération indiqué dans le traitement de différentes maladies neuropsychiatriques présentant un déséquilibre dopamine-sérotonine, telles que le syndrome de Gilles-de-la-Tourette, la schizophrénie et les troubles bipolaires. Bien que son utilisation s’accroisse, les mécanismes d’action de l’aripiprazole restent peu compris. Les objectifs du présent projet sont d’identifier où et comment ce traitement agit dans les différentes régions cérébrales pour moduler de multiples fonctions cognitives et motrices.
Bénéfices attendus
Ce projet est conçu pour répondre à des questions en lien avec des problématiques cliniques, mais aussi pour enrichir nos connaissances fondamentales concernant le fonctionnement cérébral et l’importance de la balance dopamine-sérotonine dans le contrôle comportemental. Ainsi, notre projet va permettre de recueillir des informations inédites concernant le mode d’action de l’aripiprazole, désormais traitement de première intention pour de nombreux patients atteints de troubles psychiatriques. Une meilleure compréhension des mécanismes d’action de l’aripiprazole et des effets cognitifs induits par ce traitement ouvrira certainement une meilleure prise en charge thérapeutique de ces patients, avec une approche de plus en plus individualisée. En combinant différentes modalités d’imagerie cérébrale, nous allons avoir l’opportunité de caractériser comment la balance dopamine-sérotonine module l’activité neuronale de repos à l’échelle du cerveau entier. Cette balance étant défectueuse dans de nombreuses pathologies (ex : dépression, anxiété, schizophrénie, Tourette, addictions), nos résultats seront donc d’intérêt pour de nombreuses applications. En complément, l’apport de l’electrophysiologie va nous permettre d’étudier des aspects plus fonctionnels de l’action de l’aripiprazole et de la balance dopamine-sérotonine au niveau des neurones du striatum. Nos résultats devraient ainsi démontrer l’importance de cette structure sous-corticale dans le contrôle de certains biais décisionnels, et définir quels types de troubles émergent lorsque la balance dopamine-sérotonine devient dysfonctionnel dans cette région du cerveau.
Procédures
(i) Traitement pharmacologique systémique par aripiprazole en semi-chronique (plusieurs périodes de 2 semaines, injections en IM). Ces tests s’étendront sur 4 mois, afin de tester comportementalement plusieurs doses de traitement. (ii) Examens d’imagerie cérébrale sous anesthésie générale. L’action de l’aripiprazole sur les systèmes dopaminergiques et sérotoninergiques sera étudiée via 5 traceurs ciblant différents récepteurs (5 traceurs x 3 doses d’aripiprazole = 15 scans par animal). Ces imageries s’étendront sur une période de plus d’un an. (iii) Implantation chirurgicale d’un plot de tête et d'une chambre avec craniotomie sous anesthésie générale (1 fois,
Impact sur les animaux
La partie pharmaceutique du projet impliquant un traitement chronique par aripiprazole ne constitue pas une source potentiel de nuisances importantes. L’aripiprazole est une molécule fréquemment utilisée en clinique humaine avec très peu d’effets secondaires nuisibles, il est rapporté un effet sédatif et orexigène (augmente l’appétit) bien moindre que pour les autres neuroleptiques. Les imageries cérébrales vont nécessiter l’injection d’un produit de contraste pouvant induire des élévations du taux de fer sanguin et potentiellement des troubles hépatiques. Pour limiter ces risques, les imageries seront espacées d’au moins deux semaines et des analyses sanguines seront réalisées pour contrôler les enzymes hépatiques. Ainsi, aucun effet nuisible significatif n’est spécifiquement prévu suite à l’accumulation des imageries sur animal anesthésié. La partie électrophysiologique du projet implique l’implantation d’un plot de tête et d’une chambre d’enregistrement par l’intermédiaire de vis en titane chirurgicalement implantées sur la tête de l’animal. La chambre d’enregistrement donnera sur une craniotomie (10 x 10mm) permettant l’accès à la dure-mère et au cerveau pour pouvoir y positionner une électrode au moment des sessions d’expérimentation. La présence de cette chambre d’enregistrement constitue une source potentielle d’infection requérant une attention particulière, avec des soins fréquents adaptés. De potentiels lésions cérébrales engendrées lors de la pénétration de l’électrode dans le cerveau sont à prévoir avec la répétition des sessions d’enregistrement. Le suivi comportemental quotidien des animaux nous informera sur la présence ou non d’une lésion débilitante. Cette possibilité demeure toutefois extrêmement rare. Il n’est pas démontré que l’effet cumulatif entre les phases d’imagerie, de pharmacologie et d’électrophysiologie de l’étude soit délétère pour la santé de l’animal. La partie de l’étude intégrant les examens d’imagerie et le traitement par aripiprazole étant classée en procédure légère, nous estimons que la sévérité totale du projet demeure modérée pour les animaux.
