Hamsters dorés

30 hamsters dorés vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont infectés par le SARS-CoV-2 par voie orale ou intranasale, pesés chaque jour, puis tués par prélèvement sanguin intracardiaque sous anesthésie pour autopsie, afin de valider la voie orale d'infection en vue d'un futur essai de probiotiques contre le Covid-19. Le porteur annonce une perte de poids limitée à 5-8 % et une absence de signes cliniques, en s'appuyant sur ses expériences antérieures. Ce projet est présenté comme une étape préliminaire de calage du modèle avant l'étude principale.

Objectifs

Le présent projet vise à valider la voie orale comme voie d'infection par le SARS-CoV2 chez le hamster. Ce projet représente un travail préliminaire à un autre projet dont l'objectif sera de caractériser l'efficacité de bifidobactéries (groupe de bactéries vivant à l'état naturel dans les intestins) dans la lutte contre les infections au SARS-CoV2, grâce à leur potentiel pouvoir d'inhibition de la fixation du virus SARS-CoV2 sur ses cellules cibles. Des expérimentations in-vitro sont actuellement en cours pour valider cette hypothèse. En cas de succès, et pour valider cette approche in-vivo, il sera nécessaire que les bifidobactéries testées se retrouvent sur le site d’infection virale. N’étant pas administrables par voie intra-nasale, il sera donc nécessaire d’administrer les bifidobacteries et le virus SARS-CoV2 par voie orale. En préalable, il est donc nécessaire de valider cette voie d’infection du SARS-CoV2 sur le modèle hamster qui sera utilisé.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de caractériser la voie orale d'infection chez le hamster syrien et de valider la dose infectante choisie. Différents paramètres seront étudiés : - courbe de poids - quantification du virus dans une sélection d'organes d'intérêt (Appareil respiratoire supérieur, rate, poumons) par culture cellulaire et quantification de matériel génétique - lésions pulmonaires par immunohistologie - séroconversion. Ces paramètres serviront de référence lors des expérimentations visant à évaluer le pouvoir des souches probiotiques à prévenir le Covid-19.

Procédures

Groupe témoin + groupe infecté par voie orale : les 18 animaux seront infectés à J0, par voie orale sans anesthésie, avec 200µl de virus à la dose de 10^5 TCID50. Groupe témoin infection i.n: Les 12 hamsters seront soumis à une légère anesthésie gazeuse (isoflurane 5%) afin de leur admnistrer à J0 (à l'aide d'une micropipette) par voie intranasale 40µL de virus à la dose de 10^5 TCID50 (soit 20µl par narine). Les animaux seront manipulés quotidiennement pour une pesée. L'ensemble des animaux seront anesthésiés (J+4 ou J+7) à l'isoflurane puis par injection de kétamine/xylazine afin de réaliser une prise de sang intracardiaque terminale avant autopsie.

Impact sur les animaux

Hormis une perte de poids des hamsters limitée à 5-8% (données issues de nos précédentes expériences), et dont le pic est attendu à J+6, les hamsters ne développent pas de signes cliniques lorsqu'ils sont infectés. A partir de J+6, les hamsters regagnent du poids

Devenir

Les animaux seront tous mis à mort afin de réaliser une autopsie et une collecte d'organes/sang pour étudier la pathogénie du SARS-CoV2.

Remplacement

Des experimentations préliminaires in-vitro sont encours pour démontrer l'activité anti-protéase in-vitro sur des cellules caco2. Néanmoins, l'évaluation de la pathogénocité d'un virus (multiplication virale, distribution, lésions associées) ne peut se faire in-vitro et nécessite de passer par le modèle animal.

Réduction

le nombre d'animaux par groupe a été fixé à 12 afin d'avoir 6 animaux par point de mise à mort (J+4 et J+7) qui est le minimum généralement requis pour obtenir des résultats d'infection virale statistiquement significatifs . Seul Le groupe témoin ne comporte que 6 animaux, tous mis à mort à J+7 (pas de sacrifice à J+4).

Raffinement

Ces hamsters seront hébergés en cage de 2 à 3 individus avec un enrichissement composé de nombreux tunnels, abris (afin de satisfaire leur besoin de cachette), cellulose, et de bâtonnets de bois à ronger. Un contrôle de leur état de santé sera assuré tous les jours. Des points limites précis et suffisamment précoces pour leur éviter toute souffrance prolongée et inutile ont par ailleurs été définis.

