Primates
- Babouins
- Macaques à longue queue
- Macaques rhésus
- Ouistitis et tamarins
- Prosimiens
- Singes écureuils
- Singes vervets
Biodistribution de nouveaux variants du virus Adeno Associated chez les primates non-humains après injection intraveineuse
- Recherche appliquée
- Troubles endocriniens
- Troubles musculosquelettiques
2 macaques à longue queue vont être utilisés, tous deux tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils reçoivent par voie intraveineuse un mélange de vecteurs viraux puis subissent des prélèvements de sang répétés sur la veine fémorale sous anesthésie, avant une euthanasie quinze jours après l'injection pour prélever leurs organes. Le porteur affirme que l'administration de ces vecteurs n'a pas d'effet délétère notable et surveille la perte de poids jusqu'à un seuil de 20 %. Il juge le recours au macaque "indispensable" au motif que l'efficacité des vecteurs dépend de l'espèce et que les études in vitro ne suffiraient pas.
Objectifs
Les animaux recevront, sous anesthésie, une administration par voie intraveineuse (IV) lente, un mélange de nouveaux vecteurs thérapeutiques et de vecteurs contrôle (dont les propriétés, entre autres leur tropisme, biodistribution, sont connues), puis seront suivis 15±3 jours post-injection. Les candidats les plus performants seront comparés aux contrôles afin d’identifier ceux ayant un tropisme intéressant, permettant ainsi l’utilisation d’une quantité moindre de vecteur afin d’atteindre l’organe cible.
Bénéfices attendus
Les vecteurs viraux adéno-associés recombinants (rAAV) sont largement utilisés pour traiter les maladies monogéniques car ils permettent un transfert de gènes sûr et large dans différents tissus et organes. Cependant, pour traiter certaines maladies, une grande quantité de vecteurs est nécessaire pour obtenir une distribution optimale aux organes ciblés. L'objectif principal ici est d'identifier de nouveaux candidats AAV intéressants pour des tissus/organes spécifiques tels que le cerveau, le muscle, le foie dans un mélange de vecteurs injectés par voie systémique chez des primates non humains (PNH). Le mélange a été conçu sur la base d'études murines et comprend à la fois les candidats à tester et des contrôles. Chez les primates non humains, la biodistribution des vecteurs AAV sera analysée quinze jours après leur administration et les meilleurs candidats seront comparés aux témoins inclus dans le mélange.
Procédures
Projet avec 2 macaques fascicularis comportant différentes étapes : - Plusieurs prélèvements de sang réguliers réalisés sur la veine fémorale en respectant le volume maximum prélevable / animal à raison de 7,5% du volume sanguin total (65ml/kg). Ces actes sont réalisés avec une anesthésie fixe dont la durée ne dépasse pas 15 minutes. On profite de chaque anesthésie pour effectuer un examen clinique complet de l’animal et s’assurer que tout aille bien pour lui. Ces prélèvements sont effectués tout au long du protocole, de D-15 à D+15 - Injection des anticorps neutralisants et du produit thérapeutique (vecteur rAAV) par injection intraveineuse lente. Durée de l’injection et des prélèvements de sang associés sur environ 2 heures. Surveillance constante des paramètres physiologiques de l’animal avec un monitoring adapté. L’animal est réchauffé pendant la durée de l’injection à l’aide d’une couverture chauffante. Pas d’effets secondaires attendus. - Euthanasie de fin de protocole 15 jours après l’injection du produit thérapeutique : La fin de l’étude nécessite de récupérer des prélèvements d’organes post-mortem qui vont permettre la réalisation de nombreuses analyses pour la biodistribution, l’immuno-histologie et l’histopathologie. L’animal sera analgésié et anesthésié de façon profonde. Un accès veineux via un cathéter sera posé et permettra l’injection d’un produit barbiturique. La mort de l’animal sera constatée par un vétérinaire compétent.
Impact sur les animaux
Injection systémique (intraveineuse) du mélange rAAVs / Contrôles ; d’IdeS et Antihistaminique en cas de design expérimentale n°2 ; et prises de sang : L’administration intraveineuse de vecteurs AAV chez le macaque n’a pas d’effet délétère notable sur l’état de santé général de l’animal (études menées par plusieurs équipes de recherche). L’aspect et le comportement général des animaux seront observés de façon biquotidienne par les animaliers. L’appétit, la consommation hydrique, la prise de poids et l'absence de douleur chez l’animal, constitueront les principaux éléments surveillés. Une surveillance rapprochée des zones d’injection/ de ponction sera mis en place dans les jours qui suivent les actes. Le protocole pourra être néanmoins arrêté de manière prématurée si : - l’animal ne parvient pas à se nourrir. - symptômes laissant penser à l’existence de douleurs chroniques et persistantes malgré des soins vétérinaires adaptés - l’animal présente une infection virale et/ou bactérienne qui affecte son état de santé général et provoque une perte de poids significative (de l'ordre de 20% du poids de référence). Les animaux seront pesés à chaque anesthésie. En dehors de ces timepoints, au moindre signe anormal lors de la surveillance biquotidienne, les animaliers en réfèreront au vétérinaire. Afin de suivre efficacement l'état de santé des animaux et mettre en place une action en cas de trouble (approche ou d’atteinte d’un point limite) une grille de score sera mise à disposition des animaliers
Devenir
Cette étude avec 2 macaques fascicularis nécessite une euthanasie de fin de protocole pour permettre de prélever de façon post-mortem des prélèvements d'organes afin de réaliser des analyses pour la mesurer la biodistribution, effectuer des analyses immuno-histologiques et d'histopathologie. L'ensemble des prélèvements permettra d'affiner les connaissances sur les produits thérapeutiques administrés et envisager des études cliniques chez l'homme.
Remplacement
Remplacer : les études réalisées chez le singe apportent les meilleures connaissances transposables à l’homme en termes de toxicité, d’efficacité et d’immunogénicité de l’AAV. La complexité des réactions en jeu ne permet pas le recours à des méthodes substitutives, telles que les études in vitro isolées et justifie notre recours à des animaux.
Réduction
Au cours de cette étude chez le primate, le nombre d'animaux (n=2) utilisé est réduit à son minimum tout en assurant une exploitation possible des résultats afin de répondre à la question principale, à savoir, quel tropisme pour chacun des vecteurs administrés. En effet, les différents AAVs d’intérêt ainsi que les vecteurs contrôles ont été préparés dans une seule solution de façon à injecter un mélange à l’animal. Ce qui évite une injection par AAV et par animal, réduisant ainsi le nombre total de macaques inclus dans le projet. L’injection simultanée d’AAVs dans un mélange est possible car un système de vecteurs à « code-barre » a été développé de façon à les discriminer lors des analyses moléculaires. Des études préliminaires réalisées chez la souris C57Bl/6 ont permis de démontrer la faisabilité et valider la stratégie consistant à injecter un mixte de vecteurs AAVs à « code_barre ». De plus, le mixte de vecteurs à « codebarre » qui sera utilisé dans cette étude a été préalablement testé et validé chez la souris. Une analyse statistique ne pourra être envisagée que pour les mesures où le nombre d’échantillons permettra d’avoir une puissance statistique suffisante telle que l’analyse des biopsies d’un organe, prélevées à différents endroits et pour lesquelles des mesures répétées pourront être effectuées. Cependant, si dans certains tissus une efficacité beaucoup plus importante est observée pour certains variants AAVs par rapport aux vecteurs contrôles, et ceci chez les 2 animaux, une analyse statistique pourrait être considérée. L'analyse statistique sera alors une analyse ANOVA.
Raffinement
L’état général et l’alimentation des animaux seront surveillés quotidiennement (techniciens animaliers et vétérinaire). Des protocoles anesthésiques seront mis en place selon la procédure à réaliser. Les administrations expérimentales (injections par voie IV de Polaramine®, d’IdeS et des vecteurs) se dérouleront sous anesthésie générale. Les prélèvements sanguins seront effectués sous protocole anesthésique permettant d'obtenir une anesthésie de courte durée (environ 10 min.). Ces actes étant peu douloureux, aucun protocole analgésique ne sera mis en place d'emblée pour ces 3 procédures. Pour favoriser les échanges sociaux entre animaux et favoriser leur bien-être, les macaques seront hébergés en cage en post-injection, et en volières dès que possible pour favoriser les déplacements verticaux.
Choix des espèces
La capacité des vecteurs AAV à pénétrer dans un organe/tissu et y faire exprimer un gène thérapeutique est dépendante de l'espèce. L’objectif principal de ce projet étant donc l’évaluation du tropisme de différents vecteurs rAAV, il est indispensable de choisir l’espèce en conséquence. Un vecteur peut être efficace chez le rongeur mais pas chez l'homme. Le macaque fascicularis représente l’espèce animale de choix dans le modèle pré-clinique de par sa morphologie, sa physiologie, sa proximité phylogénétique et sa similitude avec le système immunitaire de l’homme. 2 singes (Macaca fascicularis) mâles (2-3 ans, 2-4 kg) seront inclus dans l’étude. Il s'agit de jeunes adultes, matures sur le plan immunitaire notamment. De façon générale, les maladies génétiques pour lesquelles une solution par thérapie génique est recherchée se manifestent dès l'enfance.
Evaluation de l’efficacité de traitements anti-curare chez le Primate Non Humain (macaque cynomolgus)
- Recherche appliquée
- Troubles respiratoires
64 macaques à longue queue vont être utilisés, réutilisés après avis vétérinaire plutôt que tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Sous anesthésie, chaque macaque reçoit trois fois une injection de curare qui paralyse sa respiration, compensée par une ventilation assistée, puis des prélèvements de sang répétés, jusqu'à cinq fois par semaine. Le projet teste des anticorps censés lever le blocage neuromusculaire après curarisation, en vue d'un usage chez l'humain. Le porteur affirme que ces réactions affectent "l'organisme entier" et que les procédures ont un caractère de "stricte nécessité".
Objectifs
Les curares sont des composés fréquemment utilisés comme anesthésiants dans les services de chirurgie ou de réanimation. Leurs propriétés paralysantes induisent un blocage neuromusculaire, indépendamment de la sédation, qui facilite notamment les procédures d'intubation et évitent les réflexes musculaires lors des interventions chirurgicales. Même si les curares utilisés en anesthésie sont des molécules relativement sûres induisant peu de réactions adverses sévères (1 patient sur 10 000), il est impossible de prédire leur durée d'action. La curarisation résiduelle, qui ne peut être écartée qu'à l'aide d'un monitorage instrumental quantitatif, est une complication majeure (jusqu'à 83% des patients), responsable d'insuffisances respiratoires et de troubles de la déglutition à l'origine d'une inhalation pulmonaire de liquide gastrique, entraînant un allongement de la durée de séjour à l'hôpital, un engorgement inutile des services de réanimation et une hausse de la mortalité. Pour stopper rapidement la curarisation d'un patient, un antidote est administré après l'intervention pour lever le blocage neuromusculaire. Dans la majorité des cas de curarisation, la décurarisation est obtenue par injection d’une molécule synthétique efficace dès les premières minutes qui suivent l'injection du curare. Cependant, des réactions allergiques ayant été rapportées, ce composé est de moins en moins utilisé en routine clinique. Il est donc particulièrement intéressant d'identifier de nouvelles molécules.. Leur efficacité sera évaluée à l’aide de la méthode de « train of four », utilisée quotidiennement dans les services d’anesthésie qui permet le suivi du niveau de curarisation. Ce projet a pour objectif de caractériser la capacité d'anticorps monoclonaux à lever le blocage neuromusculaire induit par une curarisation au rocuronium. Des études chez des souris immunisées contre le rocuronium ont permis d'identifier plusieurs anticorps qui captent le rocuronium avec des affinités très élevées. Dans ce projet, l'efficacité de ces anticorps sera évaluée chez le Primate Non-Humain, pour, à terme envisager une utilisation chez l'humain, soit en urgence (échec d'intubation), soit en routine clinique afin de lever rapidement le blocage neuromusculaire. Des anticorps monoclonaux dirigés contre d’autres curares (vecuronium, atracurium, succinylcholine et cisatracurium) seront évalués selon le même schéma expérimental.