Devenir
A la fin du protocole, en concertation avec le vétérinaire réfèrent et dépendamment du degré réel de sévérité de la procédure pour chaque animal, les singes seront préférentiellement réutilisés pour une autre étude. Ces animaux auront acquis une grande valeur scientifique, du fait de leur entrainement à réaliser des taches cognitives sur écran tactile. Les animaux ayant une chambre implantée seront préférentiellement réutilisés pour une autre étude nécessitant des approches invasives telles que l’électrophysiologie ou des perturbations intracérébrales. De ce fait, nous ne prévoyons pas de désimplantation chirurgicale à la fin de notre protocole. Également, notre protocole ne nécessite pas l'euthanasie de ces animaux pour des fins scientifiques.
Remplacement
L’utilisation du modèle primate non-humain apparait essentiel pour la réalisation de cette étude pré-clinique, combinant des approches d’imagerie TEP/IRM avec de l’électrophysiologie. 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 du cerveau. Ainsi, les informations obtenues seront plus facilement 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. Enfin, certains radiotraceurs TEP utilisés dans cette étude ne sont disponibles et utilisables que chez le primate non-humain, faisant de ce modèle un élément irremplaçable pour la conduite de cette étude.
Réduction
Au total, nous prévoyons la possibilité d’inclure 6 animaux dans le protocole. Ce nombre a été choisi sur la base du nombre minimum standard d’animaux (n=4) défini par la communauté scientifique abordant des problématiques pharmacologiques chez le primate non-humain, et sur la possibilité d’avoir à remplacer des animaux en cours de protocole (n=2). Nos approches seront réversibles et complémentaires, ce qui permettra de répéter les tests et de comparer différentes doses d’agents pharmacologiques sur les mêmes animaux pour ainsi optimiser la puissance statistique de notre étude. Les données électrophysiologiques recueillies sur quatre animaux permettront également d’atteindre un échantillon de neurones striataux importants le plus représentatif possible en fonction des différents territoires cérébraux étudiés.
Raffinement
Notre méthodologie expérimentale a été planifiée afin de minimiser l’impact de notre étude sur la santé et le bien-être des animaux. Un suivi quotidien des animaux sera effectué permettant de contrôler différents facteurs tels que le poids, la prise de nourriture, le comportement social et la mobilité. Dépendamment du score des animaux sur notre grille d’évaluation comportementale, un traitement adapté sera fourni et l’étude pourra être suspendue, voir définitivement arrêtée si les points limites sont atteints. L’imagerie constitue une approche non-invasive qui va nous permettre d’étudier l’activité neuronale dans le cerveau entier des animaux sans engendrer d’effets délétères. En combinant simultanément différentes modalités d’imagerie grâce à une caméra hybride, nous allons réduire (/2) le nombre de scans pour pouvoir collecter un jeu de données suffisants. Les animaux ne seront implantés qu’au moment d’initier la phase d’électrophysiologie de l’étude. La craniotomie réalisée chirurgicalement sera la plus petite possible à l’intérieur de la chambre d’enregistrement, minimisant ainsi le possible risque d’infection. Des traitements analgésiques seront utilisés en périodes pré-, per- et postopératoires. Notre grille d’évaluation de la douleur permettra d’adapter le traitement et le protocole si nécessaire en fonction de divers points limites. Les enregistrements seront effectués avec des microélectrodes fuselées à faible diamètre (150microm) pour ne pas créer de lésion significative au niveau de la structure cérébrale d’intérêt. Les imageries réalisées au préalable nous permettront de cibler avec précision les régions cérébrales à enregistrer et nous indiqueront comment positionner l’électrode pour être le plus efficace possible dans la collection de données électrophysiologiques. 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 seront entrainés à la technique d’association positive entre un son (clicker), une action, et une récompense alimentaire.
