Rongeurs

Opérées pour une dénervation musculaire, parfois alors qu'elles sont gestantes, 1 048 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes mises à mort pour l'analyse de leurs tissus. Les animaux subissent des injections, des chirurgies sous anesthésie, des tests comportementaux d'une heure, un électromyogramme et une mesure de force, la chirurgie pouvant provoquer douleurs, infection et boiterie. Le projet étudie la jonction entre le nerf et le muscle, en vue de comprendre des maladies neuromusculaires rares comme les syndromes myasthéniques congénitaux. Le porteur décrit ces syndromes comme touchant une personne sur 250 000, situant le bénéfice attendu à distance de l'atteinte infligée.

Objectifs

La jonction neuromusculaire (JNM) est la zone de contact entre les neurones moteurs et les muscles striés squelettiques qu'ils innervent. Cette synapse est responsable de l'initiation et du contrôle du mouvement. Le dysfonctionnement de cette synapse entraîne un défaut de la transmission nerf muscle, avec des conséquences dramatiques sur notre capacité à contracter nos muscles, à nous mouvoir ou tout simplement à respirer. Décrypter comment la JNM acquiert sa morphologie complexe et régule sa communication nerf/muscle au cours du développement embryonnaire et tout au long de la vie est essentiel pour comprendre comment le système nerveux fournit le lien entre les pensées et les actions, en relayant des messages qui voyagent si vite que nous ne les remarquons même pas. Compte tenu de la complexité de ces connexions spécifiques, même des défauts subtils dans les événements moléculaires entraînant l'attachement nerf muscle sont à la base d'un large éventail de troubles neurodéveloppementaux affectant en particulier le système neuromusculaire. Par conséquent, l'étude des mécanismes moléculaires qui sous-tendent la formation et la maintenance de la JNM est essentielle pour comprendre les mécanismes impliqués et restaurer une connectivité synaptique appropriée dans les pathologies de la JNM.

Bénéfices attendus

Les bénéfices de ce projet vont de l’élucidation, in vivo, des mécanismes moléculaires physiopathologiques qui sous-tendent la formation et la maintenance de la jonction neuromusculaire (JNM) chez les mammifères, jusqu’à la création d’une base solide pour le développement d’essais cliniques chez des patients atteints de certaines pathologies neuromusculaires comme par exemple les syndromes myasthéniques congénitaux (SMC). Les SMC sont des maladies rares (1 personne sur 250 000) causées par la mutation d'un ou plusieurs gènes impliqués dans la formation et la maintenance de la jonction neuromusculaire.

Procédures

Au cours du projet, une partie des animaux recevront des injections non répétées apres anesthésie (générale et locale) et analgésie. Des femelles gestantes subiront une procédure chirurgicale anesthésie et analgésie (générale et locale) suivie d'une injection non répétée pour une durée de 10 minutes par animal. L'ensemble des animaux du projet effectueront tests comportementaux totalisant une durée d'une heure de tests par animal. De plus, un électromyogramme unique d'une durée de 10 minutes sera réalisé sur animaux anesthésiés et analgésiés. Enfin l'ensemble des animaux du projet subiront un test de mesure de force (10 minutes) apres anesthésie et analgésie de l'animal et sera ensuite euthanasié. Une autre parti des animaux subira une procédure chirurgicale apres anesthésie et analgésie (générale et locale) d'une durée de 20 minutes maximum par animal. A la fin de le période de maintien, les animaux seront euthanasiés pour des prévelement tissulaires suivis d'analyses cellulaires et moléculaires.

Impact sur les animaux

Les expérimentations réalisées sur les animaux nécessitent leur manipulation (injections, tests comportementaux), ce qui engendre un stress de courte durée pour l’animal. Les injections et éléctromyogrammes peuvent induire une douleur locale également de courte durée. Les différentes anesthésies réalisées peuvent entraîner une baisse de la thermorégulation et, dans de rares cas, une détresse cardiorespiratoire. La chirurgie visant une dénervation musculaire peut engendrer des douleurs, des risques d’infection postopératoire ainsi qu’une boiterie.

Devenir

L'euthanasie est, dans ce projet, strictement nécessaire pour l'analyse phénotypique au niveau cellulaire et moléculaire des animaux impliqués et est réalisée selon des méthodes réglementaires.

Remplacement

L'étude de la formation et de la maintenance de la jonction neuromusculaire (JNM) est un processus complexe incluant pléthore d'acteurs cellulaires et moléculaires ne pouvant pas être modélisés in vitro. La qualité de la mise en place de la jonction neuromusculaire et de sa maintenance a des conséquences physiologiques qui nécessitent l’analyse de paramètres physiques, moteurs, propres aux animaux vivants. Cependant, une partie des études in vivo est complétée par des méthodes de (co-)culture cellulaire cherchant à mimer le développement de la JNM dans le but d'évaluer le rôle d'acteurs moléculaires sur celui-ci.

Réduction

Au total, 1048 animaux sont impliqués. Ce nombre est calculé et strictement limité afin d'avoir une puissance statistique suffisante permettant de montrer la significativité d'une différence lorsque celle-ci existe et d'obtenir des résultats fiables. Le calcul de puissance est réalisé avec un logiciel statistique dédié à cet effet. Par ailleurs, diverses cultures et co-cultures cellulaires sont mises en œuvre afin de limiter au maximum l’utilisation d’animaux.

Raffinement

Les conditions d’hébergement sont conformes à la réglementation. Les animaux sont hébergés avec leurs congénères (l’hébergement individuel étant limité au maximum) en portoirs ventilés, avec un système d’abreuvement automatique et un accès ilimité à la nourriture et à l’eau. Le milieu est enrichi avec au moins deux enrichissements, et les animaux sont vérifiés quotidiennement. Le projet a été conçu de manière à permettre une interprétation fiable des résultats dans le respect du bien-être animal. Les études comportementales reposent sur les comportements spontanés propres aux animaux. L’évaluation motrice est réalisée après différentes phases d’habituation (à l’expérimentateur et aux tests), permettant de minimiser le stress associé aux manipulations répétées. La majorité des actes techniques sont réalisés sous anesthésie et analgésie. Pour les chirurgies, une analgésie post opératoire sera également mise en place. Ainsi, la douleur et le stress sont limités grâce à des soins adaptés et une surveillance attentive, accompagnée de points limites suffisamment prédictifs et précoces. Le protocole mis en place est optimisé pour respecter le bien-être des animaux et pour réduire la durée de l’expérimentation au minimum.

Choix des espèces

Le développement des techniques d’imagerie et de transgénèse chez la souris rend cet animal le plus adapté à l’identification et à l’étude de nouvelles molécules impliquées dans la formation et la maintenance de la jonction neuromusculaire (JNM). Les animaux sont des souris agées de 20 à 180 jours pour les études comportementales et l’analyse des étapes de maintenance de la JNM.

116 souris génétiquement modifiées vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes mises à mort pour un prélèvement terminal des organes. Placées sous un régime très enrichi en phosphore pendant cinq à dix jours, elles peuvent perdre 10 à 20 % de leur poids, une perte de 20 % déclenchant la mise à mort. Le projet vise à comprendre comment le phosphate provoque des calcifications des artères chez les personnes en insuffisance rénale chronique. Le porteur justifie le recours à l'animal entier par le caractère systémique de la maladie et fonde l'effectif sur son expérience passée plutôt que sur un calcul statistique.