Bénéfices attendus
Ce projet a pour objectif de caractériser la capacité d’anticorps à lever le blocage neuromusculaire induit par des curares utilisés en anesthésie. En effet, pour faciliter l’intubation et la chirurgie, on cherche à relâcher les muscles du patient en particulier les muscles respiratoires. Jusqu’à la fin de l’intervention médicale, l’effet des curares doit être maximal, mais le patient reste sous l’effet des curares pendant des périodes plus ou moins longues (30-90min), ce qui empêche de le réveiller de son anesthésie. Cette persistance de l’action des curare conduit à encombrer les services de réanimation. On cherche à diminuer cette durée par l’administration de composés capables de capturer le curare (« antidote ») et de lever le blocage neuromusculaire. Une conséquence à plus long terme de ce projet permettrait de limiter le temps de passage des patients en salle de réveil dans les services de réanimation. Plusieurs anticorps monoclonaux anti-curareont été identifiés à partir de souris immunisées. Leurs très fortes affinités in vitro suggèrent que des anticorps anti-curare pourraient être utilisés dans le cadre de la décurarisation soit en urgence (échec d’intubation), soit en routine clinique afin de de lever rapidement le blocage neuromusculaire.
Procédures
Ce projet contient 2 procédures pour lesquelles les animaux recevront, sous anesthésie générale, une injection de curare pour provoquer le blocage neuromusculaire. La paralysie de l'activité respiratoire provoquée par une dose proche ou supérieure à la dose nécessaire pour l'obtention d'un bloc neuromusculaire à 90 % sera compensé par la mise en place d’une ventilation assistée. Chaque animal subira une série de 3 anesthésies avec curarisation et respiration sous ventilation assistée. Cette procédure ne dépassera pas une heure. Des prélèvements sanguins seront réalisés durant les 72 heures suivant l’administration, mais des prélèvements a plus long terme sont envisageables pour évaluer la persistance du produit dans les semaines qui suivent. Des prélèvements de sang par ponction veineuse (7.5% de la volémie sanguine totale/semaine maximum), 5 fois/semaine sous anesthésie seront effectués pour le suivi clinique, hématologique et biochimique des PNH.
Impact sur les animaux
Il n’est pas attendu de douleur particulière liée aux interventions. En cas de réaction allergique au produit injecté, un traitement corticoïde et une prise en charge symptomatique sera envisagée. Il pourrait il y avoir un syndrome fébrile d’environ 1 à 2 semaines avec fièvre, diminution de l’activité et perte d’appétit. L’utilisation d’antalgique n’est pas prévue de façon systématique mais elle pourra être mise en œuvre en fonction d’éventuels signes cliniques de douleur - non attendue - (comportement anormal de l’animal : position antalgique, poil hérissé, gémissement).
Devenir
Tous les PNH seront réutilisés après avis vétérinaire
Remplacement
Les thérapies étudiées dans ce projet font intervenir des réactions qui affectent l'organisme entier, et qui se déploient notamment dans la circulation ainsi que plusieurs tissus et organes. Il est donc impossible de les modéliser de façon pertinente ni de les étudier dans des modèles in vitro. Nos procédures expérimentales ont un caractère de stricte nécessité et ne peuvent pas être remplacées par d'autres méthodes expérimentales n'impliquant pas l'utilisation d'animaux vivants et susceptibles d'apporter le même niveau d'information biologiquement pertinente. L’ensemble des anticorps testés chez le Primate Non-Humain auront été préalablement sélectionnés in vitro sur des lignées cellulaires de muscles ou de tissus puis dans un modèle rongeur sur des critères de sécurité et d’efficacité.
Réduction
De nombreux tests in vitro ont permis de sélectionner, parmi la trentaine d’anticorps anti-rocuronium candidats, les cinq présentant la meilleure affinité. Ces cinq anticorps ont été testé en prophylaxie chez la souris pour la prévention de curarisation, afin d’en identifier deux avec le potentiel le plus important. De la même façon, les anticorps contre succinylcholine, cisatracurium atracurium et vecuronium les plus prometteurs seront sélectionnés. À partir de plus d’une centaine d’anticorps, nous réduisons ainsi le nombre d'anticorps à tester chez le primate non-humain à seulement 8. De plus, pour réduire encore d’avantage le nombre d'animaux prévu dans ce projet, la méthode choisie nous permettra de réaliser plusieurs injections séquentielles sur un même animal.
Raffinement
La méthode nécessitant une anesthésie générale par définition, les animaux ne sont pas vigiles durant la durée de l’expérience. Les mesures sont non-invasives. L’animal n’est pas euthanasié durant la procédure. Des points limites ont été définis. L’état général des animaux est suivi quotidiennement. En cas de modification du comportement un signalement est fait au vétérinaire. Nous allons observer particulièrement les réactions locales sur la peau (démangeaisons, rougeurs, gonflements). Le poids et la température seront suivi à chaque anesthésie. Les animaux seront hébergés en groupe permettant des interactions sociales pendant l’étude avec un programme d’enrichissement décrit par la structure de bien-être animal de l’établissement : distribution 2 fois par semaine d’enrichissements destructibles de type peebletoy ou sachet surprise. La structure du Bien Etre Animal pourra être alertée en cas d’évènement anormal.
Choix des espèces
Les Primates Non Humains adultes, grâce à leur proximité phylogénétique avec l'humain, leur système cardiovasculaire et leur réponse immunitaire matures, permettent de reproduire la physiopathologie observée chez l'humain en cas d’administration de curares à des doses similaires à celles administrées chez l'humain. De plus, les outils d’évaluation de l’efficacité de curarisation utilisés chez l'humain sont utilisables chez le primate en parallèle de la mise en place d’un ventilation assistée, reproduisant ainsi le contexte clinique chez l'humain.
Évaluation des effets de différents produits sur la fonction cardio-vasculaire par télémétrie et sur le comportement chez le primate non humain vigile
- Tests réglementaires
- Toxicologie et autres tests de sécurité
Macaques rhésus : 12
Pour mesurer les effets de candidats médicaments sur la fonction cardiovasculaire, 84 macaques, soit 72 macaques à longue queue et 12 macaques rhésus, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun subit l'implantation chirurgicale d'un émetteur de télémétrie, puis reçoit les produits par différentes voies, avec des prises de sang et, le cas échéant, des tests "neuro-comportementaux" que le porteur ne détaille pas. Il compte parmi les bénéfices attendus, pour les macaques eux-mêmes, des "outils de raffinement de plus en plus adaptés". Tous sont destinés à être réutilisés dans un autre projet après accord du vétérinaire, y compris un projet "sans réveil", c'est-à-dire mené sous anesthésie jusqu'à leur mise à mort.
Objectifs
Ce projet a pour but d’évaluer les effets de différents candidats médicaments sur les paramètres cardio-vasculaires chez le primate non-humain vigile en utilisant la télémétrie, méthode d'enregistrement de différents paramètres permettant de laisser l'animal totalement libre de ses mouvements dans la volière pendant les mesures.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus sont la vérification de l'absence d'effet ou la détermination du seuil d'effet de nouveaux médicaments sur le système cardiovasculaire, qui permettront par la suite une utilisation sécurisée du médicament en médecine humaine ou vétérinaire . Pour l’animal, les bénéfices attendus sont une acquisition de connaissances sur l’espèce utilisée (le primate non humain) par le développement d’outils de raffinement de plus en plus adaptés et le choix de l’espèce la plus prédictive en fonction de l’objectif scientifique attendu.
Procédures
Dans ce projet une chirurgie d'implantation d'un émetteur de télémétrie, composée d’un protocole chirurgical et analgésique maitrisé ainsi que d’un suivi post-opératoire adapté sera réalisée sur les animaux. L’impact négatif pour l’animal est réduit au maximum. Après récupération, les animaux sont maintenus en groupe sociaux pour améliorer leur bien-être et la qualité des données recueillies. Les animaux auront également des administrations de produits par différentes voies ainsi que des prélèvements de sang. Des tests neuro-comportementaux pourront également être réalisés.
Impact sur les animaux
Les effets potentiellement indésirables du/des produits font l’objet d’échange avec les fabricants des candidats médicaments testés pour adapter les outils d’observations des animaux afin d’anticiper au mieux de potentiels signes cliniques. La chirurgie d'implantation d'un émetteur de télémétrie est composée d’un protocole chirurgical et analgésique maitrisé ainsi que d’un suivi post-opératoire adapté. L’impact négatif pour l’animal est réduit au maximum. Après récupération, les animaux sont maintenus en groupe sociaux pour améliorer leur bien-être et la qualité des données recueillies.
Devenir
Réutilisation des animaux dans un autre projet ayant un degré de sévérité sans réveil, léger ou modéré après accord du vétérinaire.
Remplacement
Dans le cadre du développement de nouveaux médicaments, ce projet est réalisé chez le primate non humain car il n'existe pas de méthode de substitution (in vitro ou in silico) pour évaluer les effets cardiovasculaires. Or, avant toute utilisation chez l'homme, l'animal constitue un passage obligatoire pour l'évaluation de l'efficacité ou la sécurité d'un médicament. A ce jour, le primate non humain est une des espèces de non-rongeurs adaptée à ce type de modèle.
Réduction
Un nombre minimal et suffisant d’animaux par groupe est utilisé afin d’analyser de façon rigoureuse et efficace les résultats des expériences et d’effectuer des analyses statistiques.
Raffinement
Dans ce projet, le raffinement sera obtenu par : • la mise au point de procédures rigoureuses, • l'utilisation de la technique de télémétrie permettant de recueillir des informations sans manipulations animaux, •la validation du système de télémétrie et validation pharmacologique du modèle, • un suivi quotidien de l’état de santé des animaux, • le recours à des procédures les moins invasives possibles, • Le suivi d’éventuel signes cliniques, • La détermination des points limites, • Le recours aux procédures d’euthanasie dès que nécessaire, • Un protocole analgésique adapté pour la chirurgie et la période post-opératoire et un suivi post-opératoire de l’état de santé des animaux avec des soins et un enrichissement adaptés afin de permettre une bonne récupération des animaux, • La réduction du volume sanguin prélevé grâce à l’amélioration de la sensibilité des méthodes d’analyse, • La familiarisation des animaux aux procédures expérimentales.
Choix des espèces
Le primate non humain est, pour certains candidats-médicaments, l’espèce animale la plus adaptée car la plus proche de l’homme en termes de métabolisme et d’exposition. Le système cardiovasculaire du primate non humain est également très proche de celui de l'homme, donc les effets observés sont plus facilement extrapolables. Animaux adultes. Ce projet n’a pas pour objectif d’étudier les effets du produit sur l’animal à d’autres stades de développement.