Choix des espèces
Pour cette étude, le modèle primate non-humain (macaque) apparait essentiel pour plusieurs raisons : - Phylogénétiquement, ce modèle animal préclinique est le plus proche de l’humain dans l’expression de ses comportements et dans son organisation anatomo-fonctionnelle. -Différents troubles comportementaux ont déjà pu être induits chez le macaque suite a une perturbation d’activité localisée au niveau du striatum antérieur. -Des taches comportementales variées peuvent être réalisées par ces animaux permettant ainsi l’étude d’un large spectre de comportements complexes. -Toute information physiologique ou physiopathologique obtenue chez le primate non-humain est plus facilement transposable à une application chez l’humain. Les animaux reçus sont généralement des adolescents (3 ans). Ils arrivent souvent déjà en groupe et sont socialement compatibles permettant de les pairer pour leur hébergement. Une recommandation sera formulée en ce sens auprès de nos fournisseurs pour favoriser des groupes sociaux compatibles.
Étude des seuils de toxicité (DRF : dose-range finding) et de biodistribution d’un nouveau candidat médicament antitumoral basé sur un virus génétiquement modifié chez le primate non-humain
- Recherche appliquée
- Cancers
15 macaques à longue queue vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent par voie intraveineuse un virus génétiquement modifié à visée antitumorale et subissent des prélèvements sanguins pouvant atteindre 20 % de leur volume sanguin, avant d'être tués pour prélever leurs organes. Le porteur indique que chaque animal est hébergé seul à partir de la première injection, alors qu'il s'agit d'une espèce vivant normalement en groupe. Il affirme que les études de toxicité in vivo sont "indispensables" au développement de nouveaux médicaments et justifie le primate par sa proximité avec l'espèce humaine.
Objectifs
Le présent projet vise à étudier la biodistribution ainsi qu’à déterminer le seuil de toxicité d’un virus atténué réassorti (Organisme Génétiquement Modifié) provenant de la combinaison de deux souches de LCMV sauvages (Virus de la chorioméningite lymphocytaire), nommé ABX-001 dans le cadre du traitement de cancers métastasiques. Le projet sera conduit en zone de niveau de sécurité biologique 2 (NSB2) (obtention de l’agrément d’utilisation OGM pour une installation A2). Cette souche réassortie présente un phénotype fortement atténué et utilisé en tant qu’agent viral antitumoral potentiel. En effet, l’infection par une des souches sauvages sur lesquelles est construite la souche ABX-001 entraine des signes d’hépatoxicité et des symptômes de type fièvre hémorragique chez le singe. Un des effets de la création de la souche ABX-001 est une nette diminution de cette morbidité (diminution de la réplication virale, diminution de la réponse cytokinique, moins de pathogénicité au niveau hépatique) et un tropisme spécifiquement tumoral qui la maintient éloignée des tissus sains. Le mécanisme d’action de l’administration de ce type de souche réassortie entraine une activation du système immunitaire concertée et centrée sur la tumeur, impliquant à la fois la réponse innée et adaptative, par une seule injection intraveineuse. Le mode d’action de cette virothérapie immunomodulatrice par le virus atténué réassorti ABX-001 diffère de celui des traitements oncolytiques classiques puisqu’il vise principalement à induire et à remodeler les réponses immunitaires pour cibler spécifiquement les cellules tumorales. Dans ce projet, plusieurs doses croissantes de ABX-001 seront testées, comparé à une formulation contrôle, par administration intraveineuse unique ou répétée.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d'évaluer la tolérance du virus atténué réassorti ABX-001 en tant que traitement antitumoral après une exposition répétée ou non, de doses croissantes et d'estimer les marges de sécurité pour lesquelles aucun effet indésirable n'est observé. Ces marges de sécurité permettront par la suite de déterminer une dose initiale "sûre" pour des études précliniques réglementaires, puis pour des essais cliniques chez l'Homme. Cette étude dite de "Dose-Range Finding" permet donc de diminuer le nombre d'animaux utilisés lors de l'étude préclinique réglementaire en calibrant les doses optimales.