Objectifs

Un taux élevé de phosphate (Pi) sérique est associé au développement de calcifications vasculaires (CV) chez les personnes atteintes de maladie rénale chronique (MRC). En effet, la MRC aboutit à une augmentation de la concentration de Pi qui déclenche la calcification de la paroi artérielle, ce qui entraîne une rigidification du système artériel et contribue au développement des maladies cardiovasculaires. Bien que le rôle des niveaux élevés de Pi dans le développement des CV soit largement reconnu, son mode d'action est encore inconnu et ne peut donc pas être ciblé de manière appropriée. L'objectif de ce projet est de découvrir les mécanismes d'action du Pi qui entraînent le développement des CV dans le contexte de la MRC, et d'identifier des cibles thérapeutiques capables de contrecarrer ses effets délétères. Pour comprendre le rôle du Pi dans les CV, nous travaillons sur une protéine dont le rôle est de transporter le Pi et de ressentir les variations de concentration extracellulaire de Pi. Notre objectif est d’évaluer les effets de la diminution d’expression de cette protéine, dans l’apparition des CV en contexte de maladie rénale. Pour cela, nous utiliserons un modèle de maladie rénale chez la souris. Pour la réalisation de ce projet, 116 souris au maximum seront utilisées.

Bénéfices attendus

La compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires de l’action du phosphate dans l’apparition des calcifications vasculaires pourra servir à l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques.

Procédures

micro-prélèvements sanguins (au maximum 2 fois) - mise sous régime très enrichi en phosphore (pendant 5 ou 10 jours)

Impact sur les animaux

Les micro-prélèvements sanguins peuvent générer un stress et une douleur de classe légère. Le régime très enrichi en phosphore peut ne pas être bien toléré par les animaux, pouvant parfois aboutir à une perte de poids d’environ 10-20%.

Devenir

Les animaux sont mis à mort pour prélèvement terminal pour des analyses sur organes d’intérêt.

Remplacement

S’agissant d’une maladie systémique (insuffisance rénale), l’expérimentation sur animal entier est indispensable pour évaluer le rôle des différents organes impliqués dans cette pathologie

Réduction

Le nombre d’animaux nécessaire pour cette étude (116 souris) a été calculé sur la base de notre expérience antérieure, nos discussions avec d’autres laboratoires utilisant ce modèle et sur la littérature. Nous allons commencer le projet par une expérience pilote en vérifiant l’apparition des calcifications vasculaires et en apportant des améliorations si nécessaire.

Raffinement

Un suivi quotidien du poids des souris sera effectué. Points limites définis : 1) 10% perte de poids, 2) Perte de poids supérieure à 20% du poids initial ; 3) Posture de prostration. Pendant le suivi quotidien du poids de la souris, si une baisse de 10% du poids initial est observé (#1), les animaux seront suivis attentivement pendant 24h supplémentaires puis transférés sur un régime alimentaire standard. Si leur état ne s’améliore pas et en cas d’atteinte des points limites (#2, 3), les animaux seront mis à mort.

Choix des espèces

Nous nous intéressons au rôle d'une protéine transporteur de phosphate dans l’apparition des calcifications vasculaires en contexte de maladie rénale. L’utilisation de la souris génétiquement modifiée permet d’identifier le rôle de cette protéine dans un organisme entier. Les animaux seront des adultes âgés de 12-20 semaines.

Tester si un extrait de larves de vers de farine calme l'anxiété de souris soumises à des changements de gravité, tel est l'objet de ce projet qui utilise 75 souris dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Les animaux subissent des gavages ou des injections, trois tests comportementaux, puis une session en manège tournant allant de dix minutes à trois semaines, un stress inspiré de celui des astronautes. Toutes sont mises à mort pour doser des marqueurs d'anxiété dans leurs tissus. Le porteur admet n'attendre que des effets anxiolytiques "légers", ce qui interroge l'ampleur du bénéfice mis en regard de trois semaines d'hypergravité.

Objectifs

Plusieurs extraits de protéines obtenus à partir d’animaux (lait de vache, têtes de saumon, larves de vers de farine) sont intéressants pour diminuer l’anxiété. Ce projet fait suite à une étude précédente qui a permis d’identifier que des protéines issues de larves de vers de farine possède une action de calmant naturel contre l’anxiété. Parmi six extraits différents, l’extrait complet (appelé «Fraction Totale») réduisait le plus efficacement les signes d’anxiété après ingestion chez des souris. La nouvelle étude a pour objectifs principaux d’explorer l’effet préventif et/ou curatif de cet extrait : voir s’il peut aider les souris à mieux gérer le stress soit avant (préventif), soit après (curatif) une exposition à des situations stressantes générées par des changements de gravité. Ces situations de stress sont inspirées de celles que subissent les astronautes.

Bénéfices attendus

Puisque cet extrait réduit l’anxiété, nous souhaitons savoir s’il sera assez puissant pour contrer les effets négatifs provoqué par une simulation de décollage ou de modification de la gravité sur une durée de 3 semaines, deux situations anxiogènes rencontrées par les astronautes. La prise préventive et curative chronique d’extraits anxiolytiques de vers de farine pourrait être une contre-mesure potentielle à cette élévation de l’anxiété.

Procédures

Les animaux subiront, selon le groupe dans lequel ils seront placés : - 2 gavages plus 3 tests comportementaux simples de 5 minutes chacun, ainsi que (1) une session d’accélération puis de décélération en manège tournant d’une durée totale de 10 minutes, ou bien (2) une session de 3 semaines en manège tournant. - Ou 3 injections de calmant plus 3 tests comportementaux simples de 5 minutes chacun ainsi que (1) une session d’accélération puis de décélération en manège tournant d’une durée totale de 10 minutes, ou bien (2) une session de 3 semaines en manège tournant.

Impact sur les animaux

Les animaux subiront un stress léger de 30 secondes lors des administrations par gavages (2 fois pour certains groupes) ou injections (3 fois pour d’autres groupes). Tous les animaux réaliseront 3 tests comportementaux pouvant induire un léger stress de 5 minutes chacun. Trois groupes d’animaux subiront un stress modéré engendré par une session d’accélération puis de décélération en manège tournant d’une durée totale de 10 minutes. Deux autres groupes d’animaux subiront un stress modéré engendré par une session de 3 semaines en manège tournant. Dans les 2 cas, une augmentation de l’état anxieux des animaux sera attendue.

Devenir

Les animaux seront mis à mort afin de procéder à des prélèvements pour des dosages de marqueurs d’anxiété permettant de compléter et de consolider les résultats issus des tests comportementaux.

Remplacement

Il n’existe pas à ce jour de méthodes alternatives permettant de reproduire la complexité des phénomènes générés par un changement de gravité chez un organisme, particulièrement lorsque son système nerveux est sous l’influence d’un mélange complexe de composés actifs issus de la digestion d’un aliment. La multitude de paramètres et de facteurs engagés dans cette étude implique l’utilisation de souris en tant qu’organismes complets, dont les actions comportementales dans les divers tests impliqués seront des réponses globales et donc pertinentes quant aux interprétations des résultats dans la problématique des futurs voyages spatiaux.