Evaluation physique et in vivo d’un nouveau modèle de scanner microTEP/CT chez le primate
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
2 macaques à longue queue vont être utilisés, gardés en vie et réutilisés à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils subissent jusqu'à six anesthésies générales de deux à trois heures, avec pose de cathéter et injection de radiotraceurs, pour évaluer les performances d'un nouveau scanner d'imagerie médicale. Le porteur indique que les doses de radiotraceurs restent trop faibles pour un effet pharmacologique. Il affirme que le recours à un organisme vivant est essentiel pour tester la caméra sur un animal de taille moyenne.
Objectifs
La tomographie par émission de positons (TEP), dénommée PET ou PET scan pour « positron emission tomography » en anglais, est une méthode d'imagerie médicale utilisée en médecine nucléaire qui permet de mesurer en trois dimensions une activité métabolique ou moléculaire d'un organe grâce aux émissions produites par les positons (positrons en anglais) issus d'un produit radioactif injecté au préalable (traceur). Initialement dévelopée chez l’homme, cette technique est de plus en plus utilisée chez l’animal de laboratoire et permet d’étudier des mécanismes complexes in-vivo tout en étant très peu invasif pour le sujet. Cependant, le passage de l’homme à l’animal implique d’améliorer la sensibilité et la résolution de ces appareils dans le but d’obtenir une image la plus informative possible. A ce jour, de nombreux systèmes permettant l’imagerie de rongeurs à haute résolution existent. Cependant, les systèmes permettant l’imagerie de sujets intermédiaires (animaux de taille moyenne) sont très rares. L’objectif de ce projet est donc d’évaluer les performances physiques et la qualité d’image in-vivo,d’un nouveau modèle de caméra microTEP/CT sur deux primates et deux lapins. La campagne d’expérimentation donnant lieu à la demande APAFIS aura deux objectifs : - Des mesures physiques sur fantômes pour effectuer une évaluation des performances du scanner (résolution spatiale, sensibilité du système, etc...) selon les normes NEMA internationales des fabricants de scanners (étude hors du périmètre de l’expérimentation animale) - Des mesures in vivo avec l’acquisition d’images sur différents modèles animaux : le PNH et le lapin. Des traceurs radiopharmaceutiques produits au laboratoire seront utilisés pour avoir des images isotopiques fonctionnelles sur corps entier et/ou sur cerveau dans le but d’évaluer la qualité d’image de ce nouveau système.
Bénéfices attendus
Le principal bénéfice attendu pour ce projet est d'obtenir des données contribuant à l'améliorer les performances (sensibilité et résolution) d'une méthode d'imagerie utilisant une nouvelle caméra microTEP/CT, utilisée dans le cadre d'évaluation par imagerie de sujets de tailles moyennes (a contrario, les systèmes d'imageries hautes résolutions sur petits sujets (rongeurs) et sur sujet humain existent et sont déjà bien développés. Cette validation permettra : - la réalisation de projets scientifiques futurs sur l’exploration du cerveau de primate à travers l’utilisation de nouveaux traceurs (biodistribution, pharmacocinétique, capacité à passer la barrière hémato-encéphalique) - d’imager des modèles de pathologies neurologiques (ischémie, Sclérose En Plaques...etc).
Procédures
Les animaux auront au maximum 6 anesthésies et 6 poses de cathéter veineux permettant de faire des examens d'imagerie. Chaque examen sera espacé d'un minimum de 15 jours. Les données TEP/CT seront acquises pendant 90 min, après injection du radiotraeur. La durée totale d’anesthésie est donc estimée à 2h30-3h.
Impact sur les animaux
Pour ce projet, les animaux subiront des anesthésie générale durant les acquisitions et l'injection du radiotraceur en intra veineux. Les animaux seront monitorés tout au long de l'anesthésie (SpO2 et rythme cardiaque) et leur température sera maintenue à l'aide d'un tapis chauffant. Pour les acquisitions, il est nécessaire d'administrer des radiotraceurs (à dose dites "traceuses", impliquant que les quantiés administrées sont suffisement faibles pour ne pas entrainer d'effet pharmacologique chez les sujets) et sont tous autorisés pour des administrations chez l'homme.
Devenir
Tous les animaux seront gardés en vie après examen et accord vétérinaires. La décision de réutiliser les animaux dépendra du vétérinaire de l’installation et en consultation avec la SBEA.
Remplacement
L’objectif de ce projet est d’évaluer une caméra microTEP/CT dédiée à l’animal moyen (< 6kg) et en particulier au primate. Le recours à un organisme vivant est donc essentiel. Nous avons donc choisi le macaque fascicularis comme espèce pour l’imagerie.
Réduction
Dans ce contexte de validation instrumentale, il est préconisé d’avoir un nombre large de radiopharmaceutiques, au détriment du nombre d’acquisition par molécules radioactives. Nous prévoyons donc un maximum de 6 radiotraceurs différents administré sur un même animal. Chaque animal subira un maximum d'une acquisition par quinzaine. Cette stratégie nous permet d'atteindre notre objectif en incluant un total de deux macaques fascicularis dans ce projet, ce qui est un minimum pour tester un panel de radiotraceurs sur la période de disponibilité de la caméra.
Raffinement
Les primates seront hébergés par groupes sociaux (mâles et femelles hébergés séparément) sur de la litière pour leur permettre de fourrager et dans des volières conformes aux recommandations et bénéficieront du programme d’enrichissement défini par la structure du bien-être animal, avec rotation du matériel pour renouveler l’intérêt des animaux. Des friandises seront distribuées quotidiennement aux animaux. Le personnel veillera à garder une interaction quotidienne avec chaque animal afin de diminuer le stress qui pourrait être engendré par les manipulations. L’imagerie TEP/CT sera effectuée de manière consécutive, au cours d’une même anesthésie. Les animaux seront suivis quotidiennement pendant la durée de la procédure afin de détecter tout signe clinique anormal (douleur, détresse ou stress). Les manipulations et le suivi des animaux seront réalisés exclusivement par du personnel formé et compétent.
Choix des espèces
La caméra a été développée pour imager le cerveau et/ou le corps entier de singe. La géométrie de la détection (couronnes de détecteurs TEP) est adaptée aux dimensions du corps et au cerveau du singe ayant un poids maximum de 6 kg. C’est un modèle de microTEP/CT intermédiaire entre un microTEP/CT « rongeurs » et un scanner TEP/CT clinique. Le singe cynomolgus est choisi pour sa la taille et pour la structure de son encéphale qui se rapproche de l’homme. De jeunes primates adultes seront utilisés (36 à 48 mois environ), stade de développement choisi car le poids des animaux est compatible avec la taille de la machine. De plus, certaines acquisitions concernent le cerveau et il est préférable de les réaliser sur un cerveau adulte pour pouvoir évaluer le système le mieux possible. L’aspect translationnel est un point important pour l’utilisation de traceurs TEP.
Etude fonctionnelle d’un mécanisme de restauration de la vision par stimulation optogénétique des photorécepteurs de la rétine chez le macaque cynomolgus.
- Recherche fondamentale
- Organes sensoriels
8 macaques crabiers vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent une injection intraoculaire de vecteurs viraux, des examens oculaires répétés et des prélèvements sanguins sous anesthésie, puis leurs yeux sont prélevés après mise à mort, pour tester une restauration de la vision par optogénétique. Le porteur décrit des contentions répétées, une perte de poids postopératoire et de rares réactions inflammatoires de l'oeil. Il affirme que les rongeurs, chiens et porcs sont inutilisables faute de fovéa et que le passage à la clinique humaine "nécessite" cette phase sur primate.
Objectifs
Aujourd'hui, beaucoup de maladies oculaires héréditaires touchant la rétine peuvent entraîner une malvoyance incurable, pouvant dégénérer jusqu'à la cécité complète et pour laquelle l'émergence de nouvelles techniques de soins par thérapie génique redonne espoir car malheureusement aucun traitement permettant de redonner la vue n'existe à l'heure actuelle. Ces maladies rétiniennes héréditaires sont caractérisées par des mutations dans des gènes uniques et entrainent pour la plupart un dysfonctionnement et/ou une dégénérescence des photorécepteurs de la rétine sensible à la lumière tels que les cônes ou les bâtonnets. Aujourd'hui, les gènes responsables sont connus pour plus de 270 de ces maladies. Bien que les thérapies géniques aient fait une avancée considérable depuis ces dernières années, la complexité génétique et la diversité des maladies rétiniennes héréditaires rend difficile le développement de thérapies applicables et spécifiques à chaque maladie. De plus, il n'est pas encore certain que ces thérapies géniques à visée de modification du génome puissent être bénéfiques lorsque la rétine n’est plus fonctionnelle ou lorsqu'une neurodégénérescence consécutive est observée. C'est pourquoi, ce projet vise l'utilisation d'une approche thérapeutique permettant de restaurer la vision, indépendamment des mutations causant les maladies héréditaires, via l'utilisation d'une technique appelée optogénétique. Cette technique, considérée comme une forme de thérapie génique, peut rendre tout type de cellule sensibles à la lumière grâce à des protéines bactériennes activées génétiquement. Dans ce contexte, l’optogénétique prend tout son sens car pour beaucoup de maladies rétiniennes héréditaires, les photorécepteurs perdent leur capacité naturelle à percevoir la lumière mais ces cellules restent vivantes à un stade dit dormant et peuvent ainsi être réactivées grâce à l'optogénétique. Cette méthode permettrait donc de restaurer la vision de manière très efficace puisque les connexions rétiniennes et le traitement des informations au niveaux de l'œil et du cerveau restent intacte. Cette stratégie ciblant directement les photorécepteurs n’a encore jamais été évaluée dans des essais cliniques, c'est pourquoi l'approche proposée dans ce projet est unique. L'objectif de ce projet vise ainsi à valider la fonctionnalité de la construction optogénétique chez le primate non-humain dans l’optique de pouvoir évaluer cet outil dans de futurs essais cliniques chez l’Homme.
Bénéfices attendus
A terme, le bénéfice de cette étude sera d'établir une preuve de concept solide scientifiquement permettant de pouvoir transposer l'utilisation de cette construction génétique comme outil thérapeutique fiable de restauration de la vision pour le démarrage d'essais cliniques chez l'Homme.
Procédures
Les interventions seront menées chez le macaque cynomolgus et toutes seront réalisées sous anesthésie générale. Les interventions seront les suivantes : (1) réalisation d'examens oculaires par tomographie en cohérence optique : 1 examen réalisé pré-injection puis plusieurs examens d’environ 20 minutes par animal à raison d’un examen toutes les deux semaines pendant la phase d’incubation (minimum 3 mois) ; (2) injections intraoculaires de la construction optogénétique (une seule chirurgie par animal d’une durée d’environ 1h) ; (3) deux prélèvements sanguins réalisés sous anesthésie générale ; (4) prélèvement des yeux réalisé sous couverture analgésique et anesthésie profonde suivi de la mise à mort de l’animal.
Impact sur les animaux
Les nuisances attendues sur les animaux sont un stress provoqué par la réalisation de certains gestes techniques tels que la capture de l’animal, les contentions répétées (2x par jour pendant 7 jours post injection) pour l’administration de pommade oculaire, une légère perte de poids consécutive à l’opération et le maintien en infirmerie les jours suivant les injections intraoculaires. Une légère douleur liée à l’injection intramusculaire de l’anesthésique pour la réalisation des gestes techniques (OCT, Injection intraoculaire d’AAV sous anesthésie générale) peut être observée également. Les chirurgies, bien que réalisées sous anesthésie générale et couverture analgésique, peuvent engendrer un leger inconfort au niveau de l'oeil le jour précédent l'injection et provoquer dans de très rare cas une légère réaction inflammatoire indolore au niveau de la sclère (autour du point d'entrée de la micropipette d'injection).