Procédures
Le projet consiste en l'administration intraveineuse du virus atténué (répétées ou non) ; ces administrations sont peu invasives (
Impact sur les animaux
Afin d’éviter les contaminations entre les animaux, à partir de la première administration du virus atténué réassorti ABX-001, les animaux seront hébergés seuls en volière séparée avec un lien auditif, visuel et olfactif avec le congénère d’à côté (en cours de protocole). Ces animaux étant habituellement hébergés par groupe sociaux, une attention particulière devra en plus être portée sur le milieu d’hébergement de l’animal en lui apportant de l’enrichissement renouvelé quotidiennement (friandises, jouets, etc.). Les animaux auront été hébergés ensemble lors de la phase d'acclimatation, et ne seront donc pas mis au contact d'autres animaux lors de la phrase infectieuse. Ainsi, uniquement le premier animal sera hébergé seul à partir de l’administration (en NSB2) et pendant 10 jours, le temps de l’arrivée de l’animal suivant dans la volière à côté. Une attention particulière sera d’autant plus portée sur l’environnement cet animal (programme d’enrichissement ultra renforcé : friandises diverses, jouets divers). Les deux derniers animaux (1 animal d’un groupe traité et 1 animal du groupe contrôle) seront mis à mort même temps. Même s'il n'était pas strictement nécessaire au protocole, nous avons insisté pour qu'un animal "contrôle" non-infecté soit ajouté au protocole, afin que le dernier animal infecté ne soit jamais hébergé seul dans la salle d'hébergement en zone NSB2 (ils entreront ensemble et seront mis à mort ensemble). Même si la souche ABX-001 est atténuée, il est connu que les souches de virus sauvage peuvent entrainer des symptômes de type fièvre hémorragique et d’hépatoxicité. Par prudence, des points de vigilance seront donc axés sur le suivi de la température rectale et des paramètres hématologiques et biochimiques (globules rouges, paramètres hépatiques) afin de prédire une potentielle toxicité à la dose administrée. De plus, les points limites généraux seront appliqués.
Devenir
Tous les animaux du projet seront mis à mort pour récolte d'organes.
Remplacement
Les études de toxicité in vivo chez l’animal sont indispensables au développement de nouvelles molécules pharmaceutiques. En effet, celles-ci permettent de déterminer la toxicité de la molécule en fonction de la dose administrée et affine la connaissance des caractéristiques de l’effet principal et des effets indésirables éventuels. Les modèles animaux permettent dans ce cas d'objectiver l'apparition des signes cliniques et donc de mettre en évidence une éventuelle toxicité de la molécule en cours de test.
Réduction
Dans ce projet, les approches de dosage échelonnées ("en escalier": doses croissantes) permettent d'atteindre les objectifs scientifiques tout en minimisant le nombre d'animaux utilisés. Une fois la première dose administrée à un seul animal, les observations sont ensuite notées et utilisées pour informer la dose de l’animal suivant, qui peut être supérieure ou inférieure selon la nature des observations relevées. Le nombre d'animaux dosés à chaque niveau doit être petit dans les études initiales (par exemple un voire deux) avec des tailles de groupe augmentées par la suite (poursuite du projet) une fois qu'une dose-réponse est établie (source : "Guidance on dose level selection for reguatory general toxicology studies for pharmaceuticals", NC3Rs). De même, le but même d'une étude de Dose-Range Finding est de réduire la taille de l'étude préclinique réglementaire en éliminant les doses à laquelle la réponse des animaux serait d'office nulle ou toxique.
Raffinement
Les animaux seront suivis individuellement et quotidiennement tout au long de l’étude afin de détecter tout signe clinique de douleur ou de détresse (grille d’observation du bien-être). Comme les animaux seront injectés par groupes de dose, les données obtenues pour les premières doses serviront à affiner la dose suivante et le suivi clinique en fonction des signes cliniques observés. Des périodes de récupération suffisantes seront accordées aux animaux entre les prélèvements ainsi qu’entre les administrations. Des mesures préventives et correctives de diminution de la douleur et du stress seront déterminées au préalable de la procédure. Les animaux bénéficieront du programme d’enrichissement défini par la structure du bien-être animal de l'installation, notamment la mise disposition de jouets dans les hébergements et la distribution de friandises systématique en fin de journée. Les animaux seront hébergés par groupes sociaux dans des volières conformes aux recommandations pendant la phase d’acclimatation et seront ensuite hébergés seuls à partir de la première administration, avec un lien auditif, visuel et olfactif avec le congénère d’à côté (en cours de protocole). Ces animaux étant habituellement hébergés par groupe sociaux, une attention particulière devra en plus être portée sur le milieu d’hébergement de l’animal en lui apportant de l’enrichissement supplémentaire renouvelé quotidiennement (friandises, jouets, etc.). Aussi, une rotation du matériel d’enrichissement, incluant une désinfection, sera organisée une fois par semaine pour éviter la lassitude et renouveler l’intérêt des animaux. 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.
Choix des espèces
Le primate non humain (macaque cynomolgus) est choisi pour sa proximité phylogénétique avec l'Homme et du fait des similitudes des réponses immunitaires et de sa sensibilité aux infections par LCMV. Spécifiquement, le macaque cynomolgus montre une sensibilité différentielle aux deux souches de LCMV composants ABX-001, ce qui permettra de tester si la stratégie d'atténuation de la souche virale réassortie est efficace. De même, la proximité de la réponse immunitaire du macaque à celle de l'homme permettra de mettre en valeur de potentiels biomarqueurs inflammatoires d'efficacité et de toxicité qui pourront être transposés aux patients de l'étude clinique. Autant que possible, des animaux matures (36-48 mois) seront utilisés pour ce projet.