Choix des espèces

Les études scientifiques menées sur le SARS-CoV-2 ont maintenant largement démontré que le hamster doré était un modèle expérimental qui présentait une forte sensibilité au virus (atteintes respiratoires, perte de poids) ainsi qu'une forte réceptivité (multiplication du virus dans les poumons). Le hamster est donc le modèle de choix pour l'évaluation de l'efficacité de nouvelles molécules thérapeutiques ou de nouveaux vaccins. Nos précédentes expérimentations nous ont permis de caractériser la réceptivité et la sensibilité des hamsters adultes vis à vis des souches SARS-CoV2 utilisées au laboratoire. Nous utiliserons donc des hamsters adultes de 8 à 10 semaines à réception.

219 hamsters dorés vont être utilisés, tous tués à l'issue pour prélèvements, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chaque hamster est hébergé seul seize semaines en conditions hivernales, exposé au froid à 8 °C pour entrer en hibernation, et subit deux chirurgies, la pose d'un capteur de température puis d'une pompe diffusant des hormones, la moitié des animaux étant en plus castrés. Le porteur indique que des injections pratiquées pendant la torpeur peuvent provoquer une douleur aiguë et le réveil de l'animal, et que la castration peut entraîner une hémorragie et des douleurs supplémentaires. Il affirme que l'hibernation met en jeu l'organisme entier et qu'aucun moyen de substitution ne permet de la modéliser, justifiant le recours au hamster syrien.

Objectifs

L’hibernation est une adaptation physiologique et comportementale qui permet la survie de l’espèce pendant les périodes saisonnières défavorables (en hiver : température extérieure basse et pénurie des ressources alimentaires). Tout au long de l’hibernation, afin d’économiser de l’énergie, l’animal va réaliser des cycles d’éveil/sommeil, alternant entre des phases actives avec une température corporelle à 37°C et des épisodes de torpeur, caractérisés par un endormissement profond associé à une hypothermie corporelle sévère. La température corporelle s’ajustant sur les températures extérieures froides de l’hiver peut descendre à 5°C. Des travaux antérieurs suggèrent que les hormones thyroïdiennes du cerveau seraient impliquées dans ces processus d’hibernation. Nous allons vérifier cela chez une espèce hibernante : le hamster syrien.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus de ce projet concernent les connaissances obtenues en recherches fondamentales sur le système nerveux central, le métabolisme ainsi que sur la biologie d'un animal hibernant.

Procédures

Les hamsters syriens seront hébergés seul pendant 16 semaines dans des conditions où les jours sont courts comme en hiver mais également exposés au froid afin d'obserser les comportements hibernatoires des animaux. Les animaux subiront deux actes chirurgicaux à 2 semaines d'intervalle. Le premier acte durera moins d'une heure 1 h pour l'insertion d'un capteur télémétrique de température corporelle, permettant le suivi à distance de l'hibernation des animaux. Le deuxième acte, d'une durée de 2h30 maximum pour la mise en place d'une mini-pompe diffusant des hormones. Ils seront exposés au froid (8°C) pour entrer en hibernation. Lors d'utilisation de pompe rechargeable, des injections transcutanées sont réalisées en phase de torpeur (animaux profondément endormis). Une castration est ajoutée à la première chirurgie pour la moitié des animaux. L'évolution de l'hibernation des animaux est surveillée pendant 6 semaines environ.

Impact sur les animaux

Lors des chirurgies, l’anesthésie générale peut induire une hypothermie, de la sécheresse occulaire et une légère déshydratation. Au niveau du site d’incision, il y a des risques de douleur, d’inflammation et d’infection de la plaie. Une perte de poids légère (inférieure à 5%) sur 24h est attendue, mais devrait être transitoire. Elle pourrait se maintenir en cas de complications post-chirurgicales (inflammation, infection, douleur). L’insertion de la pompe sous la peau du dos pourrait éventuellement gêner la motricité de l’animal (encombrement, frottements) si celle-ci est trop proche du cou ou des membres antérieurs. Dans le cas d'utilisation de la pompe rechargeable, lors d'un épisode de torpeur, des injections transcutanées sont réalisées et peuvent induire une douleur aigüe légère et son réveil. La castration peut induire une hémorragie et de douleurs supplémentaires.

Devenir

Les animaux seront tous mis à mort pour prélèvements en fin d'expérience.

Remplacement

L’expérience doit être réalisée sur l’animal entier. Les processus impliqués dans l’hibernation font intervenir l’ensemble de l’organisme, aussi est-il impossible, en l’état actuel de nos connaissances, de réaliser une telle étude sur des organes isolés. Aucun moyen de substitution ne permet de modéliser les différentes étapes de l’hibernation et les processus liés à chaque étape ni les relations entre les organes périphériques et le cerveau.