Devenir
A l'issue de la procédure, les animaux seront mis à mort pour prélèvement et analyse de tissus oculaires.
Remplacement
Les maladies rétiniennes héréditaires affectent les cellules photoréceptrices de la fovéa, c'est pourquoi l’utilisation de modèles animaux tels que les rongeurs n'est pas possible car ils ne possèdent pas de fovéa, structures oculaires cible dans cette étude. De plus, les vecteurs viraux qui seront utilisés ont été testés et validés in vitro sur des explants rétiniens humains et permettent de restaurer la sensibilité à la lumière. La technique proposée dans ce projet aura pour objectif la validation d'une preuve de concept visant à plus long terme une application pour des études cliniques chez l'homme. Ce passage à la clinique nécessite donc cette phase sur modèle animal.
Réduction
Le nombre d'animaux utilisé pour ce projet a été réduit à son maximum afin d’obtenir des résultats statistiquement fiables. Huit macaques Cynomolgus seront ainsi utilisés sur 5 ans.
Raffinement
Pour chaque procédure réalisée, les interventions seront réalisées sous anesthésie générale complétée par des compléments analgésiques et anti-inflammatoires. L'ensemble des méthodes expérimentales ont été pensées et choisies pour éviter toute souffrance des animaux et des points limites ont été établis afin de soustraire l'animal à la souffrance en cas d’effets indésirables. Les animaux seront hébergés en groupes sociaux, dans des animaleries respectant les standards prévus par la réglementation et dans un environnement adapté et enrichi (enrichissements structurels, jouets, litière pour fourrager, nourrissage à la main).
Choix des espèces
Les maladies rétiniennes héréditaires sont des maladies altérant les photorécepteurs de la fovéa, partie centrale de la rétine. Cette région de l’œil contient les cônes nécessaires à la vision des couleurs et n’est pas présente chez le rongeur, les chiens ou les porcs invalidant par conséquent leur utilisation pour ce type d'étude. Le primate non-humain a ainsi été choisi car la fovéa n’est présente que chez les simiens (homme inclus). Le modèle PNH choisi et accessible est le macaque cynomolgus. Cette espèce est l’une des espèces de PNH la plus utilisée en recherche pour ce type d’étude. En effet, le macaque cynomolgus présente une structure anatomique de la rétine similaire à celle de l'Homme avec la présence de la fovéa. Ce projet sera réalisé avec des animaux adultes âgés de 3 à 10 ans de manière à ce que les structures oculaires soient développées.
Caractérisation de l’activité neuronale fronto-pariétale en fonction des couches corticales
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
3 macaques rhésus vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour enregistrer l'activité de leur cortex pendant des tâches visuomotrices. Chaque animal subit deux chirurgies d'implantation d'électrodes d'environ douze heures, une IRM sous anesthésie, une restriction hydrique partielle entraînant une perte de poids, et une contention quotidienne en chaise d'une à trois heures, cinq jours par semaine, pendant quatorze à quarante-huit mois. Le porteur décrit un stress lié à la capture à la canne, au masque de contention et à l'isolement post-opératoire, ainsi qu'un risque de douleur et d'infection autour des électrodes. Le champ structuré du devenir est vide, et le texte indique que les animaux sont mis à mort pour vérifier la position des électrodes, sauf ceux réutilisés dans un autre projet ou, pour les femelles, renvoyés à l'élevage.
Objectifs
Les comportements sensorimoteurs résultent de traitements parallèles dans de multiples aires cérébrales. Le cortex pariétal « associatif » joue un rôle central dans les transformations sensorimotrices, mais les aires longtemps considérées comme purement visuelles peuvent être modulées par un mouvement de la main, et les aires considérées purement motrices peuvent être activées par des stimuli visuels. Cela suggère l’intervention de nombreuses boucles proactives et rétroactives entre les aires pendant ces comportements. Ce projet a pour but d’explorer les dynamiques intra- et inter-aires des réseaux corticaux fronto-pariétaux impliqués dans la planification de l’action et les processus attentionnels nécessaires à la mise en place et l’exécution des comportements sensorimoteurs. Ces dynamiques sont largement influencées par l'état du cerveau et ce projet les comparera au cours de différents états cérébraux allant de l'anesthésie et de l'état de repos à l'attention sélective et aux différents niveaux de prévisibilité. Pour cela, nous utiliserons des techniques d’enregistrements électrophysiologiques intracorticaux (potentiels d’actions des neurones individuels et potentiels de champs locaux). Les données seront recueillies chez des macaques rhésus en utilisant des matrices d’électrodes laminaires chroniques. Deux aires motrices et deux aires pariétales ayant une complémentarité fonctionnelle somatosensorielle et visuelle seront enregistrées simultanément. Ce modèle animal sera utilisé pour l’analogie qu’il partage avec l’homme au niveau de la structuration du réseau fronto-pariétal, de l’organisation laminaire des couches corticales, et de la coordination sensorimotrice et visuelle lors de l’exécution motrice. Les données recueillies seront partagées avec la communauté scientifique, pour permettre de compléter et étendre les connaissances existantes sur l'organisation corticale, au-delà de nos objectifs scientifiques dans ce projet spécifique. Elles pourront notamment permettre d’étendre et d’affiner les modèles computationnels récents pour décrire les réseaux corticaux qui sous-tendent l’attention et la planification du mouvement.
Bénéfices attendus
Le principal bénéfice attendu, à court et moyen terme, est l’élargissement des connaissances sur les réseaux fronto-pariétaux impliqués dans les comportements sensorimoteurs. Le jeu de données récolté sera d’une précision spatiale et temporelle inédite et couvrira différents états cérébraux. Les objectifs sont de : (i) Caractériser les réseaux fronto-pariétaux fonctionnels. Cela comprend la dynamique des réseaux intra-couches corticales, inter-couches corticales et inter-aires, et cela au travers de différents états cognitifs allant de l’anesthésie à l’attention sélective au cours de la réalisation d’une tâche visuomotrice. (ii) Quantifier la contribution des réseaux fronto-pariétaux à la communication neuronale ascendante et descendante. (iii) Caractériser la dynamique des activités neuronales unitaires dans et à travers différentes aires fronto-pariétales et couches corticales. Cela comprend les fréquences et la variabilité d’occurrence des potentiels d’action des neurones supposés excitateurs et inhibiteurs. Ces informations pourront être comparées à celles rapportées pour les aires sensorielles des primates et d'autres espèces de mammifères. (iv) Fournir ces jeux de données à la communauté scientifique pour contraindre/valider/étendre les modèles computationnels existants.
Procédures
Les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Déplacement au centre IRM pour acquisition d'images, sous anesthésie, 1 fois pour une durée d'environ 4h. - Chirurgies d'implantation de matrices d'électrodes, sous anesthésie, 2 chirurgies pour une durée d'environ 12h chacune. - La prise quotidienne de l'animal en chaise pour entrainement et enregistrements électrophysiologiques, environ 1h30 (jusqu'à 3h), 5 jours par semaine, durant 14 à 48 mois. - La prise de l'animal en chaise pour microstimulations, 20 sessions d'environ 1h30 (jusqu'à 3h). - La prise de l'animal en chaise pour enregistrements électrophysiologiques sous anesthésie gazeuse, 20 sessions (habituation + enregistrement) d'environ 2h (jusqu'à 3h).
Impact sur les animaux
Ce projet utilisera des macaques rhésus qui entreront dans une procédure avec une sévérité classée modérée. La plupart des étapes de la procédure utilisée sera susceptible de créer une nuisance aux animaux. i) Les premières fois où les animaux seront mis en chaise pour leur venu dans le laboratoire pourront causer du stress lié à la prise de l’animal à l’aide d’une canne et à son déplacement depuis sa cage d’hébergement jusqu’à la chaise primate. Cela durera d’une à deux semaines bien qu’une habituation des animaux à la canne soit préalablement réalisée. ii) La restriction des mouvements de la tête des animaux à l’aide d’une masque de contention, nécessaire pour l’enregistrement des mouvements oculaires et électrophysiologiques, sera également source de stress lors des premières mises en place du masque. Pour cela, le masque est constitué de pièces détachables permettant de procéder à une habituation progressive. Nous pouvons tout de même prévoir plusieurs semaines de stress liées à la mise en contention dans le masque. iii) La restriction hydrique partielle liée au besoin expérimental pourra engendrer une perte de poids durant toute la durée de l’expérience. Les animaux seront donc pesés au minimum deux fois par semaine et surveillés quotidiennement afin de prévenir toute perte anormale de poids. iv) Malgré le traitement antidouleur, l’anesthésie et l’intubation de l’animal nécessaires aux procédures d’IRM et de chirurgie d’implantation des matrices d’électrodes pourront créer de la douleur post-opératoire à l’animal durant plusieurs jours. v) Malgré la médication post-chirurgicale et l’inspection/nettoyage quotidien de la zone opérée, l’animal pourrait ressentir de la douleur et développer une infection liée à l’implantation des matrices d’électrodes. vi) Afin de laisser l’animal cicatriser, il devra être isolé durant une semaine du contact physique de ses congénères après l’opération d’implantation des matrices d’électrodes et cela pourrait créer du stress. vii) Durant les enregistrements sous anesthésie partielle mais pendant lesquels l’état d’éveil sera maintenu, un masque délivrant le gaz anesthésique sera fixé à la tête de l’animal et cela pourrait augmenter le niveau de stress de l’animal.
Devenir
Les animaux seront mis à mort. L'objectif de la mis a mort est de prélever le cerveau de l'animal en fin de projet afin de préciser par une analyse post-mortem la localisation et l'état de préservation des zones corticales ayant fait l'objet des enregistrements électrophysiologiques. En particulier, deux scenarios peuvent nécessiter une analyse post-mortem de la localisation et l'état de préservation des zones enregistrées. 1) Les données obtenues chez différents animaux sont très dissimilaire, mettent en question la bonne implantation dans les zones ciblées, ou le bon positionnement des matrices sur une zone corticale permettent une implantation perpendiculaire aux couches corticales. 2) Une mauvaise qualité des signaux électrophysiologiques, ou une forte détérioration des signaux à travers le période d’enregistrement peut suggérer un dommage important du tissue cortical autour des matrices. Cela sera important à considérer pour l’analyse des données, et pour une future utilisation du même dispositif chez d'autres animaux. Si chez certains animaux, après la fin de l'enregistrement des données, on estime qu'il n'est pas nécessaire de procéder à une vérification post-mortem, les animaux seront gardés en vie. Dans ce cas, le connecteur et les câbles pour les matrices seront coupés, laissant les matrices en place. La base de connecteur, sera explantée du crâne et la peau sera fermée et suturée. Apres une récupération complete de leur état de santé et de bien-être général, les animaux gardés en vie peuvent 1) si possible, être inclus dans un autre projet basé sur un dispositif expérimental similaire, permettant d’éviter l’utilisation des autres animaux naïfs. Les animaux réutilisés seront déjà habitués au contexte expérimental (interactions quotidiennes avec l’homme, mise en chaise, travail dans le dispositif expérimental). Sinon, 2) en particulier les femelles peuvent retourner dans un établissement éleveur pour être inclues dans une programme d’élevage.
Remplacement
Le projet implique l'utilisation d'animaux car à ce jour, il n'existe pas d'alternatives expérimentales permettant de répondre aux objectifs. Aucune simulation informatique ou culture cellulaire ne peut remplacer le modèle animal vivant pour l'étude des substrats neuronaux de comportements visuomoteurs complexes. Les techniques électrophysiologiques utilisées dans le projet, permettant une mesure de l'activité de neurones unitaires, bien qu'utilisées en milieu clinique, restent trop invasives pour être utilisées chez l'homme pour des approches expérimentales.