Evaluation thérapeutique, pharmacocinétique et pharmacodynamique d’une molécule prorésolutive dans un modèle inflammatoire cutanée ou de vaccination chez le primate à différentes doses.
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
Le projet prépare l'arrivée en essai clinique d'un anticorps monoclonal qui vise à accélérer la résolution de l'inflammation : doses minimales et maximales, toxicité, biodistribution et biomarqueurs à suivre ensuite chez l'humain. Après une première étude de cette molécule chez le primate, 42 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, ou menées sans réveil. Sous anesthésie, ils reçoivent des injections dans la peau pour provoquer une inflammation ou deux injections de KLH, une protéine employée pour tester la réponse vaccinale, puis la molécule par voie intraveineuse, jusqu'à six prises de sang dans une même journée et seize en 48 jours, trois ponctions de moelle osseuse et trois prélèvements de ganglions. Le porteur limite les groupes à trois macaques, "ce qui rend impossible tout test statistique", et juge ce nombre "essentiel" à la fiabilité des résultats. Le champ structuré déclare 40 macaques réutilisés, et le porteur prévoit leur réutilisation pour une nouvelle procédure légère ou modérée, sauf ceux de l'étude de biodistribution, tués pour prélever leurs organes.
Objectifs
Les traitements anti-inflammatoires actuels visent à éteindre une inflammation chronique préexistante mais cette atténuation de la réponse du système immunitaire n’est souvent que transitoire et s’accompagne très souvent de rechutes. Les études scientifiques visant à déterminer les mécanismes associés à l’inflammation ont mis en lumière un processus actif de l’extinction de l’inflammation s’appelant résolution de l’inflammation Nous avons déjà démontré dans notre laboratoire que le traitement prorésolutif constitué par notre molécule d'intérêt (anticorps monoclonal ciblant un des récepteurs de la résolution exprimé par les neutrophiles et les macrophages) est cliniquement actif chez la souris dans de nombreux modèles inflammatoires. En effet, dans des modèles de colite induite ou spontanée, nous avons pu apprécier un retour plus rapide ou une stabilisation/amélioration de la colite lorsque les animaux ont été injectés avec ce traitement prorésolutif. Par ailleurs nous avons chez l’Homme, observé in vitro un effet de cette même molécule sur les neutrophiles et les macrophages. En outre, dans une précédente étude chez le primate non humain, nous avons pu apprécier la pharmacocinétique ainsi qu’un effet biologique du produit sur un modèle d’inflammation réalisée par l’injection intradermique de bactéries inactivées aux UV. Ce projet sera dans la continuité du précédent pour évaluer les doses minimales et maximales requises pour observer un effet biologique et évaluer la toxicité du produit ainsi qu’identifier des biomarqueurs d’activité permettant de suivre la pharmacodynamique du produit et orienter les analyses chez l’Homme lors d’essai clinique. En outre, l’étude de biodistribution du traitement n’a pas été réalisée et pourra être évaluée dans cette étude, paramètre indispensable pour l’évolution du produit vers la clinique. Enfin, de manière complémentaire, un modèle de vaccination et rechallenge sera évalué pour répondre à la question d’un éventuel impact du traitement sur la vaccination, notamment la réponse humorale liée aux anticorps.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’une part d’évaluer la pharmacocinétique/pharmacodynamique d’un produit destiné à la médicamentation humaine permettant ainsi d’anticiper un schéma d’administration et d’estimer d’éventuels effets secondaires liés à l’injection de ce médicament. En outre, la réalisation en parallèle d’un modèle inflammatoire intradermique permettra d’apprécier un effet biologique de la molécule sur un modèle déjà utilisé dans une phase I lors d’essais cliniques et pour lequel nous avons obtenu des résultats préliminaires encourageants nécessitant d’être confirmés. Enfin, l’étude sur la capacité vaccinale après injection de la molécule permettra de mieux appréhender les mécanismes d’action du médicament et s’assurer que l’administration d’une telle drogue de manière concomitante à une vaccination de trouble pas la réponse immunitaire primaire et/ou secondaire.