Réduction

Sur le plan statistique, nous avons fait des simulations à l’avance grâce à un logiciel spécialisé, sur la base des résultats de nos précédentes études ayant montré un effet fort de l’hypergravité sur le niveau d’anxiété des souris, avec persistance de l’anxiété au moins 2 semaines après la fin du stress. On peut s’attendre à ce que les extraits de vers de farine montrent des effets anxiolytiques légers dans ce type de stress. Ainsi, des effectifs de n=15 souris par groupe expérimental sont requis pour permettre la comparaison statistique.

Raffinement

Les tests comportementaux seront réalisés sur une période limitée à 5 minutes par animal. Les administrations par gavage ou injection seront réalisées par le référent de ces gestes au sein de la structure, validé par notre vétérinaire. Tout au long du déroulement de ce projet, une observation quotidienne des souris sera réalisée et ce, même lorsque les souris seront en hypergravité pour 3 semaines, grâce à des caméras présentes dans le manège tournant. Une roue d’activité sera placée dans les cages afin d’enrichir l’environnement. Ainsi, les animaux seront surveillés plusieurs fois par jour, y compris le week-end. Cette surveillance permettra de repérer à la fois des signes indirects d’anxiété et de mal-être. Des points limites adaptés ont été définis.

Choix des espèces

Le modèle souris, particulièrement bien connu dans l'étude du comportement animal, est fréquemment utilisé lorsqu'on cherche à caractériser les effets d'un médicament agissant contre l’anxiété. De plus, nos précédents travaux concernant les effets du changement de gravité ont été réalisées avec ce modèle : souris âgées de 8 semaines au moment du premier test comportemental.

Gavées ou perfusées jusqu'à six heures avec des composés à tester, 1 800 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes mises à mort après un prélèvement sanguin terminal et une nécropsie. Le projet mesure la tolérance de produits d'un commanditaire avant leurs études d'efficacité, en identifiant les doses qui déclenchent apathie, convulsions ou perte de poids d'au moins 20 %, seuil à partir duquel l'animal est tué. Le porteur présente un cathéter implanté dans la jugulaire comme un gain de "bien-être" qui évite six heures de contention, une contrainte que le protocole crée lui-même. Il conclut que la souris reste "indispensable" faute de modèle in vitro reproduisant un "organisme entier".

Objectifs

Ce projet vise à évaluer la tolérabilité de produits administrés par voie orale et intraveineuse chez la souris, en administration aiguë et répétée. L'objectif est de déterminer les effets potentiels sur les paramètres cliniques, le comportement, la mortalité, et les organes cibles, afin de garantir la sécurité des composés avant leur développement.

Bénéfices attendus

Ce projet vise à sécuriser les études d’efficacité en amont, en évaluant la tolérabilité des produits testés chez la souris, en administration aiguë et répétée. Lors de ces études, il est essentiel de s’assurer que les doses administrées ne génèrent pas d’effets indésirables non anticipés. L’objectif est de mieux cibler les plages de doses à utiliser dans les protocoles d’efficacité, en identifiant les seuils de tolérance et les éventuelles toxicités liées à la formulation ou à la voie d’administration. Cette approche permet d’éviter l’exposition inutile des animaux à des doses potentiellement délétères, tout en garantissant la robustesse des résultats obtenus dans les études suivantes. Les données générées permettront également d’optimiser les plans expérimentaux, de réduire les risques d’échec liés à une mauvaise tolérabilité, et de renforcer la qualité des dossiers réglementaires associés au développement des produits. Justification scientifique et éthique de l’usage du VAB : L’utilisation du VAB permet une administration intraveineuse sans contention physique prolongée. En méthode traditionnelle, les animaux doivent être maintenus dans un tunnel de contention pendant au maximum 6 heures, ce qui génère un stress important. Ce stress est d’autant plus problématique dans les protocoles à administration répétée, où il serait réitéré plusieurs fois. Avec le VAB, les animaux restent libres de leurs mouvements, ce qui réduit significativement le stress et améliore leur bien-être. Cette approche est donc scientifiquement pertinente pour garantir des données fiables, et éthiquement justifiée pour respecter les principes du raffinement dans l’expérimentation animale.

Procédures

Dans le cadre des administrations intraveineuses, deux modalités sont envisagées : Administration aiguë : chaque injection est réalisée sur un animal vigile après passage dans une enceinte thermostatée à 38°C avec une durée maximale de 15 minutes, la durée de l'administration est courte, généralement comprise entre 5 et 10 secondes. Perfusion lente : l’administration est réalisée sur animaux implantés , qui leur permettent d'avoir une totale liberté de mouvement, elle peut durer jusqu’à 6 heures. Pour les procédures par gavage, les administrations sont brèves, inférieures à 10 secondes. Fin de procédure : À l’issue des expérimentations, les animaux seront anesthésiés profondément. Un prélèvement sanguin terminal sera alors réalisé, suivi d’une euthanasie sans réveil, conformément aux recommandations éthiques et réglementaires en vigueur.

Impact sur les animaux

Les études de tolérabilité visent à identifier les effets délétères liés à l’administration de composés, immédiats ou après expositions répétées. Bien que supposés bien tolérés, certains effets peuvent survenir selon la dose, la formulation ou la voie d’administration. Les injections IV peuvent provoquer des réactions locales (érythème, œdème, hématome, croûte), notamment en cas d’irritation liée au véhicule. Les administrations orales peuvent entraîner des troubles digestifs, une baisse de consommation alimentaire ou une perte de poids. Ces effets seront surveillés quotidiennement. Le traitement est interrompu en cas de signes cliniques sévères : apathie, prostration, yeux fermés, décubitus latéral, piloérection, tremblements, convulsions, œdème sévère, perte de poids ≥ 20 %, ou absence d’alimentation (liste non exhaustive). Ces critères permettent de limiter la douleur sans compromettre les résultats. Lors d’administrations répétées, l’évolution clinique sera suivie avec attention. Une adaptation des doses ou de la durée pourra être envisagée en cas de toxicité. Les injections seront réalisées dans les règles de l'art. La couleur de la peau (pâleur) et le comportement seront observés le lendemain pour détecter toute atteinte physiologique. Afin de faciliter l’injection IV et éviter le passage en périveineux, les animaux sont placés au maximum 15 minutes dans une enceinte thermostatée à 38°C. Chez les animaux porteurs de VAB implantés à la veine jugulaire, des effets indésirables spécifiques peuvent apparaître : réactions locales (érythème, œdème, croûtes, hématomes), gêne ou douleur à la manipulation, risque d’infection ou de déplacement du dispositif. Une surveillance renforcée est mise en place : inspection du site, suivi du comportement et de l’état général, mesures d’hygiène strictes. Toute anomalie est évaluée par le porteur de projet ou le personnel du bien-être animal, et peut conduire au retrait de l’animal de l’étude.

Devenir

À l’issue de chaque procédure, les animaux seront mis à mort de manière éthique et réglementaire, après un prélèvement sanguin terminal réalisé sous anesthésie profonde. Ce prélèvement a pour objectif de détecter d’éventuels effets indésirables ou toxiques du composé testé, notamment par l’analyse de biomarqueurs spécifiques. Par ailleurs, une nécropsie sera systématiquement effectuée afin d’identifier, par observation macroscopique, d’éventuelles altérations des organes cibles, permettant ainsi une évaluation complète de l’impact du traitement.