Réduction
Les procédures chirurgicales prévues comportent un certain risque. En outre, la qualité des enregistrements à long terme est difficile à évaluer, car l'implant que nous utiliserons est récent. Nous prévoyons d'inclure un maximum de trois animaux dans cette étude. Si nous obtenons suffisamment de données (neurophysiologiques et séances comportementales) pour une analyse statistique satisfaisante chez deux animaux, nous n'utiliserons pas de troisième animal. Pour chaque animal, l’enregistrement avec plusieurs matrices multi-électrodes permettra de mesurer l’activité de populations neuronales dans plusieurs structures corticales. Le nombre de neurones enregistrés peut varier d’une matrice à l’autre en fonction du succès de la procédure d’implantation. La richesse des enregistrements multi-électrodes offre la possibilité de réaliser de très nombreux types d’analyses portant sur les potentiels d’actions de neurones isolés (modulation de fréquence de décharges ou de synchronisation entre neurones dans différentes périodes de la tâche ou dans différentes structures), sur les populations de neurones (distribution spatiale de l’activité, moyennes de populations), sur les potentiels de champs locaux (LFP) et sur la synchronisation entre LFP et potentiels d’actions. La répétition des séances d’enregistrement sur une durée de 2 à 12 mois a pour objectif d’augmenter le nombre de neurones différents enregistrés dans chaque structure. Cette augmentation permet d’augmenter la puissance statistique de nos analyses, et d'évaluer la stabilité des modulations neuronales et comportementales détectées à travers plusieurs mois. La durée totale des enregistrements pour un animal est étroitement dépendante de la qualité du signal lors des premiers enregistrements et de sa stabilité sur long terme. De fait, elle ne peut être définie à priori.
Raffinement
La cage et volière de l’animal est enrichi de perchoirs, de cordes et de jeux suspendus, pour favoriser les comportements exploratoires de l'animal et aussi le retour à une activité normale en période post-chirurgicale. Après un délai minimal d'une semaine et selon l'état de récupération, l'animal sera sorti en chaise afin de reprendre une routine qui lui est familière. Les méthodes de renforcement positif (training et habituation) seront utilisées afin de réduire le stress des sujets. Le IRM anatomique pre-chirurgicale permet de mieux planifier l’implantation des matrices chroniques, pour bien atteindre les aires corticales ciblées. L'utilisation du masque de contention au lieu d’un plot de tête fixée sur l’os est moins invasive. Les matrices multi-électrodes de nouvelle génération permettent des enregistrements simultanés de neurones dans différentes aires et couches corticales, ce qui implique une réduction d'études et de sujets utilisés, comparé aux recherches effectuées avec des électrodes simples. Le connecteur pour l’implant dans le deuxième hémisphère sera connecté sur la même base de connecteur, déjà fixée sur l’os.
Choix des espèces
L’espèce macaque rhésus est l’espèce de primate non humain utilisée préférentiellement par des laboratoires de recherche étudiant les processus visuomoteurs. Ce choix s’appuie sur la proximité des systèmes visuel (vision diurne binoculaire et trichromatique) et moteur (utilisation du bras pour saisir et manipuler les objets) ainsi que celle de l’anatomie fonctionnelle du cerveau entre les macaques et l’homme. L’utilisation répandue des singes rhésus a permis l’optimisation des procédures d’entraînement ainsi que celle de la gestion de leur alimentation, de leur hébergement et des soins vétérinaires. Les macaques rhésus s’adaptent rapidement aux protocoles de conditionnement comportemental et présentent des performances comportementales très similaires à celles observées chez l’homme. Les animaux seront utilisés au stade de jeune adulte/adulte. A ce stade du développement, les animaux ne sont plus en croissance et leurs besoins physiologiques sont stabilisés. Cela permet un contrôle plus précis des protocoles expérimentaux, que ce soit en termes de volume des récompenses utilisées pour l'apprentissage par renforcement, de contrôle du régime alimentaire dans la cage ou de localisation des structures cérébrales cibles pour les implants chirurgicaux. Par ailleurs, les animaux étant encore jeunes, ils présentent une meilleure tolérance aux procédures expérimentales et une meilleure récupération suite aux procédures nécessitant une anesthésie.
Evolution de la menstruation chez les primates
- Recherche appliquée
- Troubles urogénitaux
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système urogénital
Babouins : 6
Singes écureuils : 6
Capturées à la main deux à trois fois par semaine et anesthésiées à chaque fois pour une prise de sang et un frottis vaginal, 6 femelles ouistitis et 6 femelles singes écureuils subissent ensuite l'ablation de l'utérus, avec un risque d'hémorragie interne, d'abcès ou d'éventration. Au total, 18 femelles primates, dont 6 femelles babouins soumises sous anesthésie à une biopsie par raclage, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, et toutes restent en vie dans leur groupe social d'origine. Le projet doit retracer l'évolution de la menstruation chez les primates, et le porteur écrit qu'il servira aussi à évaluer si l'utilisation de primates non-humains comme "modèles de recherche" pour l'endométriose "est pertinente". Les ouistitis et les singes écureuils ont été retenus, explique-t-il, parce qu'ils n'ont pas de menstruation, comme point de comparaison avec les babouins.
Objectifs
Les objectifs du projet sont la caractérisation au niveau cellulaire, génétique et fonctionnel de l’évolution de la menstruation chez les primates. Ce projet répond à une question cruciale mais sous-étudiée liée à l’évolution de l’espèce humaine, ayant des conséquences sérieuses au niveau médical.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra de caractériser les réseaux moléculaires mis en jeu lors du cycle hormonal et de la menstruation à l'état sain chez les primates, et d'évaluer leur conservation entre espèces. La caractérisation de cet état sain est une base indispensable à la compréhension des mécanismes pathologiques, et pour évaluer si l'utilisation actuelle de primates non-humains comme modèles de recherche pour les maladies telles que l'endométriose est pertinente.
Procédures
Babouins : Le suivi des cycles des 6 femelles babouins se fait par observation (non-invasive) pendant 3 mois. Le jour de la biopsie par raclage les animaux seront capturés dans leurs enclos respectives à l’aide des tunnels de capture et transférés dans des cages à fond amovible pour être anesthésiés avant de suivre la biopsie. La durée de la capture peut prendre 30 minutes. La durée de la biopsie, 1 heure. Ouistitis et Singes écureuils : Le suivi des cycles des 6 femelles ouistitis et 6 femelles singes écureuils se fait par dosage sanguin de la progestérone et suivi de l’indice caryopyknotique de l’épithélium vaginal. Les animaux doivent être capturés entre 2 et 3 fois par semaine(les prélèvements pourront être plus espacés lors du suivi du 2ème et 3ème cycle selon la concordance aux valeurs de références) pour faire un prélèvement sanguin à faible volume et un frottis vaginal. Les animaux seront capturés manuellement. L’ensemble des prélèvements seront réalisés sous anesthésie générale. La durée normale de l’intervention est de 10 minutes (maximum 30 minutes). Les 6 ouistitis et singes 6 écureuils subiront une hystérectomie. Le temps d’anesthésie générale requis pour une hystérectomie chez une petite espèce comme le Singe écureuil ou le Ouistiti est de une heure maximum. (avec un temps de préparation de l’animal d’environ 30 minutes et environ 30 minutes d’acte chirurgical pur).
Impact sur les animaux
Babouins : Le suivi des cycles des femelles babouins se fait par observation (non-invasive). La biopsie par raclage est un acte bien maîtrisé et peu invasif et n’induira pas de douleur importante apparente. Dans ce genre d’intervention le risque d’hémorragie est minime. Cependant en cas d’hémorragie la manipulation sera directement arrêtée. L’animal sera pris en charge directement par l’équipe vétérinaire de l’établissement. Ouistitis et Singes écureuils : Le suivi des cycles des femelles ouistitis et singes écureuils se fait par dosage sanguin de la progestérone et suivi de l’indice caryopyknotique de l’épithélium vaginal. Les animaux doivent être capturés dans leurs enclos entre 2 et 3 fois par semaine (les prélèvements pourront être plus espacés lors du suivi du 2ème et 3ème cycle selon la concordance aux valeurs de références) pour faire un prélèvement sanguin à faible volume et un frottis vaginal. Les animaux seront capturés manuellement. Ce geste est très bien maîtrisé par l’établissement. À part de le stress lié à ce type de manipulation, aucun effet indésirable cumulatif n’est attendu sur ces animaux. L’ensemble des prélèvements seront réalisés sous anesthésie générale. Le protocole anesthésique est un protocole fiable et sûr car il est réalisé en routine dans l’établissement. Les prélèvements se feront sur la veine fémorale principalement mais d’autres veines pourraient être utilisées telles que les veines saphènes, jugulaire et céphalique pour éviter l’apparition d’hématomes importants. Les ouistitis et singes écureuils subiront une hystérectomie. Plusieurs complications post-chirurgicales peuvent survenir avec des degrés de gravités différents (hématomes, infections urinaires, surinfections de la plaie chirurgicale (abcès), hémorragies internes ou encore éventration). Les actes pré-opératoires, opératoires et post-opératoires sont réalisés de sorte à minimiser les risques de survenue de ces complications. Toutefois, en cas de complications septiques de plaies une antibiothérapie à large spectre sera initiée (Amoxicilline/Acide clavulanique 15 mg/kg BID PO ou 15 mg/kg IM tous les 2 jours). Dans le cas d’autre complications, l’animal sera immédiatement pris en charge par l’équipe vétérinaire de l’établissement. Dans tous les cas l’animal sera isolé et surveillé par l’équipe vétérinaire de l’établissement jusqu’à récupération complète.
Devenir
Tous les femelles seront gardées en vie et dans leurs groupes sociaux d’origine après chacune des procédures.
Remplacement
La menstruation est un phénomène tissulaire complexe qui ne peut pas être étudié fonctionnellement sur des cellules en culture. L’étude du transcriptome et des régions de régulation de la transcription nécessite l’utilisation d’échantillons de tissus prélevés directement sur les animaux avec un suivi strict du cycle hormonal. Il n’existe pas de banque de tissu pour cet organe en ces conditions.
Réduction
Pour chaque espèce nous utiliserons 6 individus (soit 18 animaux au total). 3 femelles seront prélevées dans la phase lutéale et 3 femelles en fin de cycle (menstruation ou phase équivalente pour les espèces non menstruantes). Ce nombre correspond au nombre minimum de réplications par espèce nécessaire à l'interprétation des résultats de l'étude.
Raffinement
Tous les prélèvements de tissu se feront sous anesthésie générale et couverture antalgique. Pour les babouins, la biopsie se fera par raclage en minimisant au maximum le stress pour l’animal et l’invasivité du prélèvement. Toutes nos animaleries font l’objet d’un planning de mise à disposition d’enrichissements adaptés à chaque espèce. Les enrichissements sont soit structurels (divers perchoirs, balançoires...), périodiques (jeux de manipulations proposés selon un rythme hebdomadaire) ou alimentaires (graines dans la litière pour fourragement, glaçons surprises, friandises...). Ce programme est supervisé par notre responsable du bien-être animal et validé par la structure en charge du bien-être animal.