Procédures
Certains animaux seront soumis sous anesthésie à l’induction d’une inflammation suite à des injections intradermiques (sur 5 min) sur une seule journée. D’autres animaux seront soumis sous anesthésie à une injection intramusculaire (5 min) de KLH puis une injection sous-cutanée de KLH (5 min) à 8 jours d’intervalle. Les animaux seront soumis également, sous anesthésie, après injection intraveineuse de la molécule thérapeutique d’intérêt (15 min), à plusieurs prélèvements sanguins (au maximum 6 dans une même journée, 16 sur la totalité de la procédure expérimentale sur 48 jours), notamment lors d’une anesthésie prolongée de 2h, quelques prélèvements de moelle osseuse (N=3, avant traitement, j10 et j21) et de ganglions (N=3, avant traitement, j7 et j21).
Impact sur les animaux
Les protocoles d’anesthésie répétés sur 24h lors de l’injection de la molécule pour évaluer la pharmacodynamique seront inconfortables et à ce titre, les animaux spécifiquement lors de cette journée seront suivis de manière accrue et l’inconfort le plus adéquatement maîtrisé. Les modèle d’inflammation pourrait créer une démangeaison locale qui sera alors protégée si tel est le cas.
Devenir
Les protocoles utilisés dans cette étude permettent une réutilisation de l'ensemble des animaux utilisés dans ce projet après accord du vétérinaire pour une nouvelle procédure légère ou modérée exceptés ceux utilisés pour évaluer la biodistribution de la molécule qui nécessite un prélèvement de différents organes après euthanasie.
Remplacement
A ce jour, aucune méthode ne peut remplacer un système immunitaire complet et donc rend indispensable l’utilisation d’animaux. Des études préliminaires sur des cellules ex vivo ont permis d’identifier une activité biologique du médicament et donc ont orienté les paramètres à évaluer lors de l’étude in vivo de la molécule. Les résultats obtenus lors d’études préliminaires in vivo chez la souris nous permettent maintenant d’étudier la molécule de façon plus précise chez le primate non humain.
Réduction
Ce genre de protocole chez le macaque ne peut être réalisé comme une étude statistique, en effet, dans le respect de la règle des 3R et d’un point de vue éthique, nous limitons le nombre d’animaux au strict minimum, à savoir 3 animaux par groupe, ce qui rend impossible tout test statistique. Cependant, compte tenu de la variabilité individuelle, le nombre de 3 animaux/groupe est essentiel pour obtenir une relevance scientifique quant à l’interprétation des résultats obtenus et l’identification d’un éventuel effet thérapeutique tout en réalisant de manière fiable une étude PK/PD de la molécule. De plus, si le modèle d’inflammation cutanée (injection bactéries inactivées) n’a pas d’impact sur la PK/PD, l’ensemble des animaux prévus ne sera pas utilisé. D’autre part, de façon à réduire le nombre d’animaux, il s’agit de réutilisation d’animaux dans le cadre strict de la loi après avis vétérinaire.
Raffinement
Toutes les procédures sont réalisées chez le macaques sous anesthésie. La douleur sera dans la mesure du possible évitée par injection d’analgésique qui devra toutefois ne pas être dans la catégorie des anti-inflammatoires pour ne pas perturber ou annihiler l’effet de la molécule thérapeutique injectée et évaluée. Les animaux sont hébergés avant protocole expérimental en volière, de façon à préserver leur de mode vie en communauté. Au cours du protocole expérimental les individus traités sont hébergés dans des cages séparées, mais jointives permettant la vision et la communication entre congénères. Il est en effet fondamental pour ne pas stresser davantage aussi bien l’animal traité que les autres animaux, de pouvoir lui faire facilement (sous anesthésie légère) des injections ou prélèvements qui seraient impossibles dans un environnement commun. Un enrichissement alimentaire (fruits et/ou légumes) est donné quotidiennement, un enrichissement par jeux (différentes activités) est donné en rotation dans les cages selon un programme hebdomadaire. Enfin, un aménagement (perchoirs, cordes…) des cages permet un enrichissement de mouvements.
Choix des espèces
Les primates non humains, et plus précisément les macaques dans cette étude, représentent l’espèce animale de choix comme modèle préclinique étant donné leur morphologie, leur proximité phylogénétique et leur similitude avec le système immunitaire de l’Homme. Différents modèles chez le macaque peuvent être ainsi développés pour mimer des situations cliniques connues, voire des protocoles similaires déjà existants chez l’Homme comme c’est le cas pour cette étude tout en étant moins douloureux, et tester différents protocoles thérapeutiques innovants en conditions précliniques. La constitution du système immunitaire est dépendante de l’âge des animaux donc il s’agira de préférence d’animaux jeunes adultes (3 à 4 kg) dont le système immunitaire est alors mature. La constitution du système immunitaire est dépendante de l’âge des animaux donc il s’agira de préférence d’animaux jeunes adultes (3 à 4 kg) dont le système immunitaire est alors mature.