Remplacement

Avant toute expérimentation in vivo, plusieurs tests de toxicité cellulaire sont réalisés afin d’évaluer la cytotoxicité, les effets mutagènes et les interactions métaboliques des composés. Ces tests permettent d’éliminer les produits les plus toxiques et d’éviter des expositions trop fortes ou inappropriées chez l’animal. Cependant, malgré leur utilité, ces modèles in vitro présentent des limites importantes. Ils ne permettent pas de reproduire les interactions complexes d’un organisme entier, notamment les effets systémiques, les réactions immunitaires, les compensations physiologiques ou les effets secondaires liés à la voie d’administration. De plus, certains effets indésirables ne se manifestent qu’en contexte multi-organes ou après plusieurs jours d’exposition. C’est pourquoi l’expérimentation animale reste indispensable pour confirmer la tolérabilité des produits dans des conditions proches de leur usage clinique. Les études in vivo permettent de valider les doses sûres, d’identifier les seuils de toxicité, et de garantir la sécurité des protocoles d’efficacité à venir.

Réduction

Les études de tolérabilité sont conçues pour être réalisées sur un nombre restreint d’animaux, tout en permettant une évaluation fiable des effets potentiels des produits testés. Chaque protocole est optimisé pour limiter les effectifs tout en assurant la détection des signes de toxicité, qu’ils soient liés à la dose, à la formulation ou à la voie d’administration. Ces études préalables permettent d’éviter l’administration de doses potentiellement toxiques dans les protocoles d’efficacité, qui mobilisent un nombre d’animaux plus important. En ciblant précisément les plages de tolérance, elles contribuent à réduire significativement le nombre total d’animaux utilisés dans l’ensemble du programme de recherche. Cette approche est pleinement conforme au principe de réduction des 3R, en évitant les expositions inutiles, les traitements non pertinents, et en affinant les plans expérimentaux grâce aux données obtenues. Les effectifs sont définis à partir de données bibliographiques, de tests in vitro, et d’études pilotes, permettant le calcul de puissance statistique et l’ajustement des groupes en fonction de la réponse observée.

Raffinement

Les études de tolérabilité ont été conçues pour limiter au maximum les nuisances potentielles tout en garantissant la qualité des observations. Contrairement aux modèles pathologiques, les produits testés dans ce protocole ne sont pas censés induire de symptômes sévères. Toutefois, des effets liés à la formulation, à la voie d’administration ou à la dose peuvent survenir et seront surveillés avec attention. Ces signes sont considérés comme des atteintes de points limites et entraînent la mise à mort éthique de l’animal concerné, ainsi qu’un réajustement des paramètres expérimentaux (dose, durée, formulation). Les procédures sont réalisées avec un hébergement adapté au bien-être des animaux, incluant un enrichissement du milieu (igloos, éléments de nidification, bois à ronger). Les injections intraveineuses sont réalisées dans les règles de l’art,avec application de lidocaïne au niveau du site d'injection, afin d’éviter les réactions locales ou les erreurs techniques. Les observations sont renforcées dans les heures suivant l’administration, et une attention particulière est portée à la couleur de la peau et au comportement des animaux. Le prélèvement de sang terminal et la mise à mort des animaux seront réalisés sous anesthésie à l'isoflurane. Ce niveau de raffinement permet de garantir une expérimentation respectueuse, conforme aux exigences réglementaires et éthiques, tout en assurant la fiabilité des données générées.

Choix des espèces

Sur la base de la littérature scientifique, aucun modèle invertébré ne permet à ce jour de reproduire de manière fiable les mécanismes physiopathologiques ciblés par nos produits, notamment ceux liés à des atteintes systémiques ou métaboliques. Les modèles murins, tels que le rat et la souris, présentent une homologie génétique d’environ 90 % avec l’humain, ce qui en fait des espèces de choix dans les études pharmacologiques. Le choix d’utiliser à la fois le rat et la souris repose sur le fait que nos modèles d’efficacité ont été développés spécifiquement dans l’une ou l’autre de ces espèces. Il est donc pertinent, avant de procéder aux tests d’efficacité, de vérifier la tolérabilité des produits dans l’espèce concernée par le modèle utilisé.Le test de tolérabilité chez le rat fait l'objet d'une autorisation indépendante de celle-ci. La présente autorisation porte sur le modèle souris. Les animaux utilisés dans ce projet seront des individus jeunes adultes, âgés de 8 à 10 semaines. Ce stade de développement est choisi car il correspond à une période où les animaux sont suffisamment matures sur le plan immunologique et physiologique, tout en étant encore dans une phase de stabilité métabolique. Cela permet d’obtenir des données fiables et reproductibles sur la tolérabilité des composés testés, tout en limitant les biais liés à l’âge ou au développement.

Entretenir une lignée de souris atteintes de dystrophie musculaire de Duchenne, tel est l'objet de ce projet qui prévoit d'élever 3 864 souris dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Ces animaux portent une maladie génétique qui dégrade leurs muscles, avec des douleurs musculaires dès trois semaines de vie, une faiblesse, puis des difficultés à se déplacer en fin de vie. Les trios reproducteurs sont mis à mort à dix mois ou après dix à douze portées, et la plupart des petits partent vers d'autres protocoles expérimentaux. Le porteur décrit le modèle comme "indispensable" pour tester des thérapies dont les bénéfices, de son propre aveu, dépendront des projets à venir.

Objectifs

La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une maladie génétique à transmission récessive liée au chromosome X due à l’absence de la protéine dystrophine. Cette maladie entraîne une dégénérescence de l’ensemble des muscles (squelettique, cardiaque ou lisse), une inflammation, de la fibrose et une perte de masse et de force musculaire. L’utilisation de modèles murins de la DMD est indispensable pour mieux comprendre l’évolution de la maladie et pour tester les thérapies que nous développons. L’objectif de ce projet est donc la génération, le maintien et l’entretien d’une lignée de souris dystrophiques.

Bénéfices attendus

L'objectif est d'identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques pour la Dystrophie musculaire de Duchenne. Les bénéfices attendus dépendront du projet dans lesquels seront utilisés ces animaux. A long terme, l’utilisation des ces souris a pour vocation l’identification de nouvelles thérapies utilisables chez les patients ou permettra de décrypter des mécanismes essentiels pour l’optimisation de ces thérapies.

Procédures

Seul le phénotype dommageable justifie cette demande. Les animaux générés dans cet élevage seront ensuite inclus dans d'autres projets dans lesquels nous indiquerons les interventions potentielles.

Impact sur les animaux

Les souris dystrophiques présentent une atteinte des muscles squelettiques, du diaphragme et du cœur. Elles ont une importante faiblesse musculaire, de l’inflammation, de la fibrose et de l’infiltration de tissu adipeux. Ces animaux peuvent donc ressentir des douleurs musculaires et présenter des difficultés à se déplacer en fin de vie. Les souris de cette lignée peuvent ressentir des douleurs musculaires au moment de la crise aigue de nécrose-régénération à partir de l’âge de 3 semaines de vie et une faiblesse musculaire. De plus, ces animaux peuvent présenter un phénotype anxieux et des problèmes d'audition à partir de 5 mois de vie.

Devenir

Les trios reproducteurs seront euthanasiés lorsqu’ils auront atteints l’âge de 10 mois et/ou lorsqu'on aura atteint 10 à 12 portées par trio. Des animaux en élevage seront utilisés pour des prélèvements après euthanasie. Enfin, la plupart des animaux issus de l’élevage seront utilisés dans des procédures expérimentales.