Choix des espèces
La menstruation est présente seulement chez certains primates. Nous avons sélectionné pour l’étude cinq primates non-humains et l’Homme. Chez les Cercopithecinae, un clade proche phylogénétiquement de l’Homme, nous trouvons des espèces avec menstruation (e.g. babouin olive, macaque rhésus). Dans la super-famille Ceboidae, incluant des espèces plus éloignées phylogénétiquement, nous trouvons des espèces sans menstruation comme le Singe écureuil et le Ouistiti commun. Cette configuration nous permettra de mettre en évidence les différences fonctionnelles qui sous-tendent l’apparition des menstruations chez les primates en tenant compte de la structure de l’arbre phylogénétique. L'étude nécessitant des échantillons de tissu utérin à la fin du cycle menstruel, tous les animaux utilisés sont des adultes en âge de procréer.
Etude comparative de la physiopathologie de l’infection induite par le virus Marburg, souche Popp ou Musoke, chez le macaque cynomolgus et validation d’outil diagnostic associé.
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Maladies infectieuses
12 macaques à longue queue vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Ils sont infectés par le virus Marburg, proche d'Ebola, et devraient développer fièvre, perte de poids, chutes de tonus et symptômes hémorragiques avant leur mise à mort, avec prélèvements de liquide céphalo-rachidien et de moelle osseuse. Le porteur prévoit une mise à mort dès l'atteinte d'un score clinique qu'il qualifie de "limite éthique" et décrit l'étude comme une étape pilote sans test statistique. Il affirme que les cultures cellulaires ne reproduisent pas une maladie dans un organisme "entier" et que le primate est le seul modèle reproduisant l'infection humaine.
Objectifs
L’étude des maladies infectieuses émergentes (MIE) ou ré émergentes occupe un intérêt majeur en santé publique et dans la recherche scientifique ; et cet intérêt a augmenté depuis l’apparition du SARS-CoV-2. Ainsi, l’état français a décidé de renforcer les capacités de la France à répondre aux épidémies, en mettant l’accent sur le développement d’outils de diagnostic/détection des MIE, mais également en appuyant la recherche, le développement et l’innovation dans la mise au point de traitements contre ces maladies. Notre étude cible le virus Marburg (MARV), de la même famille que le virus Ebola (Filoviridae). Identifié en 1967, il provoque chez l’homme une fièvre hémorragique, dont les symptômes s’apparentent à ceux de la grippe, puis dégénère en une forme plus sévère provoquant saignements, forte fièvre, troubles vasculaires, neurologiques, pulmonaires, douleurs musculaires, et dont l’issue est fatale dans 80% de cas. Ce projet expérimental s'articule autour de deux volets : 1) la caractérisation de la physiopathologie induite par deux souches différentes de MARV (Popp et Musoke), à travers une étude préliminaire réalisée chez le macaque cynomolgus. La description de l'infection de ce modèle animal, par ces deux souches de virus, est une première étape clé pour la mise au point et la validation de nouveaux vaccins ou molécules antivirales. Les souches Musoke et Popp étant disponibles au laboratoire, ce projet portera donc sur la caractérisation de la pathogénicité de la souche Popp en comparaison à la souche Musoke, cette dernière étant déjà décrite. Les animaux seront suivi périodiquement afin de pouvoir étudier l’apparition des symptômes au regard de modifications des constantes biologiques de l’animal. La physiopathologie induite par les deux souches sera également confrontée à l’apparition de la virémie infectieuse et moléculaire mise en évidence à partir de prélèvements sanguins. Pour pouvoir détecter rapidement et efficacement la présence du virus dans le sang d’animaux, il est nécessaire de développer des systèmes de détection moléculaires sensibles et sécurisés. 2) la validation d'un outil de diagnostic dit "au lit du patient". Cette technologie, repose sur l’utilisation d’un système clos de cartouche dans laquelle l’échantillon biologique sera aussitôt traité pour en détecter la présence du virus MARV par PCR en temps réel.
Bénéfices attendus
Cette étude permettra la mise en place d’un outil de diagnostic robuste, offrant un avantage considérable en termes de sécurité biologique. De plus, la caractérisation de l’infection chez le primate non-humain, ici le macaque cynomolgus, par voie intramusculaire par MARV (en particulier la souche Popp), posera les bases d’un nouveau système pour l’évaluation in vivo de nouvelles cibles thérapeutiques ou de vaccins ciblant ces pathogènes. 1) Avantages de la caractérisation l’infection de MARV chez le macaque cynomolgus : à court terme, cela permettra de poser les bases d’un modèle détaillé pour l’infection par la souche Popp encore très peu décrite. La comparaison avec la souche Musoke permettra de confirmer et compléter les données de la littérature. Cette étude, première expérimentation du virus MARV chez le primate non-humain (PNH) dans notre laboratoire, nous permettra de développer une table de scoring plus adaptée qui sera appliquée lors de nouvelles expérimentations. Les données obtenues seront partagées au sein de la communauté scientifique. A moyen/long terme, il s'agit de proposer un modèle bien établi ciblant la famille des filovirus (modèle décrit pour Ebola) pour la validation et l’évaluation d’outils thérapeutiques et prophylactiques, étant un enjeu de majeur depuis l’apparition de la Covid-19. 2) Les objectifs de la détection du virus MARV par les cartouches sont de permettre une mise sur le marché d’un outil de diagnostic rapide et sécurisé et à plus long terme, un déploiement en zone épidémique pour détecter suffisamment tôt une infection et en limiter ainsi sa propagation. Cet outil a déjà été mis à disposition en Afrique de l’ouest (détection du virus Ebola, épidémie 2014-2016). De nombreux automates ont été envoyés afin d’augmenter la capacité locale de diagnostic. La mise sur le marché de ces cartouches (détection MARV), viendra renforcer cette capacité à l’aide d’un système rapide (durée réduite du prélèvement au résultat), simple (peu de gestes techniques, limités au dépôt d’échantillon en cartouche), sécurisé (inactivation de l’échantillon en système fermé), et en une seule étape (lyse, extraction d’acides nucléiques et réaction PCR). Le développement de nouvelles cartouches ciblant d’autres agents responsables de fièvres hémorragiques virales, de groupe de risque 4, se poursuivra dans les prochaines années.
Procédures
La procédure expérimentale soumettra les animaux à des anesthésies (au nombre de 12 prévues dans la procédure expérimentale et d'une durée de 1h à 2h selon les individus) et à des prélèvements lacrymaux, salivaires, vaginaux et sanguins sur animaux anesthésiés (11 sessions de prélèvements prévues dans cette procédure expérimentale). Lors de l'atteinte de point limite ou de la fin du protocole, les animaux seront anesthésiés, puis les prélèvements de LCR (liquide céphalo-rachidien) et de moelle osseuse seront réalisés avant de procéder à la mise à mort.
Impact sur les animaux
La procédure concernée dans ce projet sera de classe sévère et concernera 12 animaux. Les animaux, suite à l'infection par l'une ou l'autre des souches de MARV, devraient présenter des signes cliniques caractéristiques d'une infection par un filovirus et plus particulièrement par MARV, tels qu'une dérégulation de la température corporelle, une perte de poids, une diminution de l'alimentation et de l'hydratation, une perte de tonus et des symptômes hémorragiques. Les animaux présentant des points limite ou un score clinique de 15 (selon notre matrice de score), représentant la limite précoce d'un état de la maladie devenant une limite éthique en termes de douleur/détresse de l'animal, seront anesthésiés puis mis à mort. Une autopsie avec collecte d'échantillons sera alors réalisée.
Devenir
L'étude comparative de la physiopathologie induite par les deux souches virales d'intérêt 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 deux groupes infectés différemment (n=6) et composés chacun d'un égal nombre de mâles et de femelles (n=3 et n=3, respectivement). Par conséquent, seule la mise à mort des 12 animaux de l'étude permettra d'obtenir des données 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. Lors du développement d'un outil de diagnostic (PCR par exemple), les preuves d'efficacité incluent, généralement en première intention, des tests réalisés sur des échantillons mimant les conditions retrouvées sur le terrain. Ainsi, du virus mélangé dans des matrices complexes telles que le plasma, le sang total, la salive, etc. permettent de récréer des prélèvements "naturels" et ainsi valident le test. Cependant, l'outil n'est définitivement validé qu’après avoir été éprouvé à partir de "vrais" prélèvements issus de patients. La complexité de la matrice et les variabilités inhérentes aux individus peuvent induire des résultats imprévisibles et bien différents de ceux observés artificiellement in vitro (présence d'inhibiteurs, changement de composition de la matrice ...). 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. Le modèle primate non-humain (PNH) est, pour l'étude de l'infection du virus MARV, le seul organisme pouvant reproduire ce qui se passe chez l'homme.
Réduction
Il s’agit dans ce projet de réaliser une étude pilote portant sur la description de la physiopathologie induite par deux souches d’un même virus, MARV. Pour permettre cette caractérisation tout en intégrant la variabilité inter-individuelle, les groupes seront constitués de 3 animaux de chaque genre. Ce nombre de 12 animaux a été réduit au maximum afin d’obtenir des résultats interprétables et robustes tout en restant en accord avec les capacités d’hébergement de l’animalerie : 6 animaux seront challengés avec la souche Musoke, 6 animaux seront challengés avec la souche Popp. S’agissant d’une étude pilote, aucun test statistique n’a été réalisé. Cette étude nous permettra à terme, de pouvoir réaliser des tests statistiques (et de puissance) afin d’établir les groupes d’animaux adéquats lors d’une future étude, portant sur ce modèle animal, infecté dans les mêmes conditions.
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. Une matrice de score, établie pour l’étude de la physiopathologie induite par les filovirus, nous permettra de réaliser un scoring quotidien (éprouvé sur d’autres protocoles utilisant des primates non-humains) qui sera mis en place dès le jour du challenge et des points limites seront définis à l’avance (hypothermie, pyrexie, perte de poids, durée des symptômes, coma post anesthésie, durée de symptômes persistants, …). L’observation d’un point limite ou l’atteinte d’un score supérieur ou égal à 15 points (représentant la limite précoce d'un état de la maladie devenant une limite éthique en termes de douleur/détresse de l'animal) permettra de mettre fin à la procédure expérimentale pour l’animal concerné.
Choix des espèces
Le modèle PNH, étant phylogénétiquement et physiologiquement proche de l'Homme, est un modèle sensible à l'infection par les filovirus. Comme le révèlent les observations de terrain, les PNH développent des syndromes hémorragiques comparables à ceux décrits chez l'Homme, ce qui en fait un modèle de choix pour l'évaluation de stratégies vaccinales, diagnostiques et thérapeutiques. Certains modèles rongeurs (souris, cobaye, hamster), modèles expérimentaux présentant souvent un système immunitaire déficient, sont sensibles à l'infection par le MARV mais présentent des symptômes et pathologies peu comparables à ceux chez l'humain. La littérature décrit quelques études portant sur l'infection par MARV (selon les souches étudiées) chez le macaque, le marmoset et le babouin. Les animaux concernés par ce protocole seront âgés de 2,5 à 3 ans afin de pouvoir caractériser l'infection par le virus Marburg chez des individus bénéficiant d'un système immunitaire mature. Le système d'hébergement PNH du laboratoire ne permet pas l'hébergement et donc l'étude, d'animaux de plus de 3 ans.