Réduction

Le nombre d'animaux (8 par groupe) a été calculé pour obtenir des résultats statistiquement robustes et de faible variance pour comparaisons inter-groupe.

Raffinement

Pour éviter les agressions dans les jours courts comme en hiver, les animaux seront hébergés en cages individuelles enrichies avec de la frisure de nidation et un bâton à ronger. Lors des chirurgies, les animaux bénéficieront d'une anesthésie générale et d'analgésiques locaux. La température corporelle sera maintenue à l’aide d’un tapis chauffant. Un anti-inflammatoire non stéroïdien sera administré en post-chirurgie. La longueur du cathéter entre la canule et la pompe est tout particulièrement ajustée afin de pas gêner le hamster syrien dans ses mouvements. Des points limites ont été établis afin de soustraire l'animal à la souffrance.

Choix des espèces

Le modèle animal choisi est le hamster syrien (Mesocricetus auratus) car c’est un animal hibernant. Les animaux sont des adultes mâles (entre 3 et 9 mois ; poids corporel moyen 120 g) car notre expérience requiert qu’ils soient sexuellement matures et ce sexe nous permet de voir facilement si le système reproducteur de l'animal est activé ou inhibé grâce à la taille des testicules.

90 souris et 30 hamsters dorés vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, une partie réutilisée d'une étude à l'autre, le reste tué. Ils reçoivent jusqu'à cinq administrations de composés chimiques ou biologiques par voie orale, intrapéritonéale, intraveineuse ou sous-cutanée, pour déterminer les doses toxiques avant de futurs tests d'efficacité. Le porteur indique que les effets peuvent aller de la perte de poids aux stéréotypies, à la prostration et à la détresse respiratoire, l'atteinte d'un point limite déclenchant la mise à mort. Il affirme que l'étude est "indispensable" et ne peut pas se faire autrement que sur des animaux vivants, les tests in vitro étant jugés insuffisants.

Objectifs

L’objectif du projet est de collecter des données de tolérance et de toxicité pour des nouveaux composés chimiques et biologiques dont la bibliographie est insuffisante ou inexistante. La réalisation de cette étude pour chaque nouveau composé, est indispensable pour connaître les doses à utiliser pour les futures études d’efficacité in vivo sans risquer de tester des doses toxiques.

Bénéfices attendus

La réalisation de cette étude pour chaque nouveau composé, est indispensable pour connaître les doses à utiliser pour les futures études d’efficacité in vivo sans risquer de tester des doses toxiques. Elle permettra également de réduire le nombre d’animaux utilisés dans la phase de test d’efficacité biologique.

Procédures

Administration de composés par voie orale, intrapéritonéale, intraveineuse, ou sous cutanée ;10 secondes par administration ; maximum 5 administrations / animal.

Impact sur les animaux

Nous cherchons à déterminer si les produits testés induisent de réactions toxiques pour l’animal à certaines doses. Si c’est le cas, ces nuisances s’exprimeront par : - une perte de poids - des modifications du comportement: . des comportements stéréotypés marqués (animal tournant en rond, se cabrant, agressif) . diminution de la mobilité, prostration . diminution de l’alimentation et du toilettage, voire de l’aspect général de l’animal (pelage sale autour face/ région urogénitale, hirsute) - des effets sur l’activité respiratoire

Devenir

Si une autre étude sur un nouveau composé chimique est prévue dans les 3 semaines suivantes, les animaux pourront être réutilisés, et considérés comme en utilisation continue étant donné qu’ils seront utilisés dans les mêmes procédures. Si une autre étude sur un nouveau biologique est prévue dans les 5 semaines suivantes, les animaux pourront être réutilisés. Si aucune étude n’est planifiée, les animaux seront mis à mort à la fin de l’étude.

Remplacement

Le but de cette étude est de déterminer une activité toxique in vivo et ne peut donc pas être réalisée par d’autres moyens que d’utiliser des animaux vivants. En effet les études de toxicité in vitro sont insuffisantes et un composé peut se révéler toxique chez l’animal à des doses non toxiques in vitro.