COGALIM: Effet d’une modification du régime alimentaire sur le microbiote intestinal et les capacités cognitives chez un primate omnivore
- Recherche fondamentale
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126 microcèbes, primates, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, 42 d'entre eux tués sous anesthésie pour prélever leur cerveau et 84 gardés vivants puis remis dans la population captive. Pendant cinq mois, leur régime alimentaire est modifié et ils subissent des prélèvements sanguins réguliers, des mesures métaboliques et des tests cognitifs. Le projet teste une hypothèse évolutive reliant alimentation, microbiote intestinal et taille du cerveau humain. Le porteur affirme que le microbiote est "difficilement reproductible in vitro" et justifie le recours à un primate omnivore.
Objectifs
Le projet COGALIM vise à valider l'hypothèse selon laquelle un changement dans la composition du régime alimentaire modifie le budget énergétique d'un primate omnivore, notamment par le biais de modifications du microbiote intestinal, et que cela pourrait entrainer un compromis énergétique affectant les fonctions cérébrales et les capacités cognitives. En effet, les primates omnivores sont contraints d’adapter leur régime alimentaire en fonction des ressources saisonnières disponibles et de leurs besoins intrinsèques. Ceci peut impacter le budget énergétique, notamment en modifiant le coût de la digestion. Cette dernière fonction est d’ailleurs au cœur d’une théorie évolutive expliquant l’augmentation de la taille du cerveau chez l’Homme, notamment par l'adaptation à un régime omnivore avec des aliments denses en énergie, peu fibreux et cuits. Des premiers travaux chez un primate omnivore ont montré que ni la taille du repas, ni sa composition n’avaient d’influence significative à très court-terme (3 jours) sur le coût de la digestion. Néanmoins, si des mesures sont toujours en cours, des analyses complémentaires sont nécessaires pour évaluer l'impact physiologique de modifications du régime alimentaire (Objectif 1) ainsi que pour évaluer la digestibilité apparente des différents régimes testés (Objectif 2) et leur impact sur la flore microbienne (Objectif 3). En plus de suivre le degré d'adaptabilité du microbiote intestinal, nous chercherons à évaluer l’impact d’une modification importante du régime alimentaire sur les processus centraux de la régulation du métabolisme et des capacités cognitives (Objectif 4).
Bénéfices attendus
Nos résultats permettront d’évaluer la flexibilité énergétique d’un primate omnivore face aux variations de son régime alimentaire et de mieux formaliser les relations entre alimentation, métabolisme et fonction cérébrale. Les résultats de ce projet permettront également d'étayer les hypothèses sur l'origine de l'évolution de la taille du cerveau chez les homininés, et éventuellement de confirmer ou non un rôle d'une modification du mode d'alimentatation.
Procédures
Une partie des animaux (N=6) sera soumise à une modification du régime alimentaire pour 3 jours seulement; l'autre partie (N=120) sera exposée à ces différents régimes pour 5 mois et sera exposée à des prélèvements sanguins réguliers (toutes les 2 semaines), des mesures de leur taux métaboliques, de leur composition corporelle et de leurs capacités cognitives.
Impact sur les animaux
Les possibles effets indésirables attendus résident surtout dans la durée d'exposition aux différents régimes alimentaires testés, et potentiellement sur la répétition des prélèvements sanguins. Néanmoins, nous avons basé nos compositions de régimes alimentaires sur des études déjà réalisées sur le long-terme (5-6 mois), et chez des modèles primates. Le suivi des paramètres sanguins (glycémie et acides gras circulants) ainsi que des indices comportementaux au quotidien (signes de prostration, absence d’alimentation, symptômes apparents de gêne ou de douleur, agressivité, sur-léchage, etc) permettront de s'assurer du maintien du bien-être des animaux. A cet égard, le microcèbe se caractérise par une très grande flexibilité métabolique; nous faisons l'hypothèse que les changements de régime alimentaire ne devraient pas affecter sur le long-terme l'état de santé des animaux. Par ailleurs, dans le cas où la fréquence des prélèvements sanguins serait trop importante et entrainerait des troubles comportementaux, nous pourrons la diminuer à une fois par mois; néanmoins, nous précisons que les volumes et fréquences prévues sont très en deça des recommandations.