Évaluation de la biodistribution de bactéries thérapeutiques (LBP : Live Biotherapeutic Products) après leur administration dans les voies respiratoires du macaques cynomolgus
- Recherche appliquée
- Troubles immunitaires
- Troubles respiratoires
- Recherche fondamentale
- Système immunitaire
- Système respiratoire
150 macaques à longue queue vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque macaque, maintenu vigile sur une chaise à contention, reçoit une administration de bactéries dans les voies respiratoires, puis subit jusqu'à cinq lavages bronchiques et dix prises de sang sous anesthésie, avant d'être tué pour prélever ses organes. Le porteur reconnaît que la contention représente la principale contrainte pour l'animal. Il justifie le recours au macaque par la proximité de son système respiratoire avec celui de l'humain, un passage préalable par des rongeurs étant prévu.
Objectifs
Les maladies inflammatoires respiratoires représentent un ensemble de syndrome dont le développement est croissant avec l'augmentation de la pollution athosméphique et d'autres facteurs d'environnement. Ces maladies invalidantes sont souvent bien contrôles chez les malades, mais les traitements peuvent être lourds ou présentent des effets indésirables. Actuellement, les traitements des maladies inflammatoires du système respiratoire font appel à des thérapeutiques anti-inflammatoires chimiothérapeutiques ou à des immunothérapies classiquees administrées par voie générale. Ce projet a pour but d'étudier l'innocuité, la biodistribution et la biodisponibilité de produits de type Live Biotherapeutics Product administré par voie pulmonaire. Ces produits sont en cours de développement, leur effet aura été prouvé au préalable in vitro et doit être testé in vivo chez le singe macaque cynomolgus.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus du projet sont de mieux caractériser produits immunostimulants innovants, et de mieux les connaître avant de les utiliser pour le traitement des maladies inflammatoires pulmonaires. Les informations obtenues chez les singes, dont la physiologie et l'immunologie des voies respiratoires sont très proches de l'homme.
Procédures
L'administration des produits se fait avec un animal vigile, maintenu sur une chaise à contention. Les prélèvements prévus sont des lavages broncho-alvéolaires, et des prélèvements de sang, d'urine ou de fécès. La fréquence et le durée des prélèvements sont fonction des caractéristiques estimées du produit, avec un maximum de 4 semaines. Au total, on peut envisager 5 lavages bronchiques et 10 prises de sang au maximum.
Impact sur les animaux
L'adminstration du produit représentante un stress pour les animaux, mais elle n'est pas douloureuse. La principale contrainte est que l'animal est immobilisé dans une chaise à contention. Les prélèvements réprésentante une contrainte, mais ils sont réalisés sous anesthésie générale. Il est prévu de pouvoir réaliser dees prélèvements sanguins ou des lavages bronchiques principalement.
Devenir
Les animaux sont euthanasiés sous anesthésie à la fin des protocoles pour pouvoir prélever les organes.
Remplacement
L'administration de LBP dans les voies pulmonaires pour lutter contre des maladies inflammatoires chroniques nécessite des développements précliniques spécifiques, permettant de mesurer la quantité de bactéries nébulisées dans les voies respiratoires, il est nécessaire de disposer d’un modèle animal pertinent. En effet, la nécessite de pouvoir observer des interactions complexes et fines entre organes n’est aujourd’hui possible que sur modèle animal, dans ce cadre d’étude. Même si des modèles in vitro de poumons existent, ils ne permettent pas de prédire la distribution et la viabilité d'un produit biologique aussi spécifique qu'un LBP, ni la réponse de l'organisme a l'influx soudain d'une large quantité de bactéries, même non pathogènes. Une approche sur des modèles de rongeurs est préalable aux essais sur Singes.
Réduction
Le nombre d'animaux est limité au minimum nécessaire. Pour tester un LBP, un groupe de 3 à 5 animaux au maximum est suffisant. Nos études sont exploratoires, très en amont dans le développement des produits. L'évaluation de l'effet se fait sur la base de l'analyse hostologique microscopique et de l'évaluation des populations cellulaires détectées après administration du produit. Avec un groupe de 3 à 5 animaux, seules des statistiques descriptives sont possibles, sachant que nous n'utilisons pas d'animaux témoins non traités. Nous comparons les résultats obtenus avec nos données de base, en comparant les données et parfois les moyennes pour évaluer une tendance. Le nombre d'animaux présenté dans ce projet est une estimation qui tient compte du nombre de produits qui pourraient être confiés à notre société pour en évaluer la biodistribution et l'innocuité. Si la demande est faible, il est évident que seuls les animaux nécessaires (3 à 5 par produit) seront utilisés.
Raffinement
Chacun des actes techniques mis en oeuvre pour ce projet ont été mis au point, étudiés et raffinés pour limiter le stress ou la douleur des animaux. La plupart des prélèvements sont réalisés sous anesthésie générale. L'administration se fait avec un système de contention auquel les animaux sont habitués au préalable pendant plusieurs jours, sans administration. Les techniques analytiques auxquelles nous faisont appel sont suffisamment sensibles pour réduire la quantité de prélèvement nécessaire. Ainsi, les volumes des prises de sang ou des lavages alvéolaires sont très faibles.
Choix des espèces
La macaque cynomolgus possède une proximité physiologique et immunitaire avec l’homme ainsi qu’une anatomie des grandes fonctions extrêmement proche de l’homme. En effet, l’anatomie de son système respiratoire (en partie liée à sa posture verticale (semi-bipède- par opposition aux modèles rongeurs ou porcins) est très proche de celle de l’homme, ou encore un système digestif ou urinaire sensiblement similaire également. Ces similitudes permettent de tester la distribution et la viabilité d’un produit biologiques pour une transposition future chez l’Homme (thérapie par nébulisation, administration par voie orale). Selon le type de LBP choisi et sa cible thérapeutique, des animaux jeunes (2 ans) ou plus âgés (à partir de 3 ans) pourront être utilisés pour des raisons de maturité du système immunitaire et de poids. Cependant, le stade de développement pourra être affiné avec le donneur d’ordre selon le type d’individus visé par la thérapie.
Etude des seuils de toxicité (dose range finding) d’un nouveau candidat médicament chez le primate non humain
- Recherche appliquée
- Cancers
- Troubles immunitaires
350 macaques à longue queue vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, pour évaluer les seuils de toxicité d'un candidat médicament à doses croissantes. Ils reçoivent le produit par diverses voies, dont intrathécale, puis subissent des prélèvements de sang, d'urine, de liquide céphalo-rachidien et de moelle osseuse. Le champ structuré déclare les 350 animaux réutilisés, mais le porteur indique qu'ils pourront aussi être mis à mort pour prélèvement d'organes selon la demande du "donneur d'ordre". Il affirme que ces études de toxicité sont "indispensables" et que la proximité avec l'humain justifie le recours au primate.
Objectifs
Pour presque tous les types d’effets toxiques (organospécifiques, neuro-comportementaux, immunologiques, cancérogènes épigénétiques...), on estime généralement qu’il existe une dose ou une concentration en dessous de laquelle aucun effet indésirable ne se produit : il existe un seuil de toxicité. L’objectif est alors de d terminer la dose ou la concentration en dessous de laquelle la probabilité de survenue de l’effet critique sera en théorie nulle : la dose maximale sans effet nocif observable (DMSENO). Plus précisément, elle correspond à la dose la plus élevée pour laquelle aucune augmentation statistiquement (ou biologiquement) significative en fréquence ou en sévérité d’un effet nocif n'est observée dans un groupe exposé à la substance par rapport un groupe non exposé . L'objectif de ce projet est donc de tester différentes doses (en commençant par la plus faible puis en l'augmentant progressivement) d'un nouveau candidat médicament afin de déterminer la DMSENO. Les groupes de doses (un ou plusieurs animaux par dose) seront décalés dans le temps afin de pouvoir adapter la dose suivante en fonction des résultats du groupe précédent.
Bénéfices attendus
Ce projet permet d'évaluer la tolérance d'un candidat médicament après une à 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 la réalisation des essais cliniques chez l'Homme.
Procédures
Après une période d’acclimatation suffisante (15 jours minimum), les animaux recevront de façon répétée ou non la molécule d’intérêt, ou la combinaison de molécules, par voie entérale, parentérale, respiratoire, intra-articulaire ou intrathécale selon les recommandations du donneur d’ordre. Par exemple, pour une injection intraveineuse en bolus, l'animal pourra être contenu manuellement et pour une injection intraveineuse lente, l'animale sera contenu en siège. Pour d'autres types d'administration, les animaux pourront être sédatés ou anesthésiés. La méthode de contention dépendra aussi du poids de l’animal. Pour un animal de plus de 5 kg, une contention en siège sera priviligiée pour la sécurité du personnel. Les animaux seront entrainés à la méthode de contention Après chaque administration, des prélèvements sanguins seront effectuées pour l’étude des paramètres biologiques (hématologiques, biochimiques, immunologiques, de coagulation) de chaque animal afin de mettre en vidence une toxicité potentielle. Des prélèvements d’urine et de fécès pourront également survenir. Des prélèvements de liquide céphalo-rachidien (LCR) et de moelle osseuse (MO) sous anesthésie générale pourront galement être réalisés. Les volumes de sang, de LCR et de MO préleves et le temps de repos accordés aux animaux entre chaque prise seront en accord avec les recommandations éthiques.
Impact sur les animaux
Les effets indésirables éventuels dépenderont de la molécule injectée et de la dose. Avant chaque étude, les effets indésirables seront discutés avec le client afin de mettre en place un suivi et un traitement adapté en cas d'apparition de signes indésirables.
Devenir
Les animaux seront réutilisés si le protocole le permet et si la fréquence et le volume des prélèvements ont respecté le pourcentage du volume sanguin circulant (VSC) ainsi qu'une période de repos. Le sort des animaux sera préalablement discutés avec la structure chargé du bien-être animal et approuvé par le vétérinaire. De plus, les animaux pourront être mis à mort pour récolte d'organes selon le protocole défini avec le donneur d'ordre.
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 résultats de ces tests permettront ainsi d’ajuster la dose optimale à administrer chez l’Homme indispensable à la poursuite des essais réglementaires en clinique.
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 faibe effectif, les observations sont ensuite notées et utilisées pour informer la dose suivante, qui peut être supérieure ou inférieure selon la nature des observations observées. Le nombre d'animaux dosés à chaque niveau doit être petit dans les études initiales (par exemple un ou deux de chaque sexe) avec des tailles de groupe augmenté une fois qu'une dose-réponse est établie.
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' évaluation du bien-être). Comme les animaux ou groupes d'animaux seront injectés par groupes de dose (à savoir de la plus faible à la plus forte dose- administration en "escalier"), 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 prélevements ainsi qu’entre les administrations de la ou des molécule(s) étudiée(s). Des mesures préventives et correctives de diminution de la douleur et du stress seront déterminées au préalable de la procédure. Les animaux seront hébergés par groupes sociaux dans des volières conformes aux recommandations et 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. 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. Des friandises seront galement distribuées systématiquement en fin de journée aux animaux. De même, le personnel veillera à garder une interaction quotidienne avec chaque animal afin de diminuer le stress qui pourrait être engendé par les manipulations. Dans le cas où les animaux feront l’objet d’une réutilisation, un avis vétérinaire sera obligatoire pour justifier du bon état de santé de l’animal. Il sera veillé à ce que la gravité des procédures expérimentales ne dépasse pas le stade modéré .
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. Les molécules en développement étant à visée humaine, il est important d'avoir recours à un modèle animal pertinant. Il est donc légitime de penser que les résultats observés chez le primate non humain seront très utiles pour prédire les mêmes phénomènes physiologiques et comportementaux chez l’Homme. Le stade de deloppement des animaux (juvénile à adulte) ainsi que le sexe (mâle et/ou femelle) dépendra de la demande du donneur d'ordre et des objectifs des études.