Remplacement

Le but de nos projets est l’identification d’une possible stratégie thérapeutique pour le maintien de l’intégrité musculaire dans le muscle dystrophique. L’utilisation d’un modèle murin de la dystrophie musculaire de Duchenne est indispensable car les modèles in vitro ne peuvent rendre compte de la dégénerescence progressive observée au cours de cette maladie ni de bénéfices fonctionnels comme l’augmentation de la force musculaire. Néanmoins, autant que possible et si la question posée peut être résolue ainsi, des expériences in vitro avec des lignées cellulaires seront réalisées pour limiter au maximum le recours à l'utilisation de souris.

Réduction

Les protocoles expérimentaux des projets seront rigoureusement élaborés et réfléchis en avance pour que les expériences soient interprétables et pour éviter de les répéter. Afin de réduire le nombre d'animaux générés dans ces élevages, le pilotage de l’élevage sera réalisée de manière groupé pour permettre de mutualiser nos besoins de lots expérimentaux, d’anticiper le nombre d’animaux nécessaires et donc de limiter le nombre d’animaux produits mais non utilisés. Nous contrôlerons le nombre d'accouplements afin de ne pas générer d'excédent de stock en fonction des projets en cours autorisés. En tenant compte de la productivité moyenne observée pour cette lignée (fertilité, taille des portées et survie des petits), nous savons que nous aurons besoin d’un maximum de 8 trios (2 femelles et 1 mâle) en continu pour entretenir la lignée et générer les lots expérimentaux nécessaires. Nous estimons qu’au cours des 5 ans, nous aurons besoin de 24 géniteurs au départ (16 femelles et 8 mâles), qui seront remplacés à l'âge de 10 mois. Et nous génèrerons 3840 animaux soit un total de 3864 animaux. Comme il s’agit d’un projet ne décrivant que de l’élevage, nous ne réaliserons pas de tests statistiques. Ils seront réalisés dans les projets expérimentaux.

Raffinement

Les conditions d’hébergement et l’enrichissement du milieu sont gérés par l’animalerie. Les animaux seront stabulés en portoirs ventilés avec eau et nourriture ad libitum. La température et l’hygrométrie seront contrôlées et monitorées. Le cycle d’éclairage est de 12h par jour (6h-18h).Les animaliers procèdent à un contrôle quotidien des cages et un changement régulier sous hotte aspirante. Les animaux sont maintenus sous un statut sanitaire (exempte de pathogènes et d'opportunistes, tout le matériel est stérilisé par autoclavage (enrichissement, cages) et l'eau est osmosée. L’enrichissement du milieu consiste en l’ajout de cocoon et de huttes en carton afin que les souris puissent faire un nid ainsi que la présence de croquettes au fond de la cage. Les animaux en accouplement sont 3 par cage et après le sevrage, les petits seront 5 par cage maximum et l'hébergement individuel est évité. Cependant il est possible que certains animaux se retrouvent hébergés individuellement de manière imprévue (seul mâle d’une portée, agression entre congénères, dernier animal dans la cage..). Dans ce cas, l’animal bénéficiera d’un enrichissement supplémentaire dans sa cage. Enfin, si nécessaire, la nourriture pourra être mise à disposition sur le plancher de la cage ou en bouillie dans des coupelles. Les animaux seront ensuite suivis quotidiennement afin de relever le moindre signe de souffrance. Nous mettrons en place des points limites adaptés, suffisamment prédictifs et précoces pour permettre de limiter la douleur à son minimum.

Choix des espèces

La souris est l’espèce de choix pour la caractérisation de l’homéostasie musculaire. Cette espèce permet de combiner les études moléculaires et fonctionnelles du muscle squelettique. Le modèle de souris dystrophique utilisé dans ce projet est très couramment utilisé pour étudier l’évolution de la Dystrophie musculaire de Duchenne et pour tester l’efficacité des différentes thérapies. Pour les accouplements, nous utiliserons des animaux âgés de 2 à 10 mois, période au cours de laquelle les animaux sont les plus fertiles.

Pour mesurer le rôle d'un facteur de transcription dans les lymphocytes T, 131 souris vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes mises à mort pour prélèvement des tumeurs, de la rate et des ganglions. Les animaux reçoivent une greffe de cellules de mélanome ou de cancer du côlon sur le flanc, puis des injections de médicaments et de lymphocytes, la tumeur pouvant provoquer une douleur modérée et parfois nécroser. Les retombées décrites relèvent de l'espoir, le porteur indiquant qu'il "pourrait" mettre en évidence un biomarqueur de réponse aux immunothérapies. Les procédures suivantes ne seront menées que si la première donne des résultats significatifs.

Objectifs

Malgré l’avancée révolutionnaire que constituent les immunothérapies du cancer, seule une partie des patients en bénéficie de façon durable. Notre projet vise à comprendre le rôle d’une protéine exprimée par les cellules immunitaires, dans la progression du cancer et la réponse aux immunothérapies. L’objectif principal est de décrire l’impact et les mécanismes de l’inhibition de cette protéine dans des modèles de mélanome et de cancer du colon chez la souris. Nous testerons aussi l’amélioration de la réponse aux immunothérapies induite par la sur-expression de notre protéine d’intérêt.

Bénéfices attendus

D’un point de vue fondamental, nous pourrions mettre en évidence une protéine régulant l’activité des globules blancs dans la tumeur. Au point de vue translationnel, nous espérons mettre en évidence notre protéine comme un biomarqueur de réponse aux immunothérapies et comme une cible potentielle d’immunothérapie.

Procédures

- Rasage du flanc des souris sous anesthésie (1x 2 minutes/souris) - Injection sous-cutanée dans le flanc de cellules tumorales, sous anesthésie (1x 2 minute/souris) – Injections intrapéritonéales de médicaments (2 ou 3x 5 secondes/souris) – Injection intraveineuse sous anesthésie gazeuse, de lymphocytes (1x 2 minutes/souris)- Pesées (30 secondes, une fois par semaine) – Mesure des volumes tumoraux (30 secondes, 3 fois par semaine)

Impact sur les animaux

L’évaluation des volumes tumoraux et les pesées nécessitent une contention de quelques secondes, pouvant engendrer un stress léger. Les injections peuvent entraîner des douleurs courtes au site d'injection au niveau de l'abdomen pour l'administration des traitements, et sur le flanc pour l'injection des cellules tumorales. -La progression des tumeurs sur le flanc des souris peut induire une douleur modérée. Dans de très rares cas, les tumeurs peuvent nécroser.

Devenir

Afin d’effectuer des analyses sur les tumeurs, rates et ganglions lymphatiques, les souris seront mises à mort et ces tissus seront prélevés pour analyse.

Remplacement

Nous avons effectué une série d’expériences in vitro et d’analyses in silico pour établir le rôle de notre protéine d’intérêt dans la réponse immunitaire contre la tumeur, et pour dresser des hypothèses de mécanisme. Néanmoins à notre connaissance, et malgré les progrès récents dans les domaines de la culture cellulaire et de l’informatique, les interactions entre les cellules tumorales, immunitaires et leur microenvironnement, ne peuvent actuellement pas être remplacées par des systèmes in vitro fiables.