Devenir
A l'issue de l'unique procédure de ce projet qui sera appliquée sur une durée de 5 mois, 84 animaux seront maintenus en vie et retourneront dans la population captive et pourront éventuellement être réutilisés pour d'autres projets en fonction de la compatibilité des procédures. Les 42 autres animaux seront seront euthanasiés dans le but de réaliser des prélèvements de tissus fixés, en particulier pour évaluer par marquage immunohistochimique les effets des régimes alimentaires sur certains processus cérébraux (formation de nouvelles cellules nerveuses par exemple).
Remplacement
Il n'est pas possible de remplacer l'utilisation des animaux par des méthodes alternatives compte-tenu de la nature des processus explorés. En effet, l'adaptation du mircobiote à un changement de régime alimentaire est un processus difficilement reproductible in vitro. Par ailleurs, l'étude de l'impact d'éventuels changements du microbiote intestinal sur les fonctions cérébrales et les capacités cognitives ne peut malheureusement pas être réalisée à l'aide de méthodes alternatives. Enfin, le recours à une espèce primate omnivore se justifie par l'objectif de tester l'hypothèse de l'effet d'une modification du régime alimentaire sur la fonction cognitive, et éventuellement de son rôle dans l'évolution de la taillle du cerveau humain.
Réduction
Afin de répondre à l’exigence de réduction du nombre d’animaux mais assurer tout de même un pouvoir statistique suffisant pour les effets attendus (notamment compte-tenu de la variabilité interindividuelle des capacités cognitives), la majorité des mesures sera réalisée sur 10 animaux adultes par sexe et par groupe expérimental, sauf pour les groupes CTL et régimes gras (3 mâles de plus dans chaque groupe). Néanmoins, le nombre d'animaux sacrifiés en fin de projet (afin de réaliser des analyses immunohistochimiques du cerveau) a été réduit à 3 par condition expérimentale (N=42 au total), ce qui permettra tout de même de déceler des effets entre les groupes expérimentaux, notamment pour les processus comme la neurogenèse.
Raffinement
Le but de cette étude étant de caractériser l'impact du régime alimentaire sur la fonction de digestion et les capacités cognitives, une grande attention sera portée au maintien des conditions optimales pour le bien-être des animaux en essayant d’être le moins intrusif possible et donc d'oberver les animaux dans les conditons les plus physiologiquers possibles. Dans cette optique, les animaux seront maintenus en groupe (et non isolés comme il est souvent le cas dans les protocoles de suivi du régime alimentaire) et dans leurs pièces d'animalerie respectives pour réduire le stress. Les animaux bénéficieront donc d'un environnement familier et enrichi selon les pratiques habituelles de l'animalerie. L'ensemble des gestes appliqués dans le cadre de ce projet a été raffiné au cours des dernières années afin de limiter le stress et le mal-être des animaux, en étant notamment pratiquées par des opérateurs expérimentés. Tous les animaux seront surveillés quotidiennement afin de s’assurer du bien-être des animaux utilisés. Pour cela, des indicateurs comme le poids de l’animal, la prostration, l’absence d’alimentation, des symptômes apparents de gêne ou de douleur (irritations, etc) ou enfin des troubles du comportement (agressivité, sur-léchage, etc) sont particulièrement suivis. En particulier, chez cette espèce saisonnière, les variations de poids peuvent aller jusqu’à 10% en une semaine. Une perte de poids sera considérée comme pathologique à partir du moment où ce seuil sera dépassé. Dans ce cas, en accord avec la SBEA, l'animal est retiré de l'expérience et on s'assure qu'il récupère correctement (reprise de poids); si tel n'est pas le cas, on procède à l'euthanasie après concertation avec le vétérinaire référent.
Choix des espèces
Outre sa proximité phylogénétique avec l’Homme, l'espèce utilisée dans ce projet est un modèle particulièrement adapté pour l’étude des mécanismes impliqués dans la gestion énergétique et les capacités cognitives. En effet, cette espèce est capable d'ajuster son métabolisme en fonction de la disponibilité alimentaire, comme c'est le cas dans son milieu naturel (variation en qualité et quantiité du régime alimentaire au cours de l'année). Par ailleurs, de nombreux dispositifs expérimentaux (comparables à ceux utilisés chez les rongeurs) ont été adaptés à cette espèce afin d'en évaluer les capacités cognitifives. Cette espèce étant un primate omnivore, les résultats de ce projet pourraient donc permettre d'améliorer notre compréhension des processus qui pourraient expliquer le rôle de la digestion dans l'expansion de la taille du cerveau au cours de l'évolution humaine.