Réduction

Le nombre d’animaux utilisés est basé sur les recommandations OCDE, considéré comme suffisant pour conclure (3 animaux par groupe); moins de 3 animaux par étude serait insuffisant. Un animal pourra être utilisé pour une deuxième étude dans les cas suivants : Si une autre étude sur un nouveau composé chimique est prévue dans les 3 semaines suivantes, les animaux pourront être réutilisés. Si une autre étude sur un nouveau composé biologique est prévue dans les 5 semaines suivantes, les animaux pourront être réutilisés.

Raffinement

Voici la liste des points limités : Perte de poids > 15% Changements majeurs : - Diminution marquée de la motilité - Absence d’alimentation et de toilettage - Prostration - Comportements stéréotypés marqués (tourne en rond, se cabre, agressivité) - Recroquevillé - Effets marqués sur la respiration avec détresse respiratoire - Décoloration et fourrure sale autour de la bouche et de la région urogénitale Pour l’administration par voie Intra péritonéale, surveillance au point d’injection. Si un des points limites est observé, l’animal sera mis à mort.

Choix des espèces

L’OCDE recommande d’utiliser des rongeurs pour ce type d’étude. Nous avons choisi les souriscar cela est suffisant dans le cadre de notre projet, les tests d’activité biologique des composés étant réalisés chez la souris. La souris est par ailleurs l'espèce la plus utilisée sur le campus. Nous avons complété cette demande pour le hamster car c'est à priori une autre espèce pour laquelle nous pourrions être sollicité (études SRAS-CoV-2 ou virus de la même famille). Si nous sommes sollicités pour tester des molécules qui vont être étudiées chez d'autres espèces, nous discuterons avec le scientifique de la nécessité de définir la DMT chez cette espèce. Des animaux adultes seront utilisés si les études d’activité biologique seront réalisées chez les adultes ; des jeunes animaux ou des animaux âgés seront utilisés si les études d’activité biologique seront réalisées chez les jeunes ou les animaux âgés respectivement.

52 hamsters dorés vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des injections répétées d'anticorps humains anti-contactine 1, des prélèvements de sang et d'urine et un isolement de quatre heures pour la collecte d'urine, avant prélèvement des reins et des nerfs, pour reproduire une maladie rénale auto-immune. Le porteur indique que les injections peuvent déclencher une atteinte rénale ou neurologique mimant la maladie humaine. Il justifie le choix du hamster par le fait qu'il exprime la contactine dans le rein, à la différence des souris, rats, lapins et cobayes testés, et qu'il est plus facile à élever que le porc.

Objectifs

La polyneuropathie démyélinisante chronique (PIDC) est une maladie auto-immune du système nerveux. Plusieurs cibles de ces anticorps dirigés contre soi ont été découvertes, parmi lesquelles des protéines présentes sur les neurones comme la contactine 1. La survenue concomitante chez certains patients d’une PIDC et d'une maladie auto-immune du rein (GEM : glomérulopathie extramembraneuse), dont l’évolution clinique est variable et peut aller jusqu’à la perte totale de la fonction rénale, est connue de longue date. Ces deux maladies concomitantes ont souvent été décrites mais leur lien n'a jamais été établi dans la bibliographie. Ainsi, la contactine 1 a été identifiée dans des petits amas de vaisseaux sanguins participant à la filtration rénale, puis la présence simultanée des anticorps anti-contactine dans le nerf et dans le rein a été mise en évidence. L’objectif principal de ce projet est de confirmer dans un modèle hamster l'implication des anticorps anti-contactine 1 dans cette maladie rénale via la reproduction de la maladie chez le Hamster mais aussi, à analyser les dysfonctionnements aux niveaux clinique et tissulaire provoqués par les anticorps anti-contactine humains afin de mieux connaitre cette maladie pour pouvoir ensuite adapter le diagnostic et les traitements de cette maladie chez l'homme.

Bénéfices attendus

Cette étude permettra de confirmer l'implication des anticorps anti-contactine et leur lien avec le développement d’une atteinte rénale induisant des modifications biochimiques et histologiques. Ce travail de recherche ouvrira de nouvelles perspectives thérapeutiques dans la prise en charge de la glomérulopathie extramembraneuse ainsi que dans le développement de tests de dépistage et d’évaluation de la maladie si le rôle pathogène des anticorps est confirmé et si leur concentration a une valeur pronostique.