Réduction

Le nombre de souris par groupe a été défini à minima afin de permettre une analyse statistique des résultats. Notre analyse statistique a priori se base sur des données bien établies de la littérature. Les procédures 2, 4 et 5 ne seront effectuées que si la procédure 1 donne des résultats significatifs.

Raffinement

Les protocoles que nous suivrons sont bien établis pour réduire au maximum la douleur et l’angoisse. De plus un suivi adapté des points limites précoces et prédictifs (3 fois par semaine), et la manipulation des animaux par des personnes compétentes, permettent de limiter la douleur ou souffrance des souris. Le rasage et les injections sous-cutanées et intra-veineuses seront faites sous anesthésie gazeuse. Un anesthésique local sera appliqué avant les injections intra-veineuses. Pour garantir le bien-être animal, un enrichissement (morceaux de coton, tunnel en carton, morceaux de bois) est ajouté à chaque cage. En cas d’altération du bien être ou de perte de poids limitée, de la nourriture liquide et de l’eau gélifiée pourront être utilisés. En cas de douleur détectable, un analgésique sera administré.

Choix des espèces

Le choix de l’expérimentation sur la souris est justifié par l’existence de différents modèles de mélanomes, de souris transgéniques, et de protocoles bien établis dans la littérature, nous permettant de mesurer le rôle de la molécule d’intérêt dans l’efficacité des immunothérapies. Les méthodes de scoring et les points limites sont également très bien établis. Les souris seront âgées de 7 à 10 semaines, ce qui correspond à un état de maturité du système immunitaire. Les animaux seront distribués à 50/50 entre mâles et femelles, sauf dans une procédure où seules des femelles seront utilisées. L’âge sera homogène dans chaque procédure.

3 824 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit une injection sous-cutanée de cellules tumorales puis jusqu'à treize injections et deux prélèvements sanguins, pour tester des vaccins peptidiques contre le cholangiocarcinome, un cancer des voies biliaires. Le porteur justifie l'effectif par le regroupement des expériences et le partage des tissus, sans détailler le calcul qui conduit à 3 824 animaux. Il rappelle que la maladie tue plus de quatre patients sur cinq en cinq ans, un constat qui situe le bénéfice espéré loin de l'atteinte immédiate infligée aux souris.

Objectifs

Le but de ce projet est d’évaluer l’efficacité de vaccins peptidiques comme nouvelle approche à la fois prophylactique et thérapeutique du cholangiocarcinome, un cancer agressif et encore mal pris en charge qui affecte les voies biliaires. L’objectif est de stimuler le système immunitaire afin, non seulement, de prévenir l’apparition de la tumeur, mais aussi de limiter sa progression et d’améliorer la réponse aux traitements existants.

Bénéfices attendus

Le cholangiocarcinome est le second cancer du foie en fréquence avec une incidence de 1.5 sur 100.000 habitants en Occident. Il présente l’un des pronostics les plus sombres, avec moins d’un patient sur cinq encore en vie après cinq ans, en raison notamment d’un arsenal thérapeutique actuel peu efficace. Ce projet nous permettra de valider une nouvelle stratégie pour la prévention et le traitement du cholangiocarcinome, non disponible à ce jour en clinique.

Procédures

Toutes les souris seront soumises à une seule injection sous-cutanée de cellules tumorales sous anesthésie générale (moins de 5 minutes/animal). Tous les animaux seront soumis à des injections sous anesthésie générale (pour un total maximum de 4, moins d’une minute par animal) et une partie des animaux vigiles sera soumise à des injections (pour un maximum total de 9, moins d’une minute par animal). Tous les animaux vigiles seront soumis à un maximum de 2 prélèvements sanguins (durée d’environ 2 minutes). A la fin des expériences, tous les animaux seront euthanasiés par une méthode réglementaire.

Impact sur les animaux

L’induction tumorale peut conduire à des effets indésirables (cachexie) et peut induire une gêne chez l’animal. L’anesthésie peut induire de l’hypothermie et de la détresse respiratoire. Les traitements de chimiothérapie et immunothérapie peuvent entrainer une perte d’appétit et donc une perte de poids chez la souris. Les injections peuvent induire une douleur légère (éventuellement accompagnée d’une irritation au niveau du site d’injection) et un risque de péritonite associé aux administrations fréquentes. Les sites d’injections et de prélèvements peuvent s’infecter. Les prélèvements sanguins peuvent induire des hématomes. La manipulation et la contention des animaux peut induire un stress.

Devenir

Tous les animaux à la fin de la procédure seront euthanasiés selon une méthode réglementaire. La procédure requiert l’injection de cellules tumorales, ce qui implique l’impossibilité de garder les souris en vie à la fin de l’expérience. De plus, des analyses seront effectuées sur tissus et organes post-mortem.

Remplacement

Cette étude consiste à évaluer l’efficacité prophylactique et/ou thérapeutique de vaccins peptidiques dans un modèle de cholangiocarcinome ectotopique. Ces vaccins peptidiques ont été développés, in vitro, par clonage de 13 antigènes identifiés (ex vivo) par des analyses immunopeptidomiques et immunologiques complémentaires. Cette étude peut être conduite seulement in vivo car il n’y a pas d’autres modèles pour pouvoir étudier l’efficacité de la vaccination et ses mécanismes, notamment immuno-dépendants, vu sa complexité.

Réduction

Ce projet prévoit l’utilisation d’un maximum de 3824 souris. Les expérimentations seront regroupées au maximum afin de réduire le nombre d'animaux contrôles. Plusieurs tissus seront prélevés et soumis à diverses analyses (immunologiques, histologiques ou de biologie cellulaire et moléculaire) pour extraire le maximum de données de chaque expérimentation. Ces tissus seront également partagés avec nos collaborateurs dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés. Les procédures seront effectuées de manière séquentielle : seulement les traitements qui s’avèrent efficaces lors de la première procédure seront utilisés dans les procédures suivantes; et elles seront effectuées seulement si les procédures précédentes s’avèrent efficaces. Pour la réalisation de cette étude, nous utiliserons des groupes homogènes de souris pour permettre une évaluation statistique solide des effets analysés. Nous utiliserons des tests statistiques pour évaluer et comparer les effets immunologiques dans les divers groupes de traitements. Une veille bibliographique attentive et constante sera effectuée pour s’assurer que les expériences planifiées n’ont pas été déjà rapportées dans la littérature scientifique.

Raffinement

Les conditions d’hébergement seront conformes à la réglementation et adaptées en accord avec le personnel de l’animalerie (les animaux disposeront de nourriture et d’eau ad libitum ; le milieu est enrichi à l’aide de coton de nidification, bâtons à ronger, maisonnettes, …). Les manipulations seront réalisées dans le souci constant de réduire au maximum l’inconfort et la souffrance des animaux. Les animaux seront observés quotidiennement afin de respecter leur bien-être. De plus, le personnel impliqué dans ce projet est qualifié sur le plan technique et formé en continu sur les pratiques d’expérimentation animale. Le comportement général des animaux sera suivi. Le poids sera mesuré 1 fois par semaine. Avant l’administration des produits, les sites d’injections seront désinfectés. Des points limites surveillés seront mis en place lors des procédures de croissance tumorale. L’anesthésie gazeuse des animaux sera effectuée (avec tapis chauffants). Aucune médication supplémentaire ne sera administrée au cours des expériences, car les effets secondaires sur le système immunitaire pourraient interférer avec les résultats. Si les souris apparaissent affaiblies (prostration) pendant la procédure, la nourriture et l’eau seront mises à l’intérieur de la cage pour leur faciliter l’accès ainsi que du coton pour les réchauffer.