Fourniture de primates non-humains équipés en vue de raffiner la réalisation d’études extérieures
- Recherche appliquée
- Diagnostic des maladies
- Maladies infectieuses
- Troubles cardiaques
- Troubles endocriniens
- Troubles immunitaires
Macaques à longue queue : 150
Macaques rhésus : 50
Singes vervets : 50
300 primates non-humains, ouistitis, macaques et singes vervets, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, puis transférés vivants vers d'autres laboratoires. Chez un fournisseur, chaque animal subit une chirurgie sous anesthésie générale, jusqu'à deux heures, pour implanter des cathéters ou des dispositifs de télémétrie, avec douleur et inflammation à l'abdomen et aux membres et une mobilité réduite pendant sept jours. Le porteur présente cette préparation chirurgicale comme un "raffinement" bénéfique pour l'animal et le client, destiné à limiter les ponctions lors des études ultérieures. Les usages finaux, détaillés dans d'autres autorisations, ne figurent pas dans ce résumé.
Objectifs
La préparation des animaux chez le fournisseur en vue de l’utilisation chez les utilisateurs est une étape bénéfique pour l’animal et pour le client. Elle inclut l’équipement des animaux avec des dispositifs permettant de raffiner les études des utlisateurs. En effet, les dispositifs concernés permettront le suivi des paramètres physiologiques de manière non invasive ainsi que la réalisation d’administrations et/ou de prélèvements sanguins répétés en réduisant la douleur liée aux ponctions répétées.
Bénéfices attendus
Dans le cadre de certaines études, le suivi des paramètres physiologiques (température, activité, ECG, pression artérielle…) est primordial non seulement en tant que variable de mesure mais également dans le cadre de l’application des points limites. L’implant de télémétrie permet de réaliser ce suivi de manière continue et non invasive sur un animal éveillé et libre de ses mouvements et représente ainsi un raffinement de l’étude. De la même manière, certaines études notament pharmacocinétiques peuvent nécessiter de nombreuses administrations ou prélèvements sanguins. L’implantation de cathéters à demeure avec chambre sous-cutanée permet de réaliser ces actes sur animal éveillé sans provoquer de douleur liée aux ponctions répétées. Ainsi, la fourniture de primates équipés permet de raffiner la réalisation d’études extérieures.
Procédures
Tous les animaux impliqués dans ce projet subiront une intervention chirurgicale sous anesthésie générale pour l’implantation de matériel d’administration/prélèvement (durée maximum de la chirurgie: 2h) ou de monitoring des paramètres physiologiques (durée maxmimum de la chirugie 1h).
Impact sur les animaux
Stress dû à la contention et la capture, douleur et inflammation locale au niveau de l’abdomen liées à l’implantation du dispositif permettant de suivre les paramètres physiologiques de l’animal et douleur et inflammation locale au niveau des jambes liées à l’implantation des cathéters de prélèvement et d’injection. Durant 7 jours, l’animal peut présenter une réduction de la mobilité.
Devenir
Tous les animaux sont gardés en vie après avis favorable d’un vétérinaire pour vérifier leur état de santé et autoriser le transfert des animaux chez le client réalisant l’étude.
Remplacement
Le primate est un modèle de choix pour l’étude de nombreuses pathologies, comme par exemple les fièvres hémorragiques ou encore le SIDA, mais également dans le cadre des études réglementaires de mise sur le marché de nouveaux candidats médicaments. Tous les projets des équipes partenaires dans lesquels les animaux issus du présent projet sont utilisés font l’objet d’une autre autorisation de projet où sont détaillées les raisons pour lesquelles l’utilisation des animaux et donc des primates non-humains ne peut pas être évitée.
Réduction
Le nombre d’animaux déclarés dans ce projet est seulement une estimation à la hausse mais dépendra de la demande. Notre expertise et nos compétences dans le domaine nous permettent de limiter les complications opératoires et donc le nombre d’animaux nécessaires. D'autre part, nous réutilisons des animaux issus de projets antérieurs.
Raffinement
Chaque chirurgie d’implantation est réalisée sous anesthésie générale et couverture antalgique appropriée et est supervisée par l’un des 3 vétérinaires du site. Ce projet ne nécessite pas l’isolement d’animaux, ils seront donc hébergés au minimum par paire. Un temps de récupération post-chirurgie de minimum 7 jours est laissé aux animaux avant tout transfert pendant lequel une surveillance accrue est mise en place pour vérifier l’absence de signes d’infection et de comportements anormaux évocateurs de douleur. Toutes nos animaleries font l’objet d’un planning de mise à disposition d’enrichissements adaptés à chaque espèce. Les enrichissements sont soit structurels (divers perchoirs, balançoires…), périodiques (jeux de manipulations proposés selon un rythme hebdomadaire) ou alimentaires (graines dans la litière pour fourragement, glaçons surprises, friandises…). Ce programme est supervisé par le responsable du bien-être animal du site.
Choix des espèces
A ce jour, le primate est le modèle de choix pour de nombreuses études notament dans le domaine infectieux par exemple mais également dans le cadre des études réglementaires de mise sur le marché de nouveaux candidats médicaments. Le choix de l’espèce utilisée par les équipes partenaires dépend de leurs recherches et est dûment justifiée dans chaque autorisation de projet dont elles font l’objet. Animaux jeunes sevrés et adultes (soit entre 8 mois et 30 ans), dépendant des besoins des utilisateurs. Le choix du stade de développement des animaux utilisés par les équipes partenaires dépend de leurs recherches et est dûment justifié dans chaque autorisation de projet dont elles font l’objet. Nous apportons conseil et expertise au client pour un choix pertinent face à la question scientifique posée.
Etude de toxicologie préclinique pour la maladie de Huntington par modulation de la voie du cholesterol intracérébrale
- Recherche appliquée
- Troubles nerveux
8 macaques à longue queue vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque animal subit une chirurgie intracérébrale d'environ quatre heures pour l'injection d'un vecteur viral, puis six mois de suivi avec huit prélèvements sanguins, sept ponctions lombaires, six IRM et quatre électromyogrammes, avant d'être tué pour analyse histologique. Le porteur destine ces données de toxicologie à une demande d'essai clinique auprès de la FDA et de l'ANSM. Sur le remplacement, il affirme que le cerveau du primate est le plus proche de celui de l'humain et que le recours au "gros animal" est exigé par l'agence réglementaire.
Objectifs
Les vecteurs adeno associés (AAV) sont parmi les vecteurs les plus efficaces pour transporter et intégrer des gènes d’intérêt dans des parties précises du système nerveux central, en particulier, le cerveau . Les AAV constituent une voie de thérapie pour des maladies neurodégénératives, notamment la maladie de Huntington. Le but de cette étude est de completer les données de toxicologie d’évaluer la faisabilité/efficacité de l’administration par voie chirurgicale intracérébrale (IC) dans la région du cerveau qui concerne la pathologie en question, de façon à choisir le type d’AAV le plus adéquat pour une pathologie donnée.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus pour ce projet sont l'obtention de toutes les données de tolérance à long terme pour l'application immédiate en recherche clinique à la fin de cette étude afin de répondre aux demande de la FDA (Food and Drug Administration) afin d'obtenir l'autorisation pour un essai de phase I/II et ainsi traiter les patients Huntington.
Procédures
- Une procédure chirurgicale (environ 4h) - 8 prelevements sanguins, 7 prelevements de Liquide céphalo rachidien (LCR) (sang + LCR maximum 15min), - 6 Imagerie par résonance magnétique (IRM) (environ 1h30) - 4 Electromyogramme (EMG) (maximum 45min). Dans ce projet, comme decrit precedemment, une meme anesthésie permet la réalisation de plusieurs gestes (prise de sang + Ponction lombaire + EMG ou IRM selon le timepoint d'étude).
Impact sur les animaux
Les 5 effets indesirables possibles sont: - un risque anesthésique - un risque infectieux pour l'administration intracerebrale - un risque chirurgical lié à l'administration intracérébrale via des catheters - un risque de fuite de LCR - la formation d'hématomes lors des prises de sang
Devenir
A la fin du projet soit 6 mois apres l'injection, l'ensemble des animaux (n=8) sera euthanasié pour permettre les etudes histologiques et de biodistribution composant l'etude Tox GLP permettant la soumission aux agences reglementaires (FDA et ANSM).
Remplacement
Toutes les études in vitro possibles ont été effectuées en amont de ce projet, en particulier la démonstration de la fonctionnalité des AAV. L’objectif de ce projet ne permet pas d’envisager de méthode évitant ou remplaçant l'utilisation des animaux. En effet, le développement de cette approche thérapeutique chez l’Homme fait l'obligation d'une étude de scale-up (efficacité, biodistribution, toxicité, etc) chez le gros animal (NHP). Ces étapes sont requises par l’ANSM pour toute demande d’autorisation d’étude clinique afin d'autoriser l'essai clinique chez l'Homme.
Réduction
8 animaux au total: 3 animaux par dose d'AAV et 2 animaux vehicule est le minimum statistique pour repondre à l'objectif du projet. L'etude statistique etant assez limité en terme de tox, prinicpalement T test ou Anova. La majeure partie des analyses etant une étude histologique par un anatomopathologiste certifié.
Raffinement
Les procédures utilisées sont adaptées pour éviter tout inconfort de l'animal, les procédures sont réalisées par du personnel formé et experimenté notamment l'administration intracérébraleréalisée par un neurochirurgien expert de la technique. Enfin, le nombre d'anesthesie est minimisé en regroupant les procédures (prise de sang (volume adapté à la taille des animaux et validé par le vétérinaire), ponction lombaire) au sein de la meme anesthesie. Les animaux sont hebergés en groupe et recevront un enrichissement adapté.. Les animaux auront un suivi quotidien par les techniciens du projet, un suivi de poids à chaque anesthesie, l'utilisation de buprecare pour les ponctions lombaires pour eviter tout inconfort et enfin des antibiotiques (amoxicilline) lors de la chirurgie. L'administration intracérébrale d'AAV est parfaitement tolérée (expérience passée sur 20). Les prises de sang et ponctions lombaires (avec les memes volumes et frequence que decrite dans ce projet) sont menée en routine sur tous les animaux suivis par l'equipe et ne generent pas d'effets néfastes sur les animaux. Une observation journalière sera faite tout au long du projet. A la moindre anomalie un avis vétérinaire sera demandé et un traitement mis en place si necessaire. Si un animal ne presentait pas d'amelioration dans le suiv, il sera euthanasié avec avis vétériaire.
Choix des espèces
La capacité des vecteurs adeno associés (AAV) à pénétrer dans un organe donné et y faire exprimer un gène thérapeutique est dépendante de l'espèce. Dans les maladies que nous ciblons, il existe un modèle murin de la maladie, utilisé dans une première étape, déjà réalisée. Les organes du primate non humain (NHP) en particulier le cerveau, se rapprochent le plus de celui chez l’homme en terme de structure anatomique et connectivité fonctionnelle. L’administration du vecteur dans un cerveau proche du cerveau humain permet de définir au mieux les paramètres du protocole clinique (nombre de sites, volumes, débit, nombre de particules). L'injection de vecteurs AAV chez le NHP est le seul moyen d'évaluer au mieux la faisabilité, l'efficacité et la tolérance d'une telle approche thérapeutique réalisée préalablement chez les rongeurs. Les animaux seront utilisés entre 3 ans et 15 ans selon la disponibilité en elevage, nous avons besoin d'individus avec un cerveau completement developpé.