Procédures

Les animaux seront impliqués dans deux procédures distinctes de sévérité modérée qui se dérouleront en plusieurs étapes et sur une durée de 11 jours pour la première procédure et 11 semaines pour la seconde. Concernant la première procédure, une injection d'anticorps dans la circulation sanguine des animaux aura lieu au tout début de l'expérimentation. Des prélèvements sanguin et urinaire auront lieu 3 fois sur la durée des 11 jours d'expérimentation afin de suivre la fonction rénale des animaux. Concernant la seconde procédure, 4 injections d'anticorps sont prévu sur une durée totale d'expérimentation de 11 semaines. Des prélèvements sanguins et urinaires seront réalisés en moyenne deux fois par semaine. Pour les prélèvement urinaires, les animaux seront isolés en moyenne deux fois par semaines pendant 4 heures afin de prélever leurs urines, cela pouvant provoquer du stress et de l'angoisse chez les animaux. Les animaux seront systématiquement anesthésiés avant chaque intervention afin de diminuer leur angoisse et leurs stress. Les injections et prélèvements réalisés ne dureront pas plus de 10 min. Au bout des 11 jours pour la première procédure ou 11 semaines pour la seconde, ou si les animaux montrent des signes de souffrance, les reins et nerfs seront prélevés dans le but d'étudier l'impact que les anticorps ont eu sur les hamsters. Ces prélèvement seront réalisés sous anesthésie et juste avant l'euthanasie des animaux.

Impact sur les animaux

Ppour les prélèvements sanguins les animaux seront anesthésiés donc ils auront un leger stress du à l'injection IP d'anesthésique. Pour les Hamsters ayant reçu des injections d'anticorps anti-contactine1, des nuisances liées à l'apparition d'une maladie rénale et/ou neurologique qui mime la pathologie humaine, peuvent apparaitre.

Devenir

Tous les animaux seront euthanasiés en fin de procédure puisque leurs organes sont nécessaires à l'étude de la pathogénicité des anticorps anti-contactine1.

Remplacement

L’objectif principal de cette étude est de démontrer que l’injection des anticorps anti-contactine1 humains induit chez le Hamster des altérations neurologiques et de la fonction des reins similaires à celles observées chez l’homme. Il n’existe pas de méthode alternative permettant d’atteindre cet objectif.

Réduction

52 animaux seront utilisés pendant 1 an pour cette étude. Le modèle hamster visant à recréer une maladie auto-immune rénale avec des injections d’anti-contactine1 étant unique, il est difficile de prévoir le juste nombre d’animaux nécessaire à cette étude. Le nombre d’animaux a été réduit en veillant toutefois à travailler sur un nombre suffisant pour obtenir une différence statistiquement significative entre les groupes en cas de comparaison. Ainsi, le nombre d’animaux par groupe a été fixé à 4 pour l'étude préliminaire visant à visant à confirmer que les immunoglobulines humaines contenant l’anticorps anti-contactine pourront se fixer sur les reins des hamsters et induire des dépôts immuns. Il y a deux groupe d'animaux pour cette analyse soit 8 animaux. Concernant la seconde partie de l'étude, si l'étude préliminaire est concluante, 4 animaux par groupe seront nécessaires, avec également deux groupes d'animaux, afin de déterminer les doses adéquate d'anticorps à injecter aux animaux. Enfin, 36 animaux seront nécessaire pour l'étude principale qui vise à induire la maladie cliniquement et à évaluer l’atteinte rénale. Les 36 animaux seront réparties dans 3 groupes de 12 animaux qui recevront des injections d'anticorps issues de patients ayant des pathologies nephrotiques et/ou neurologiques différentes.

Raffinement

Nous attachons une importance majeure sur les conditions d’hébergement et la qualité de vie des animaux. C’est pourquoi, une période d'acclimatation d'une semaine sera mise en place à l’arrivée des animaux. Ils seront hébergés en groupe afin de limiter leur stress. Pour les phases d'injections de substances et de prélèvements, une anesthésie sera réalisée afin de prévenir la souffrance et l’angoisse de l’animal. Lors des quelques gestes possiblement douloureux, un antidouleur sera administré à l’animal. Dans le but de préserver le bien-être des animaux, nous avons prévu de mettre en place des critères d’interruption des interventions expérimentales basées sur des paramètres mesurables non invasifs.

Choix des espèces

Nous avons préalablement recherché in vitro la contactine dans les reins des animaux utilisés en routine dans les animaleries souris, rats, lapins et cochons d’Inde mais aucun d’entre eux n’exprime la contactine dans le rein. Seul le Hamster et le porc expriment cette protéine dans leur reins. Notre choix s'est ensuite porté sur le modèle Hamster car plus facile à élever. Les animaux sont choisis au terme du post-sevrage à l'âge de 10-14 semaines, pour des raisons techniques (poids entre 100-120g), permettant des groupes homogènes.