Choix des espèces

Le choix de la souris pour la réalisation des expériences envisagées se justifie par des raisons d’ordres scientifiques et éthiques. La souris est le modèle animal le plus couramment utilisé par la communauté scientifique internationale et pour les études précliniques. La méthodologie envisagée est d’une mise en place relativement aisée sur ce type d’animal et nous avons acquis une pratique expérimentale sur cette espèce. Notre établissement utilise principalement des souris ce qui offre de nombreux avantages en termes d’élevage, d’expertise en techniques d’expérimentation animale ainsi que le suivi microbiologique et vétérinaire des animaux. Selon les procédures, les animaux seront utilisés à partir de 6 semaines afin de disposer d’un organisme avec un processus de développement terminé.

Toutes mises à mort à l'issue pour prélèvement des tumeurs et des organes, 288 souris immunodéprimées vont être utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Chaque animal reçoit une greffe de cellules cancéreuses du sein, jusqu'à six injections intraveineuses dans la queue, des mesures d'haleine en cage métabolique et une ponction intracardiaque, pour tester une molécule qui libère à la fois une chimiothérapie et un marqueur volatil détectable dans l'haleine. Les bénéfices annoncés pour les patientes, un suivi en temps réel et moins d'effets secondaires, restent au conditionnel et à long terme. Le porteur affirme qu'aucun modèle in vitro ou in silico ne reproduit la diffusion du marqueur dans un "organisme entier" et conclut au caractère "indispensable" de la souris.

Objectifs

Le cancer reste l’une des principales causes de mortalité dans le monde, avec 10 millions de décès estimés chaque année selon l’Organisation mondiale de la Santé. Le cancer du sein constitue la première cause de décès par cancer chez les femmes. Certaines formes de cancer du sein sont particulièrement agressives, avec un risque élevé de rechute. Malgré les progrès récents en cancérologie, les traitements disponibles restent limités et le suivi de leur efficacité demeure difficile. Ce projet propose de tester une nouvelle approche qui combine, traitement et suivi de l’efficacité du traitement dans une même molécule. Cette molécule reste inactive dans le sang et ne s’active qu’au contact de certaines substances présentes autour de la tumeur. Une fois activée, elle libère à la fois une chimiothérapie et une petite molécule volatile détectable dans l’haleine ou dans le sang. La chimiothérapie agit directement sur la tumeur, en limitant les effets secondaires sur les tissus sains. La libération de la molécule volatile sur le site tumoral permet de suivre l’efficacité de la chimiothérapie sans recourir à des examens invasifs. Le projet prévoit d’évaluer une molécule issue de cette technologie. Au préalable, nous évaluerons l’efficacité de cette molécule sur des cellules tumorales humaines en boite de culture. Par la suite, le composé sera testé sur un modèle murin. Ce modèle permet de reproduire au plus près la physiologie complexe d’un organisme humain. En effet, à ce jour, aucun modèle biologique, autre que les modèles animaux, ne peut reproduire le fonctionnement du système respiratoire et de la circulation sanguine de manière optimale. À terme, cette approche vise à offrir une nouvelle option thérapeutique pour les cancers du sein agressifs. Cette approche permettra d’améliorer la prise en charge clinique, de réduire les effets secondaires et de faciliter le suivi personnalisé des patientes.

Bénéfices attendus

Dans le domaine de l’oncologie, le développement de nouvelles approches thérapeutiques demeure une priorité majeure, notamment pour les cancers solides tels que le cancer du sein, dont certains sous-types restent difficiles à traiter. Cette approche pourrait apporter plusieurs bénéfices importants dans la lutte contre le cancer du sein. Elle permettrait de suivre l’évolution de la tumeur en temps réel grâce au sous-produit volatil libéré dans l'organisme. Cette approche limite ainsi le recours à des examens lourds ou invasifs nécessaires au suivi de l’efficacité thérapeutique. Ce suivi rapide de l’efficacité des traitements, permettrait de l’ajuster plus précocement en fonction de la réponse de la tumeur. D’autre part, comme cette molécule est activée au niveau de la tumeur, cela réduit les effets secondaires souvent observés avec les chimiothérapies classiques. À terme, cette approche innovante présenterait un intérêt clinique majeur car elle offrirait une nouvelle façon d’évaluer l’efficacité d’un traitement anticancéreux tout en améliorant le confort et la qualité de vie des patientes.

Procédures

La totalité des animaux seront soumis à un baguage auriculaire des animaux sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane pour permettre leur identification. Dans l’étude de toxicité chaque animal subit les actes suivants : 6 injections intraveineuses par voie caudale (2 injections par semaine pendant 3 semaines) 1 injection maximum sur animal vigil, sous anesthésie locale, jusqu’à 5 injections sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane. 1 mesure de l’haleine par animal durant 2 heures sur animaux vigiles, en cage métabolique 3 prélèvements sanguins submandibulaires sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane avec une fréquence : 1 prélèvement avec un intervalle de plus de 7 jours sur 3 animaux . Dans l’étude de libération du sous-produit volatil sur le site tumoral chaque animal subit les actes suivants : 1 injection sous-cutanée de cellules cancéreuses du sein ou PBS/matrigel (selon le lot) sous anesthésie gazeuse. 1 injection intraveineuse par voie caudale sur animal vigile, sous anesthésie locale. 1 mesure sur l’haleine par animal d’une durée comprise entre 30 minutes et 2 heures sur animal vigile, en cage métabolique 1 ponction intracardiaque gazeuse à l’isoflurane avec analgésie à la buprénorphine Certains animaux subiront 1 prélèvement sanguin submandibulaire sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane pour le groupe 4 heures après l’injection du composé. Dans l’étude d’efficacité antitumorale chaque animal subit les actes suivants : 1 injection sous-cutané injection de cellules cancéreuses du sein sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane. 6 injections intraveineuses par voie caudale (2 injections par semaine pendant 3 semaines) : 3 injections maximum sur animal vigile, sous anesthésie locale et 3 injections sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane. 3 mesures de l’haleine par animal entre 30 minutes et 2 heures sur animal vigile, en cage métabolique. 3 prélèvements sanguins submandibulaires sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane avec une fréquence : 1 prélèvement tous les 7 jours à un temps post-injection défini précédemment.

Impact sur les animaux

Les souris immunodéprimées présentent un phénotype fragile et sensible aux infections. Ce phénotype nécessite des conditions d’hébergement adaptées, telles que celles présentes au sein de notre animalerie. L’utilisation de l’anesthésie gazeuse au cours de ce projet peut provoquer un stress léger et passager lors du réveil des animaux. Cette anesthésie sera utilisée pendant l’implantation des cellules tumorales en sous cutanée, les injections et les prélèvements sanguins ainsi que le marquage auriculaire. La croissance des tumeurs en sous-cutané entraînera une gêne locomotrice proportionnelle à la taille de la protubérance tumorale. Enfin les injections intraveineuses de composé pourront être réalisées chez des animaux vigiles sous anesthésie locale à l’aide de tubes de contention, ce qui induit un stress et l’inconfort pour les animaux.

Devenir

À l’issue de chaque procédure, les animaux seront mis à mort. Des études des tissus, incluant des prélèvements d’organes et de tumeurs, seront réalisées post mortem. Ces études sont absolument fondamentales. Elles permettront de vérifier dans les tumeurs récupérées après la mise à mort, l’efficacité de notre composé sur les tumeurs ainsi que leurs effets potentiels chez des animaux ne portant pas de tumeur. De plus, ces procédures permettront également d’investiguer le mécanisme d’action de notre composé. Nous réaliserons différents marquages immunohistochimiques de protéines cibles couramment étudiées en cancérologie. Nous évaluerons aussi les niveaux d’enzymes dans le tissu intra-tumoraux et péri-tumoraux sur les tissus à l’aide de techniques de chimie analytique.

Remplacement

Les paramètres de distribution de notre composé ne peuvent être obtenus qu’au moyen d’animaux. Ces études précliniques sont indispensables avant toute évaluation en essais cliniques chez l’homme. À l’heure actuelle aucun modèle non biologique ou in vitro ne permet de réaliser ces analyses sans perte d’informations scientifiques essentielles. Le développement de notre composé nécessite le recours à un modèle systémique complexe intégrant les systèmes circulatoire et respiratoire. En effet, l’activation du composé dans l’environnement tumoral entraîne la libération d’un sous-produit volatil. Ce dernier diffuse dans la circulation sanguine, puis est transféré vers le système respiratoire, où il est finalement expiré par les animaux. La détection du sous-produit de notre composé dans l’haleine des animaux constituera un marqueur direct de la libération du composé au sein du microenvironnement tumoral. Elle servira également de marqueur indirect de l’efficacité du composé sur la tumeur. Ce phénomène repose sur des interactions physiologiques dynamiques entre plusieurs organes. Elles sont impossibles à reproduire de manière pertinente à l’aide de modèles in vitro ou in silico. L’utilisation d’un modèle animal est donc indispensable pour reproduire fidèlement la diffusion et l’élimination du sous-produit volatil dans l’organisme.

Réduction

Afin de limiter le nombre de composés à tester chez l’animal, des essais préliminaires in vitro ont été réalisés sur des lignées cancéreuses afin d’évaluer leur efficacité et la libération du sous-produit volatil. Nous avons ainsi pu réduire le nombre d’animaux grâce à ces études. De plus, seul le composé le plus prometteur sera ainsi évalués in vivo. Nous disposons également des connaissances et du savoir-faire technique pour mesurer les produits volatils contenus dans l’haleine chez l’animal. En effet, cette technique a déjà été mise en œuvre avec succès lors de précédentes études in vivo menées par notre équipe. Cette maîtrise de la technique réduit les risques d’échec des mesures. Elle contribue aussi à limiter le nombre d’animaux utilisés en évitant des essais exploratoires supplémentaires. Les protocoles ont été conçus pour maximiser les informations obtenues tout en minimisant la douleur et la souffrance des animaux. De plus, certaines parties des procédures seront réalisées de manière séquentielle. Nous ajusterons les différents paramètres expérimentaux sans mobiliser l’ensemble des souris dès le départ, conformément au principe de réduction. De plus nous avons prévus de faire des tests pilotes qui seront des étapes conditionnant la poursuite de certaines procédures. Une organisation optimisée des groupes expérimentaux permettra également de réduire le nombre d’animaux sans compromettre la fiabilité des résultats. Le nombre d’animaux a été déterminé grâce à une analyse statistique a priori permettant de déterminer le nombre minimal qui donnera des résultats robustes. Les données utilisées pour le calcul se basent sur des données issues de la littérature décrivant des modèles murins comparables. Le calcul conduit à un effectif de 12 souris par groupe permettant d’obtenir une puissance statistique suffisante tout en respectant le principe de réduction des animaux. Ces procédures d’expérimentation animale sont nécessaires pour progresser dans la mise au point de nouvelles thérapies anti-tumorales et de procéder à leur évaluation préclinique avant de réaliser des essais cliniques chez l’homme. À ce jour, aucun modèle alternatif ne permet de réaliser de manière fiable des études biologiques aussi complexes. De plus, la collecte post-mortem des organes et des tumeurs permettra de compléter nos procédures à posteriori.

Raffinement

Des mesures de raffinement ont été mises en place afin de réduire la douleur, la souffrance, le stress et l’anxiété des animaux tout au long du protocole. À leur arrivée, les souris immunodéprimées présentent un statut sanitaire contrôlé garantissant l’absence d’agents infectieux connus. Elles seront hébergées dans des armoires ventilées en pression positive qui sont adaptées au maintien de leur statut sanitaire et permettent de limiter l’expression de leur phénotype immunodéficient. Les animaux seront maintenus en groupes dans un environnement enrichi, grâce à la présence de tunnels, et des modules en bois, favorisant leurs comportements naturels et leurs interactions sociales. Les conditions d’hébergement seront strictement contrôlées, et une période d’acclimatation de 10 jours. Au cours cette période, les animaux seront progressivement habitués aux manipulations grâce à la distribution de récompenses alimentaires stérilisées, afin de réduire le stress. Les interventions susceptibles de provoquer de la douleur, telles que l’implantation tumorale, le baguage auriculaire et les prélèvements sanguins, seront réalisés sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane, avec maintien de la température corporelle. Lorsque cela est compatible avec le protocole expérimental, les injections seront également réalisées sous anesthésie gazeuse à l’isoflurane afin de réduire la douleur. Dans les cas où l’anesthésie gazeuse n’est pas possible, une anesthésie locale (lidocaïne gel) sera utilisée pour garantir le confort des animaux tout en préservant l’intégrité des mesures. Pour anticiper toute douleur, une analgésie adaptée sera systématiquement mise en place, incluant des injections et l’ajout de buprénorphine dans l’eau de boisson. Toutes les manipulations seront effectuées avec du matériel stérile à usage unique afin de minimiser le risque de contamination. L’état clinique et le comportement de chaque animal seront évalués quotidiennement à l’aide d’une grille d’observation spécifique, permettant de détecter précocement tout signe de souffrance. Des points limites précis et validés seront appliqués pour assurer une prise en charge rapide et appropriée des animaux présentant des signes cliniques anormaux. Si les animaux atteignent les points limites nous effectuons une mise à mort par dislocation cervicales sous anesthésie gazeuse. De plus, toutes les mises à morts seront réalisées après sédation pour limiter le stress des animaux et améliorer la réalisation de l’acte.

Choix des espèces

Les souris immunodéprimées offrent la possibilité de développer des modèles tumoraux humains sans risque de rejet immunitaire. Les techniques employées pour l’induction tumorale sont rapides, reproductibles et bien documentées, ce qui permet de connaître précisément les limites éthiques associées à ce type d’expérimentation. Ces modèles animaux sont essentiels pour le développement de nouvelles thérapies et pour leur évaluation préclinique avant d’être testées chez l’homme. La souris constitue l’espèce la mieux adaptée et la mieux caractérisée pour la réalisation de protocoles de thérapie in vivo. Nous allons avoir recours à des souris ayant 5 semaines. À ce stade de développement, elles sont considérées comme jeunes adultes et présentent une capacité optimale de prise tumorale. Une période d’acclimatation de 10 jours sera mise en place à leur réception, afin de leur permettre de s’habituer à leur nouvel environnement. Les procédures expérimentales débuteront lorsque les souris auront atteint l’âge de 7 semaines.